多糖類可食用膜材料的研究進(jìn)展

□ 張華丹 梁 鵬 福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院

隨著快餐時(shí)代的急速來(lái)臨，普通包裝膜大量使用，對(duì)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。近些年人們開始研究可食膜在食品包裝領(lǐng)域的發(fā)展可行性[1]。多糖類可食用膜因其多糖分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和功能獨(dú)特性而更具研究?jī)r(jià)值和開發(fā)意義。

1 多糖類可食用膜功能特性

可食用膜根據(jù)成膜材料來(lái)源可分為多糖類、脂類、蛋白質(zhì)和復(fù)合型四種。多糖類可食用膜是以淀粉、食用膠，以及纖維衍生物等高分子量多糖高聚物為主要原料制成，是一種多糖大分子溶于溶劑中以分子內(nèi)和分子間作用力形成的具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的薄膜，適宜于各種不同的儲(chǔ)存環(huán)境[2]。多糖膜還具有兩大功能：一是多糖膜的優(yōu)良阻隔性能可避免食品與外界環(huán)境中的水分、氧氣、二氧化碳、芳香成分等物質(zhì)接觸而發(fā)生變質(zhì)，以此可延長(zhǎng)食品的貨架期；二是多糖膜可作為一些特殊功能成分（如抗氧化劑、防腐劑等食品添加劑）的載體，使膜可以同時(shí)具備這些特殊功能。

2 多糖類可食用膜成膜材料

2.1 淀粉與改性淀粉

淀粉作為多糖膜的成膜材料具有較為廣闊的應(yīng)用前景，因其性質(zhì)易于掌握且價(jià)格低廉，制作成可食膜的成本相較于其他成膜材料來(lái)說更低，因而在食品工業(yè)上得到普遍認(rèn)可。淀粉中對(duì)成膜起決定性作用的是直鏈淀粉，直鏈淀粉越占優(yōu)勢(shì)其所形成的多糖膜的拉伸度越好，抗拉程度越強(qiáng)。但因淀粉是親水性聚合物，其形成的多糖膜阻水性較差，近來(lái)的研究中傾向于以改性淀粉來(lái)形成一些具有特殊理化特性的多糖膜，這類改性淀粉多數(shù)是通過物理、化學(xué)或酶法處理淀粉來(lái)獲得，這類成膜材料顯著地提高了多糖膜的機(jī)械性能，并使得多糖膜具有優(yōu)良的阻氧阻水性能[3]。美國(guó)南卡羅來(lái)納州克雷母遜大學(xué)研制出來(lái)的以玉米、大豆、小麥為原料，制成紙狀谷物薄膜，既可用于食品包裝，還可食用，且對(duì)人體健康有益，同時(shí)能減少環(huán)境危害。

2.2 殼聚糖

殼聚糖是一種成膜性能良好的天然高分子物質(zhì)，可溶于大多數(shù)弱酸而形成具有一定黏度的膠體溶液。該膠體溶液涂布于食品表面形成一層薄膜，具有很好的抗菌能力和安全無(wú)毒、營(yíng)養(yǎng)保健等優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)研究表明，通過殼聚糖膜處理過的雞蛋可有效防止其變質(zhì)，延長(zhǎng)其保質(zhì)期至四周。殼聚糖膜能減慢果蔬內(nèi)外的氣體交換，抑制果實(shí)呼吸，減少水分的喪失來(lái)延長(zhǎng)果蔬的保藏期，水果采后保鮮過程中最常出現(xiàn)的老化、失水、腐爛等一系列問題也都可以通過殼聚糖涂膜處理得以減緩和解決，是一種理想的天然食品保鮮劑。

2.3 普魯蘭多糖

干燥的普魯蘭多糖是一種易溶于水的白色粉末，可以抑制食品中真菌的生長(zhǎng)。有研究表明，利用普魯蘭溶液進(jìn)行涂膜處理可以充分有效地抑制食品中微生物的生長(zhǎng)，減緩魚肉蛋白和脂肪的氧化分解，對(duì)魚類制品的保鮮起到了非常重要的作用。由于普魯蘭多糖結(jié)構(gòu)的靈活性，其制成的多糖膜具有與塑料合成膜相似的性質(zhì)，但它具有可食用，可降解，衛(wèi)生安全等優(yōu)勢(shì)。在國(guó)內(nèi)方面，人們利用這種膜的高度透明、可印刷和易溶于水等一系列特性，來(lái)作為食品裝飾膜及有特色的膜。這類多糖膜機(jī)械強(qiáng)度高，熱封性好，市場(chǎng)前景可觀。

2.4 纖維素

纖維素是葡萄糖殘基通過糖苷鍵連接而成的大分子多糖，它不僅可作為一種成膜性能良好的成膜材料，也可作為一種膳食纖維來(lái)改善人體的腸道健康。通常會(huì)在纖維素成膜過程中加入一些增塑劑來(lái)改善其氣體滲透阻隔性不佳等問題。羧甲基纖維素是天然纖維素通過化學(xué)處理后獲得的一種水溶性聚陰離子纖維素化合物，它吸水后可以溶脹形成一種保水性，成膜性優(yōu)良的透明液體。劉鄰渭等就以甲基纖維素和羧甲基纖維素為原料，以硬脂酸、軟脂酸、蜂蠟和瓊脂為增塑劑、增強(qiáng)劑來(lái)制得半透明、柔軟、光滑、入口即化的包裝膜，具有較高的拉伸強(qiáng)度，較小的透濕性和透氣性的特點(diǎn)。

2.5 魔芋葡甘聚糖及其衍生物

魔芋葡甘聚糖是由D-葡萄糖和D-甘露糖以β-1，4糖苷鍵連接起來(lái)的大分子雜多糖，魔芋塊莖中可提取出該種物質(zhì)。該物質(zhì)具有很好的吸水性、粘結(jié)性。相比較于其他多糖可食用膜，最大優(yōu)點(diǎn)是其具有更好的阻水性，而且膜的機(jī)械性能、阻隔性能等可以通過添加其他多糖大分子物質(zhì)而被修飾和改善。相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，將果蔬浸泡到該羧甲基魔芋甘聚糖的溶液中，果蔬表面形成的一層膜可以很好地抑制果實(shí)的呼吸，同時(shí)減少外源微生物的侵染，從而達(dá)到延長(zhǎng)果蔬貨架期的目的。

3 展望

可食用膜不僅是環(huán)境友好型包裝材料，在其食品保鮮領(lǐng)域較普通食品包裝膜也體現(xiàn)出了更大的優(yōu)勢(shì)。目前，食品化學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)有很多關(guān)于多糖類可食用膜及其成膜材料的研發(fā)和應(yīng)用，但相關(guān)的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)還很匱乏。因此不斷完善食品工業(yè)體系，使可食用膜既達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求，又能在食品保鮮貯藏方面發(fā)揮作用，同時(shí)提升食品感官品質(zhì)，強(qiáng)化食品營(yíng)養(yǎng)性，乃未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。