21世纪的绿色食品包装材料_可食性包装材料_赵仲丽

类型
表 1 可食性包装材料的分类 、特性及应用[1～5 ] 特性
应用
明胶膜
阻油 、阻氧 、阻水 ,可携抗氧剂 、抗菌 包装肉制品 、酸奶 、可可 、咖啡等 , 可作胶布包装
剂载体 ,强度高 ,解冻时可溶化
药粉或食品配料 ,覆盖膜等
肌原纤维蛋白膜
阻气 、阻水汽 、保香
包装香肠 、冻肉 、可可粉 、咖啡 、香料等
阻油
复合制杯盒等
小麦谷蛋白膜
阻气 、阻油 、耐热 、机械强度较高
作肠衣 ;涂膜保香 、保脆等 ;可与纸等复合包装糕 点等
大豆蛋白膜
阻氧 、抗菌 、防潮 、保水 、弹性好 、强度 高 、稳定性好
作肠衣 ;制袋包装干豌豆、含脂类食品 ;涂膜鲜果蔬
麸糠蛋白膜
机械性能好 、常温下阻水 、见热见水 可用包装机械 、热封机包装食品 ;可涂膜生面团 、
复合型可食性包装材料是利用多种基料组合 , 采用不同的加工工艺制得的包装材料 。其基料包括 前述 3 种类型所用到的基料 ,如蛋白质 、多糖 、脂肪 及其必需的添加剂 。复合型薄膜视需要以蛋白质 、
可食性包装材料是否对人体安全 ,还需要进行安全 评估 。国家卫生部规定 ,一种新型材料或合成材料 都需要安全评估 。另外 ,可食性包装材料主要是由 淀粉和纤维制成 ,具有一定的吸水性 ,易生物降解 , 所以容易发霉 、虫吃 、鼠咬和腐烂变质 。此外 ,这种 材料只适用于包装干性食品或小食品 , 如儿童食 品 、休闲食品 、体育食品等 ,不适于包装含有水分的 食品 。因此 ,可食性包装还存在以下问题 :一是性能 有待提高 。可食性包装无论是包装容器的加工与成
玉米淀粉/ 海藻酸钠/ 壳聚糖
阻气 、抗菌 、耐水耐热 、抗张强度高 、 延伸率大
包装糕点 、果脯 、方便食品 、汤料等
复 合
玉米蛋白/ 菜油
阻氧 、阻水 、可携抗氧剂载体
型
动植物混合蛋白/ 菜油 阻氧 、保香 、阻水 、防潮
包装坚果 、甜点 、药品等 包装焙烤食品 、油炸食品 、巧克力等
3 存在的问题
可食性包装材料虽然有绿色 、环保等独特性质 , 但是也存在一些不足 。首先 ,为了防止污染 ,可食性 包装还需要一层外包装 ,这反而增大了成本 ,与现在 提倡的包装“减肥”的宗旨不符 。其次 ,这种新型的
4 发展趋势
可食性包装材料作为当前食品包装工业的研究 热点 ,其包装功能多样 ,不污染环境 ,取材方便 ,可供 食用 ,世界各国竞相投入大量资金研制新产品 、新技 术 。国内外对今后可食性包装材料的研究主要集中 在多功能可食性包装材料 、多层可食性包装材料 、微 胶囊化和类塑料可食性包装材料的开发 。这些新型 可食性包装材料的开发 ,充分实现了包装材料的功 能多样化 、性能优良化 、资源节约化的特点 ,同时也 适应了我国建设资源节约和环境友好型社会的潮 流。
多糖型可食性包装材料主要是利用食物多糖的 凝胶作用 ,以多糖食品原料为基料所制得的包装材
3 甘肃省科技攻关计划项目 (No . 2 GS064 - A52 - 036 - 08) ;甘肃省自然科学基金重点项目 (No . 0803 RJ ZA009) 资助 33 通讯联系人 , E - mail : mozl @163. co m , 电话 :0931 - 7971829
1 可食性包装材料的特性
可食性包装材料是一种以蛋白质 、脂肪 、多糖等 为基料制成的能保鲜食品 、无毒 、可食用的包装用材 料 ,该材料多以薄膜形式存在 。作为包装用材料 ,可 食性薄膜必须要具有一定的阻隔性 、机械性和稳定 性 。可食性薄膜的阻隔性包括阻气性 、保香性 、水汽 渗透性和阻油性 。因为蛋白质 、多糖 、脂类物质等均 为大分子聚合物 ,具有聚集紧密 、分子间空穴小和分 子结合力大等特点 ,以其为基料制备的可食性薄膜 阻气性好 ,特别是阻氧气性极佳 。可食性薄膜的保 香性与阻气性密切相关 ,阻气性能好的薄膜 ,保香性 都相对较好 。然而 ,保香性还受薄膜厚度 、环境温度 和湿度等因素影响 。与此同时 ,可食性薄膜的水汽 渗透性除与薄膜组分 、基料亲水性 、薄膜方向性 、膜 厚 、环境温度以及湿度等因素有关外 ,还受蛋白质性 质 、成膜溶液 p H 以及蛋白质的交联等因素影响 。 通常情况下 ,适宜的条件有利于阻水汽渗透性的提 高 。部分可食性薄膜具有阻油性 ,特别是亲水基膜 , 例如以羟丙基甲基纤维素 、甲基纤维素 、淀粉 、明胶 、 玉米蛋白 、褐藻酸盐等基料制成的膜 ,由于基料的分 子量大 、分子密度高 、空穴小 、分子结合力大 、胶质溶 液适度的浓度和黏度等因素影响 ,膜质细密 ,不渗 油 。可食性薄膜的机械性主要从撕裂强度 、延伸性 等方面考虑 ,因为这些性质会直接影响包装食品时
阻油、阻氧、机械性能好、防粘、外观好 涂膜甜点 、葡萄干 、坚果肉 ;包布丁等
油质膜
阻气 、阻水 、塑性韧性好
可制袋包装食品 ,材料可回收供家禽食用
脂
肪
蜂蜡
保水 、耐渗透 、可低温保存 、阻气
涂膜葡萄干 、果蔬
型
无水乳脂
保水性比蜡质好 、延伸性好 、强度差 涂膜甜点 、坚果 、干果 、蔬菜等
综合性能较好的包装材料 ,而且食用后可补充人体 缺乏的维生素 、矿物质和膳食纤维 ,是一种新型健康 营养食品 。此外 ,蔬菜型可食性包装材料的开发对 大白菜和胡萝卜等蔬菜的深加工也具有很大的意 义。
另外 ,根据材料的形状 ,可食性包装材料还可以 分为可食性涂层材料 、可食性薄膜材料 ,可食性包装 纸和可食性包装容器 。如蜂蜡和无水乳脂则为可食 性涂层材料 。我国早在明朝郑和下西洋时期 ,就利 用蜂蜡来封装水果 ,以延长水果的保鲜期 。以蛋白 质 、多糖以及脂肪为基料制备的可食性包装材料多 为包装薄膜 。以大白菜和胡萝卜为基料制备的蔬菜 类包装材料则均为可食性包装纸 。另外 ,澳大利亚 研制出的一种可食性盛炸土豆片的容器 ,有酸 、辣 、 咸 、熏鸡等不同风味 ,使容器味道并不逊色于炸土豆 片味道 。人们吃完土豆片 ,还可将容器一起吃掉 。
关键词 可食性包装材料 绿色食品 蛋白质 多糖
随着科学技术的发展 ,生活水平的提高以及 人们对环保问题的日益关注 ,利用可食性包装代 替传统的塑料包装是食品包装工业发展的必然趋 势 。作为一种无废弃物的资源型包装技术 ,可食 性包装完美地解决了包装材料和环境保护之间的 矛盾 ,使资源得到最大限度的利用 。开发研制的 各种新型可食性包装材料在食品包装领域具有广 阔的应用前景 。
蛋白质/ 脂肪酸/ 淀粉
不同比例制成不同物性薄膜 ,保水
包装果蔬等
蔬
白菜基包装纸
机械性能好 ,热水速溶 ,热封性好 ,保健
作为新型健康食品 ,包装方便面 、甜点等
菜
型
胡萝卜基包装纸
热水速溶 、保健营养
作为新型健康营养食品 ,包装方便面等
2. 3 脂肪型 脂肪型可食性包装材料是利用食物中脂肪Baidu Nhomakorabea织
他添加剂复合加工制得的包装材料 。目前已报道的 该类型包装材料有大白菜基可食性包装材料[4] 和胡 萝卜基[5] 可食性包装材料 。这类材料不仅可以作为
熟 ,技术参数不很稳定 ,有待进一步完善 。三是品种 有待进一步开发 。目前 ,可食性包装不能满足市场 需求 ,品种上主要存在膜多容器少 、软材多硬材少 、 天然多加工少 、粗糙品多精制品少等问题 ,有待于解 决[6] 。
参 考 文 献
[ 1 ] 余锦春. 绿色浪潮 , 1999 , 19 (4) : 60262 [ 2 ] 曹娜 , 符玉华 , 贺军辉. 明胶科学与技术 , 2006 , 26 (4) : 1952
材料的机械加工性能 。另外 ,可食性薄膜在加工和 使用过程中常会因灭菌需求而受到紫外光照射 ,薄 膜组分不同 ,分子结构不同 ,受紫外光辐射后所呈现 出的特性不同 。因此 , 薄膜要求具有一定的稳定 性[1] 。
除上述特性外 ,可食性薄膜食用时还具有营养 性 、风味性 、无毒无害性等特点 ,即使不食用 ,薄膜也 会自动降解 ,或可作为家禽饲料 ,对环境不会造成污 染。
·4 ·
化 学 教 育 2009 年第 6 期
料 。该类型可食性包装材料根据基料的不同也可分 为壳聚糖膜 、茁霉多糖膜 、纤维素膜及淀粉薄膜 4 大 类 。壳聚糖膜以贝类提取物 ———壳聚糖为基料 ;茁 霉多糖膜以苕干 、土豆 、木薯碎米等农副产品经发酵
后产生的生物高分子化合物茁霉多糖为基料 ;纤维 素膜则以甲基纤维素 、羟丙基甲基纤维素和果胶等 为基料 ;淀粉薄膜以谷物淀粉为基料 ,其又可分为直 链淀粉膜和羟基丙醇变性淀粉膜 。
纤维素类膜
阻氧 、阻电 、阻水 、保香 、热成型性及 制袋包装干果 、干性食品配料 ;油炸土豆片 ;涂膜
机械性好
果蔬等
型
海藻酸钠膜
阻油 、阻水 、阻氧 、保香护色 、抗菌
面包类食品 、鱼虾 、肉类 、果蔬等
直链淀粉膜
阻油 、阻气 、机械强度高 、外观好
制袋包装油炸食品 ;涂膜葡萄干等
羟基丙醇变性淀粉膜
多糖 、脂肪按不同比例组配而成的复合组分作为基 料[3] ,如蛋白质/ 脂肪酸/ 淀粉复合膜 、玉米淀粉/ 海 藻酸钠或壳聚糖复合膜等 。
型 , 还是所制备的包装制品 ,其性能与纸 、塑料等包 装性能相比 ,差距较大 ,还需进一步提高 。二是工艺 有待完善 。可食性包装的相关制造工艺还不十分成
2. 5 蔬菜型 蔬菜型可食性包装材料是以蔬菜为基料 ,和其
乳清蛋白膜
阻氧 、强度高 、可携抗氧剂载体 、机械 破碎防护性好
制袋包装炒花生 ;包冻干鸡丁 、冻鱼等
蛋
乳酪蛋白膜
阻氧 、保香 、阻水 、透明 、机械性能好 、 包装冻鱼 、半干食品 ;涂膜保鲜果蔬 (苹果等) ;涂
稳定性高
膜保藏干果 、饼干 、点心等
白
质 型
玉米蛋白膜
阻氧 、阻气 、保香 、抗菌 、阻水 、防潮 、 包装大米 、爆米花 ; 涂膜鸡蛋 、蕃茄 ; 还可与纸等
2 可食性包装材料的分类
根据制备所需基料和辅料组分的不同 ,可将可 食性包装材料分为蛋白质型 、多糖型 、脂肪型 、复合 型和蔬菜型 。各类型包装材料的特性及应用如表 1 所示 。 2. 1 蛋白质型
蛋白质型可食性包装材料是以蛋白质为基料 , 利用蛋白质的胶体性质 ,同时加入其他添加剂改变 其胶体亲水性而制得的包装材料 。该类型可食性包 装材料多为薄膜材料 。根据蛋白质来源的不同 ,蛋 白质型可食性包装薄膜又分为胶原蛋白薄膜 ,乳基 蛋白薄膜和谷物蛋白薄膜 。胶原蛋白薄膜是以动物 蛋白质为基料 。将胶原蛋白质经热变性或者物理化 学降解得到的明胶膜 ,具有良好的生物相容性 、可降 解性 、溶胶 - 凝胶逆转化性 、成膜性以及入口即化等 特性 ,已被广泛应用于食品包装 、医药材料以及自营 养的覆盖膜等领域[2] 。乳基蛋白薄膜以乳清蛋白质 和乳酪蛋白质或两者组合的蛋白质为基料 。谷物薄 膜则分别以玉米蛋白 、小麦谷蛋白 、大豆蛋白 、麸糠 蛋白等为基料 。 2. 2 多糖型
即溶
表面防粘
壳聚糖 (甲壳素) 膜
阻氧 、阻 CO2 、抗菌 、透明 、耐油 、防水 包装快餐面 、快餐米饭 、调料 、冰淇淋 ; 涂膜鱼肉
防潮 、机械性能高 、柔韧性好
类 、豆制品和果蔬等
茁霉多糖膜
阻氧 、保香 、阻水 、透明 、机械强度高 包装干肉制品 、干货 、油炸甜点 、坚果等
多 糖
2009 年第 6 期 化 学 教 育
知识介绍
21 世纪的绿色食品包装材料 ———可食性包装材料 3
赵仲丽 莫尊理33
(西北师范大学化学化工学院 甘肃兰州 730070)
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摘 要 介绍了新型绿色环保可食性包装材料的特性 ,并按其制备来源进行了分类 ,对其现存 问题及发展趋势作了概要阐述 。
纤维的致密性制得的包装材料 。根据不同的脂肪来
源可分别制得植物油型薄膜 、动物脂型薄膜和蜡质 型薄膜 3 种脂肪类包装材料 。植物油型薄膜以桂树 脂酸 、亚麻油酸 、棕榈油 、向日葵油 、椰子油 、红花油
2009 年第 6 期 化 学 教 育
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和菜籽油等植物油为基料 ;动物脂型薄膜以无水乳 脂 、猪油等材料为基料 ; 蜡质型薄膜中的脂肪以蜂 蜡 、小浊树脂蜡和巴西棕榈等材料为基料 ,且多以涂 膜方式保鲜食品 。 2. 4 复合型