可食膜的制备及其在食品工业中的研究进展.pdf

-145-肉及肉制品富含水分，具有适合微生物繁殖和生长的pH范围，是微生物的“天然培养基”1。当今社会科学技术发展迅速，人们对更高的生活质量充满向往，逐渐开始关注食品品质。因此，开发简单、快速、可靠、无创且无损的保持食品新鲜度的包装技术是非常有必要的，这对保障食品质量安全、减少食品浪费具有重要意义2。肉制品的包装常具有隔绝氧气、隔绝水蒸气、遮光、耐冲击等特点，可延缓肉制品质量劣变3。可食膜能够有效地减少肉制品汁液的流失、防止微生物对肉制品进行污染。复合天然防腐剂与可食膜的结合，不仅可以提高抗菌效果，而且弥补了可食膜的使用范围。本文论述了可食膜在肉制品保鲜中的国内外发展现状，为食用膜在肉类保鲜中的应用提供参考。可食膜1.1 定义食用薄膜是以天然食用生物大分子为基础，辅以食用增塑剂制成的薄膜，干燥后形成具有机械功能和选择渗透性的致密多空间网络结构4，具有优良的耐水性、抗渗性、选择性和优秀的物理力学性能，可作为保持食品外观、颜色、特殊香气、优良风味、营养增强和抗氧化的载体，同时可以与包装食品共同食用，且对环境以及食品本身的质地不会造成影响。1.2 可食膜的制备可食膜由天然的可食用膜（如多糖、蛋白质、脂类等）和可食用物质组成，这些物质通过分子间的相互作用同防腐剂等辅助物质结合，共同组成可食膜。可食膜以薄膜或微胶囊的形式覆盖于食物的外部（或内部），防止食物因接触氧气、水蒸气或其他溶质而变质，起到保护食物的作用。可食用包装膜需要蛋白质、脂肪酸和多糖按不同比例制备，在可食用复合膜中，不同蛋白质的含量和类型会使膜的机械强度、透明度、气密性、耐热性和防潮性作者简介：李帅，讲师，主要从事食品保藏与物流方面的研究。E-mail：基金项目：吉林省教育厅科学研究规划项目“基于甜菜红素智能指示膜的制备及其在鲜肉包装中的应用”（JJKH20230438KJ）。收稿日期：2023-02-07可食膜的制备及其在食品工业中的研究进展李帅，孙帆（吉林农业科技学院，吉林 吉林 132101）摘要：可食膜由蛋白质、脂质、多糖等组成，不仅具有可食用特性，还具有可降解、无环境污染、无毒、提高食品质量等优点。肉及其制品是极易糜烂变质的食品，可食膜作为活性物质的载体，可延长肉制品的保质期，增加肉制品的色香味及其各种功能性。本文综述了可食膜在食品工业领域中的研究进展，为食用膜的应用及研究提供参考。关键词：可食膜；制备；食品工业；研究进展中图分类号：TS206.4文献标识码：A文章编号：1003-6997（2023）08-0145-04食品科学-146-2023年第08期总第661期等不同，最终使制备的复合膜可以满足多种食品包装的需要5。可食膜种类2.1 多糖类可食膜多糖类可食膜由纤维素衍生物、淀粉、果胶、卡拉胶、海藻酸钠和壳聚糖组成，称为多糖可食膜。2.1.1纤维素衍生物膜纤维素膜是一种水溶性、透明、无色、无味的膜，具有良好的耐油性和弹性，但其耐氧性、耐湿性和机械强度相对一般。2.1.2淀粉薄膜淀粉薄膜可由高直链淀粉形成，膜透明，在pH值较低时不透氧，耐湿性差6。由高直链淀粉和1,2-环氧丙烷（C3H6O）部分醚化而成的羟丙基淀粉制成的膜，不但耐湿性很强，而且耐氧性也很强7。2.1.3海藻酸盐将钙盐加入海藻酸钠溶液中可形成薄膜，在食品表面使用海藻酸盐薄膜可以有效防止水分流失。海藻酸盐薄膜具有优良的耐候性和耐油性，且能有效地阻隔气体，可用于包装高脂肪食品，防止脂肪氧化，保证食品最佳的质地和风味8，但海藻酸盐薄膜耐湿性较差，因此贮存时要注意贮存条件。2.1.4卡拉胶卡拉胶经过冷却热溶液等工序，可以形成薄膜。卡拉胶膜普遍运用于很多食品中，如卡拉胶-明胶复合膜不仅可以减少明胶用量，也可弥补明胶膜机械性能差的不足。2.1.5低甲氧基果胶低甲氧基果胶可以与钙离子在凝胶作用下形成薄膜，其所形成的薄膜耐湿性很低，这意味着水蒸气的传输系数很高，在低甲氧基果胶薄膜中添加蜡可以提高其耐湿性。此外，根据海藻酸盐的原理，低甲基果胶膜可避免食物中的水分损失9。2.1.6壳聚糖通过甲壳素脱乙酰反应可以制得壳聚糖，壳聚糖具有弹性好、透明性好、耐氧性强等特点。食用膜中添加壳聚糖可以高效地避免真菌污染及空气腐蚀，而且对果蔬的氧呼吸强度有显著的降低作用，可有效延长货架期。2.1.7苗霉多糖、果聚糖苗霉多糖和果聚糖成膜后具有良好的耐氧性，能够抑制因脂质、过氧化物的积累和低密度脂蛋白的氧化变性形成的不良状态。在食品表面涂层可以防止外部氧气进入食品，让食品的保质期得以延长。2.2 蛋白类可食膜国外对蛋白类可食用复合膜，如胶原蛋白和小麦面筋蛋白、明胶和大豆分离蛋白明胶及谷类蛋白复合膜的研究更深，工艺更加先进。2.2.1胶原蛋白在动物结缔组织和其他组织中都富含胶原蛋白，因为其具有优良的生物相容性，所以在某些条件下可以形成可食膜。胶原蛋白膜具有优良的耐氧性和良好的力学性能，但是耐湿性较差，且耐氧性会随着周围所处环境相对湿度的升高而降低10，其常用于腊肠和火腿等产品的加工，在保证肉制品结构完整性的同时，还能延长产品的保质期11。2.2.2明胶明胶是由胶原蛋白水解而成的，可通过冷却明胶溶液形成热可逆凝胶。明胶膜可有效防止油和氧在食品中的迁移，从而避免食物因油或氧的存在而引起氧化变质12。2.3 脂质类可食膜脂质化合物可以被用作保护涂层。常见脂质化合物有脱水山梨醇三硬脂酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、蔗糖脂肪酸和脂肪酸等，将这些物质作为添加剂添加到膜中，可以增强膜的功能13。由于脂质极性低，主要作用是防止食物失水，所以脂质类可食膜经常可作为新鲜蔬菜水果的保护涂层，抑制果蔬的腐败进程14。2.4 复合可食膜可食用膜是由蛋白质、多糖或脂类组成的膜，其可根据蛋白质、多糖、脂类比例的不同具备不同的功能效果15。如多糖膜通常具备较低的耐湿性，可以通过添加较少的极性脂质（如脂肪酸，磷脂等）形成复合膜，提高其防潮能力。以羟甲基纤维素和甲基纤维素等纤维素衍生物为原料，再加上多种固体脂质为原料制备的复合膜，与低密度聚乙烯（LDPE）合成包装材料相比，大大提高了膜的耐湿性和水蒸气渗透性16。复合膜渗透作用与所用明胶的类型、膜的构成以及附着-147-方式相关。可食膜的应用3.1 可食膜在肉制品保鲜中的应用鲜肉中含有丰富多样的营养成分，且含水量高，有利于微生物的生长，同时鲜肉在生产、储存、消费过程中，由于受到周围环境的影响及微生物污染，易腐败变质。涂层通常用于鲜肉的保鲜，将肉浸泡在防腐剂中或在其表面涂抹防腐剂，会使肉的外表形成一层保护膜，大大避免了外来微生物的入侵17。此外，涂层还减少了酱汁的损失，延长肉品的保质期18。杨胜平等19探讨了壳聚糖-茶多酚复合膜对带鱼的保鲜效果，结果表明，当壳聚糖和茶多酚的配比分别为1.0%和0.4%时带鱼的贮藏效果好。3.2 可食膜在果蔬食品中的应用果蔬的新鲜度决定其保质期和经济效益。目前，鲜蔬果的贮藏方式可分为人工冷却贮藏（机械制冷）和自然温度冷却贮藏（简易贮藏）。自然温度冷却贮藏法受地域和时节限制而不便于使用，因此不能将储藏温度降低到理想程度。人工冷却贮藏是通过机械制冷来调节贮藏环境的温度，以实现冷却降温的一种储存方式，没有季节和地区的限制，可以相对准确地控制储存条件和温度。虽然低温是降低新陈代谢率的最有效方法，但冷藏并不能无限期地延长保质期，因此在果蔬冷藏过程中依旧会使用一些防腐手段防止果蔬衰败。涂膜技术是果蔬保鲜中常用的方法，其中常用的涂膜剂为可食膜，其可通过防止果蔬的水分损失，维持果蔬的新鲜度、色泽，降低呼吸速率，延缓果蔬的衰老速率，从而达到保鲜的目的。李桂娟等20探究了玉米醇溶蛋白膜对圣女果保鲜的影响，结果显示玉米醇溶蛋白膜可有效延长圣女果的保鲜期，使果实外观保持良好状态，并使其失重率和营养物质损耗降低，从而提高果实的品质。康明丽等21研究了大蒜精油-羧甲基纤维素钠复合涂膜在草莓保鲜中的应用，结果表明该复合膜可有效减少草莓在贮藏过程中的失重率、腐烂指数、呼吸强度等，保鲜效果显著。3.3 可食膜在水产品中的应用食用壳聚糖薄膜常用于水产品的保鲜，添加多种保鲜剂并进行冷藏保鲜，可保持水产品原有的营养价值及风味外观，使水产品保质期延长，达到保鲜效果22。蓝蔚青等23通过改进空气包装并使用壳聚糖涂膜，将冷藏鲳鱼的货架期延长了1012 d。可食膜发展前景4.1 多功能可食膜多功能膜主要是以疏水物质和乳化剂作为膜溶液，并在其中加入水溶性分子膜和其他酶制剂，利用生物反应器等设备手段制成的。多功能可食膜就是添加防腐剂或营养性生物活性物质，形成的具有防虫、防褐、防腐、防潮和防气变等功能的可食用膜24。4.2 复合型可食膜当前可食膜的发展更趋向于多组分复合食品膜的研究与应用，由单一材料向多种材料、单层向多层转变，使可食膜具有良好的使用成效25。4.3 可降解人造肠衣聚偏二氯乙烯（PVDC）肠衣、尼龙肠衣都是常见的合成性肠衣，在使用前不需要浸泡在水中，使用方便，同时具有耐用性、柔韧性和耐煮性，但是不可食用。以牛皮中提取的胶原纤维变性浆作为原料，经多道工序挤压制成的胶原纤维肠衣，具有韧性好、成本低等优点，有很高的抗拉强度，同时具有防潮性，在法兰克福香肠的应用中较为普遍。可降解人造肠衣虽不可食用，但是因其是由生态系统中存在的天然植物为基料所制作而成的，因而具有可降解性，与传统肠衣相比更具优势26。4.4 微胶囊化技术微胶囊化或风味微胶囊化技术可增加可食用包装材料的研究和使用潜力。食用膜材料的微胶囊化，可将挥发性香料转化为非挥发性香料、将液体转化为固体、将脂溶性物质转化为水溶性物质、将低分散性香料转化为易分散性香料，扩大食用膜的应用范围及取材途径。研究表明，香料的微胶囊化可提高其在氧化、水分、紫外线和微生物作用下的稳定性27。食品科学-148-2023年第08期总第661期参考文献1付瑶,王俊,齐志国,等.延长肉类货架期的饲喂方案J.中国畜牧杂志,2020,56(5):163-167.2赵娅英,史巧,王馨蕊,等.可食性膜在肉及肉制品保质中的应用研究进展J.食品工业科技,2021,42(19):411-417.3李雪,贺稚非,李洪军.可食性膜在肉及肉制品保鲜贮藏中的应用研究进展J.食品与发酵工业,2019,45(2):233-239.4阮程程,张钰萌,熊国远,等.抗氧化可食膜在食用油和肉品保鲜中的应用J.包装工程,2019,40(23):32-39.5GMEZ M,LORENZO J M.Effect of packaging conditions on shelf-life of fresh foal meatJ.Meat Science,2012,91(4):513-520.6ROMERO-BASTIDA C A,BELLO-PREZ L A,GARCA M A,et al.Physicochemical and microstructural characterization of films prepared by thermal and cold gelatinization from non-conventional sources of starchesJ.Carbohydrate 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