可食性膜的研究进展

一.研究背景与Hale Waihona Puke Baidu义
中国从 2008 年 6 月 1 日起全国禁止 生产、销售、使用超薄塑料购物袋、并将 实行塑料购物袋有偿使用制度。英国、美 国、日本等发达国家都在开发可食性食品 包装薄膜，已经有了实际应用的成绩。 所谓“绿色包装”，是指能够循环使 用、再生利用或在自然界降解腐烂，且在 产品的整个生命周期中对人体及环境不造 成公害的符合可持续发展原则的包装。在 众多的“绿色包装”材料中，可食性膜备 受关注。 可食性膜提供了无需环保花费的可替 代包装，是一种安全性、环保性最好的生 物可降解包装材料。因而开发以天然生物 材料制成的可食性包装已成为世界食品工 业科技发展的一个主要趋势，也是未来食 品包装工业发展的主要方向。
五.可食性膜的应用
与化学食品包装薄膜相比，可食性膜具有安全、无 污染、操作性好的优点，因此在食品工业中有着广泛的 应用。
1 在果蔬、禽蛋等保鲜中的应用
英国科学家研制成一种可食涂膜保鲜剂，是由蔗糖、 淀粉、脂肪酸的聚酯物制成，采用喷涂、刷涂或浸渍方 法涂于柑橘、苹果、西瓜、香蕉、番茄等果蔬表面，从 而延长水果的保鲜期。美国已有专利全能保鲜膜液，主 要用于水果的保鲜，不仅能防止水果褪色，抑制细菌繁 殖，还能防止水果皱缩，保持果肉质地不变。
二.可食性膜的定义
可食性膜(edible films)是以天然可食性物质（如 多糖、蛋白质、脂类等）为原料，添加可食性的增塑 剂、交联剂等，通过不同分子间相互作用，并以包裹 (packing)，涂布(coating)，微胶囊 (microencapsulating)等形式覆盖于食品表面(或内 部)，以阻隔水气、氧气或各种溶质的渗透，起保护 作用的薄层。
三.可食性膜的分类
⑵ 小麦面筋蛋白
以小麦面筋蛋白质为基质，经过乙醇的溶解，添加甘油、 氨水等作为增塑剂制成可食性包装膜。 它的韧性较强、半透明，具有良好的隔绝氧气和二氧化碳 的能力，但阻水性和透光性差，限制了其在商业上的应用。
⑶ 玉米醇溶蛋白
以玉米中的蛋白质为基质，经乙二醇或异丙醇溶液提炼， 甘油、丙二醇或乙酰甘油作为增塑剂制成可食性膜或涂层。 它具有成膜速度快、高温高湿下贮藏稳定、安全性可靠、 对氧气和二氧化碳隔绝性和防潮性极好等特点。日本、中国对 玉米醇溶蛋白可食性膜的研究开发取得了类似的成果。
三.可食性膜的分类
⑴ 大豆蛋白 以 SPI 为基质，甘油、山梨醇等为增塑剂，可制 成各种用途的可食性包装膜或涂层。 它具有良好的强度、弹性和防潮性等特点，可以 保持水分，阻止氧气进入，食用营养价值高。 研究表明，可食性 SPI 膜具有较低的透氧率，约 比小麦面筋蛋白膜的透氧率低 72%~85%，比多糖基质 膜（如 CMC 及其衍生物）低 200 倍左右，与其它包 装材料（如高密聚乙烯膜或低密聚乙烯膜）相比，可 食性 SPI 膜的阻氧率是它们的 325~1750倍。
四.可食性膜的特点
（2）可食性膜可以作为食品添加剂（风味物质、色素、 甜味剂、营养强化剂、防腐剂、抗氧化剂等）的载体； （3）可食性膜的许多原料具有一定的营养价值或生理 作用，如蛋白质可以提高食品的营养价值，壳聚糖具有 保健功能等； （4）可食性膜可以通过涂膜的方式分别包装食品的个 体，应用于塑料包装膜内层，如豆类、坚果类、水果蔬 菜和切割的肉类等； （5）可食性膜可以用于像披萨、派和蛋糕这类组成比 较复杂，层状的食物，用可食性膜将各层分开，避免不 同水分含量和不同风味的组分之间的相互影响；
三.可食性膜的分类
热封性和可印刷性有利于工业化生产，能够制成小的 内包装袋。脂类可食性膜的阻水性能很好，但是机械 强度比较差，特别是膜几乎没有什么延伸率。改变过 去由单一成分制成的膜，发展由多种生物大分子制备， 具有多种功能性质的多组分复合类可食性成为研究的 一个方向。 这种组合方式克服了可食性膜在应用中的许多问 题，如机械强度、膜的阻隔性能、稳定性等。由于复 合类可食性中的多糖、蛋白质的种类、含量不同，膜 的透明度、机械强度、阻气性、耐水耐湿性表现不同， 可以满足不同食品包装的需要。
三.可食性膜的分类
⑷ 乳清蛋白
以乳清蛋白为原料，甘油、山梨醇、蜂蜡、CMC-Na 等为 增塑剂制成的。 各种乳清蛋白可食性包装膜具有透水、透氧率低、强度高、 透明性好的特点。乳清蛋白最近几年才被用作可食性包装膜基 质材料。
⑸ 其他蛋白
除以上主要研究应用的蛋白类可食性膜外，还有胶原蛋白、 明胶、酪蛋白、大米蛋白、鱼肌原纤维蛋白、花生蛋白、葵花 蛋白、蚕丝丝素蛋白、高粱蛋白、蛋清蛋白、棉籽蛋白、米糠 蛋白等可食性膜。
三.可食性膜的分类
5 复合类可食性膜 复合类可食性膜是由多糖、蛋白质及脂类 中的两种或三种经一定处理而形成的膜。 由于天然原料本身的各种特性（如蛋白质 和多糖的亲水性，脂类物质强憎水性等），单 一基料膜性的质都存在比较明显的差别，如蛋 白质膜阻水性差，但是对气体的阻隔性能比较 好，而且膜的水分含量对膜体的阻气性能的影 响比较大；多糖膜阻水性不好，但是有一些比 较突出的优点，它的热封性、印刷性和水溶性 比较好。
可食性膜的研究进展
目录：
一.研究背景与意义
二.可食性膜的定义 三.可食性膜的分类 四.可食性膜的特点 五.可食性膜的应用 六.可食性膜的发展趋势
一.研究背景与意义
随着工业发展而诞生的塑料制品以其来源丰富、产品 美观、质轻、卫生、加工方便、价格便宜、性质稳定而广泛应 用于食品包装及保鲜领域。但是塑料包装使用后不易分解，会 造成“白色”污染，有的塑料包装容易产生有害的气体和异味， 对人体具有一定的毒害作用。据国际包装工业发展情况统计， 在包装废弃物中，当前首要难题是由塑料包装所造成的污染。 面对污染和安全性等问题，各国都在努力寻找一种 “绿色包装”材料。发展“绿色包装”，减少包装材料对环境 的污染和危害，是当今世界各国极为重视的问题，食品包装也 成为减少废物运动的焦点之一。
五.可食性膜的应用
3 在油炸食品中的应用
三.可食性膜的分类
2.蛋白类可食性膜
以蛋白质为基质的可食性膜，主要有大豆蛋白膜、 小麦面筋蛋白膜和玉米醇溶蛋白膜等。 蛋白质可食性膜易消化，富有营养，形成的膜比 较均匀和透明，机械性能好，特别是阻气性比较好， 但是蛋白质本身的亲水性决定了蛋白质膜的阻水性比 较差，而且在高湿的环境下，膜的含水率变高，膜结 构变得松散，更增大了水分子的透过率，并且水分子 的存在也增加了气体分子在膜中溶解度，所以降低膜 的强度和阻气性。
三.可食性膜的分类
3.脂类可食性膜
脂质的极性较低，因此它们的主要功能通常是阻 止食品失水，所以特别适用于果蔬的涂层保鲜。脂质 薄膜可防止新鲜果蔬脱水，调节新鲜果蔬的呼吸作用， 降低果蔬的腐败程度。 脂类物质单独成膜时膜的均匀性比较差、厚薄不 均，机械性能和透明度差，而且容易产生蜡味和不良 口感。 现在类脂物质单独成膜的研究比较少，通常将类 脂物质作为助剂和多糖或蛋白质混合使用，能改善多 糖膜和蛋白质膜阻水性，获得比较理想的性能的可食 性膜。
四.可食性膜的特点
1.可食性膜的缺点 可食性膜当前存在的最大不足就在于性能强 化方面。比如阻止水蒸气渗透能力差、机械强度 小、热封性差、抑菌性不好等等。 故可食性膜的适应面还很窄，加之，成本较 高等原因，商业上应用成功的并不多。所以需研 究新型的成膜材料与工艺，研制开发性能更优良 的、功能各异的可食性膜。同时也需要大力研究 现有条件下可食性膜的应用。
三.可食膜的分类
⑵纤维素衍生物 用植物纤维经化学改性，如甲基纤维素、羟丙基 甲基纤维素、羧甲基纤维素等材料为原料，硬脂酸、 软脂酸、蜂蜡和琼脂为增塑剂、增强剂，制得半透明、 柔软、光滑、入口即化的可食性膜。 它具有较高拉伸强度，较小透湿、透气性的特点， 用于许多食品以阻隔水、氧和油脂。近年来，世界各 国对改性纤维素可食性膜的研究开发极为重视。 ⑶壳聚糖 壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰作用得到的，有良好 的成膜性和广谱抗菌性。
三.可食性膜的分类
1.多糖类可食性膜 2.蛋白类可食性膜
3.脂类可食性膜
4.微生物共聚酯可食性膜 5.复合类可食性膜
三.可食性膜的分类
1.多糖类可食性膜
多糖类可食性膜主要是利用淀粉及其衍生物、纤 维素衍生物、壳聚糖及动植物胶制得的可食性膜。 ⑴淀粉及其衍生物 淀粉可食性膜以淀粉，主要是直链淀粉为基质， 多元醇（如甘油、山梨醇、甘油衍生物及聚乙二醇)及 脂类物质（如脂肪酸、单甘酯、表面活性剂等）为增 塑剂，少量动物或植物胶为增强剂制作而成。 它们具有拉伸性、透明度、耐折性、水不溶性良 好和透气率较低等特点。淀粉可食性包装膜是可食性 包装膜中研究开发最早的类型。
三.可食性膜的分类
4 微生物共聚酯可食性膜 这类膜是以自然资源糖蜜、油脂等为原料， 通过微生物发酵产生的 3-羟基丁酯、3-羟基戊 酯、4-羟基丁酯、己内酯等经过聚酯制成。当 前微生物共聚聚酯可食膜已由英国ICI 公司和 美国麻省理工大学研究和开发成产品，并受到 各国研究者的重视。 它具有普通塑料薄膜光学性能好、透明、 有光泽、物理性能优良、质羟密度小、化学性 能稳定、易成形加工和广泛的代用性等特点。
三.可食性膜的分类
壳聚糖膜具有清晰、坚韧、柔软、阻氧性好的特 性，但阻水汽性略差，可防止真菌污染、腐蚀食品。 壳聚糖膜在果蔬的气调贮藏保鲜中应用较多，果蔬表 面包裹壳聚糖膜，则可有效调节果蔬周围 O2和 CO2的 组成，可抑制果蔬的有氧呼吸强度，而提高其货架期。 ⑷动植物胶 这类可食性膜以动物胶如骨胶、虫胶，植物胶如 葡甘聚糖、角叉胶、果胶、海藻酸钠、卡拉胶等，微 生物胞外多糖如茁霉多糖、果聚糖等为基质，甘油、 多元醇、山梨酸酯等为增塑剂，制成可食性包装膜。 它具有透明度、强度高，印刷性、热封性、阻气 性、耐水耐湿性较好的特点。
2 在肉制品加工与保鲜中的应用
在肉制品加工与保鲜中，胶原蛋白膜是最成功的工 业应用例子，在香肠生产中胶原蛋白膜已经大量取代天 然肠衣（除了那些较大的香肠需要较厚的肠衣外)。另 外，可食性 SPI 膜也可用于生产肠衣和水溶性包装袋。
五.可食性膜的应用
目前，国内外常用的肉类保鲜方法有多种，其中之 一是涂膜保鲜法。涂膜保鲜法是将肉类涂抹或浸泡特殊 的保鲜剂，在肉的表面形成一层保护性的薄膜，以防止 外界微生物的侵入。涂膜还减少了肉与外界空气接触的 机会，防止了脂肪氧化酸败和肉色变暗。此外涂膜还可 减少肉汁流失，从而在一定时间内保持肉类的新鲜。有 实验表明，用胶原蛋白包裹肉制品后，可以减少汁液流 失、 色泽变化以及脂肪氧化，从而提高了保藏肉制品的品质。 英国推出一项利用海藻糖保存食品的新技术，用于 保鲜肉类，可使肉类所含的维生素保持完好，其色、味、 香和营养成分都没有改变，与新鲜食品相比毫不逊色。
五.可食性膜的应用
国内对壳聚糖在果蔬保鲜中的应用也进行过研究， 如龙眼在温度为 2℃，相对湿度为 90%的条件下，货架 期可达 30d；荔枝在温度 33~34℃下的货架期可延长3d； 草莓在室温下可存放5d等。用魔芋甘露聚糖液保鲜龙眼， 在温度3℃下贮存60d，好果率达90%，失水率约 2%，延 长了龙眼贮藏期的货架寿命。
四.可食性膜的特点
1.可食性膜的优点 可食性膜主要通过防止气体、水气和溶质等 的迁移，来避免食品在贮运过程发生风味和质构 等方面的变化，进而保证食品的品质，延长食品 货架期，或降低包装成本。可食性膜是一种新型 的无污染的食品内包装材料。与传统不可食性聚 合膜相比，它具有如下优点: ⑴ 可食性膜均使用食品级原料制备，可与被包 装食品一起食用，易被生物降解，无任何环境污 染；
四.可食性膜的特点
（6）可食性膜还可以用于风味物质的微胶囊化，可以 控制它们的释放速度，延长保留风味的时间； （7）可食性膜可提高食品表面机械强度使其易于加工 处理； （8）可食性膜具有优良的阻隔性能，合理的膜材组成 可有效调控食品在储存期间与外界环境以及内部组成之 间的传递，以提高食品质量延长货架寿命，以及节省包 装材料等； （9）可食性膜也可用作微波、焙烤和油炸食品的包被 膜等。