可食用膜有取代塑料包装、纸包装之势 Θ》天下软包装Txrbz.com

所谓绿色包装是指对生态环境和人体健康无害，能重复使用或再生利用，符合可持续发展原则的包装。在众多的“绿色包装”研究中，可食用膜已成为当代食品工业科技发展的主要项目，并有取代塑料包装、纸包装之势。
一可食用膜包装材料
    可食用膜应用的雏形最早见于12～13世纪的中国。人们用简单的涂蜡手段来延缓桔子、柠檬等的脱水失重。尽管这些涂层较大程度地限制了水分的散失, 但由于过度抑制了有氧呼吸而导致果实发酵变质。16世纪, 英国有一学者应用猪油包裹食品, 开创了用脂类涂层保鲜食品的先例。1896年，Harvard 和Harmony提出用明胶涂层保护肉制品及其它食品。    1950年,人们开始用由巴西棕榈蜡等制成的水包油乳状液涂于新鲜果蔬表面来保鲜, 此后涂膜技术得到快速发展。
    可食性包装材料是在此基础上发展起来的，它是一种无废弃物的资源型包装材料, 可使资源得到最大限度的利用, 同时具有环保特征, 这使其成为包装行业未来发展的重点之一。它是以天然可食性高分子化合物为成膜基料，通过分子间互相作用而形成网状结构的薄膜，具有良好的可降解性和食用安全性。
    一般来说, 增加组成膜的高聚物分子链的长度和极性, 可使膜的粘性增强，极性基团在分子链上的均匀分布, 也能增加膜的粘性及网络结构的紧密性。这是由于极性基团的均匀分布,增加了高分子间氢键和静电引力的作用, 从而为形成具有一定可选择透气性的网络结构奠定基础。
可食用膜的作用在于：
    （1）防止水蒸汽、氧、二氧化碳、芳香成分和脂质等的迁移;
    （2）作为特殊功能成分(例如抗氧化剂、防腐剂、调味料等食品添加剂)的载体;
    （3）美化食品的外观。
它既可将食品与外界环境隔离开来，又可将食品各组分隔开，保证了食品质量，延长了货架期。目前，国内外可食性包装资源广泛，其中包括多糖类、蛋白类、微生物类和复合类等可食用膜。现在主要使用的可食用膜有甲壳素膜、纤维素膜、淀粉膜、魔芋可食用膜、复合型膜。
二、影响可食用膜性能的因素
    （1）增塑剂
增塑剂对高聚物起稀释作用, 能减小高分子间的作用力,降低膜的强度,增加膜的柔韧性。增塑剂必须与高聚物分子具有一定的亲和性, 且易溶于溶剂中。常用的增塑剂主要有: 多元醇(如山梨醇、甘露醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油及其衍生物、蔗糖等) 及脂类物质(如脂肪酸、单甘油酯、表面活性剂等)。
采用同种增塑剂所制备的膜，随着增塑剂添加量的增加，膜的拉伸性能变化趋势类似：拉伸强度均降低，断裂拉伸率均上升。这是由于随着小分子多元醇的加入，降低了分子之间的键合力，从而使蛋白质的网络结果变得松散，增塑剂的添加量越大，这种效果越明显。下图表示甘油用量对膜性能的影响。
    （2）交联剂
交联剂用来改善膜的机械性能和阻隔性能。常用的交联剂有钙盐、环氧氯丙烷、己二羧酸、三氯氧磷、戊二醛、转谷氨酰胺酶和过氧化物酶等。下图为交联时间对膜性能的影响。
可以看出，交联时间增长，抗拉强度增大，伸长率下降。
    （3）干燥温度
自然干燥的膜比较平整，不易出现皱褶，但干燥时间较长，并且低温干燥可能造成薄膜中的水分含量较高；在高温时干燥，水分的蒸发速度过快，聚合物之间还没有定向排列，在聚合之前过早地沉积下来，可能造成气孔和裂缝等缺陷；（此处要补充）左右干燥的膜抗拉强度和耐水性较好。主要是因为在此温度下，水分的蒸发速度适中，形成的膜结构比较有序且致密程度高。
    （4）疏水成分
疏水成分可通过与蛋白质或多糖等成分的疏水基团的相互作用而形成具有一定阻湿性、阻氧性的薄膜。疏水成分主要是一些脂类, 包括石蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡、脂肪酸及乙酰甘油等。
三可食用膜新材料
    （1）乳清蛋白可食用膜
    乳清蛋白具有良好的营养特性以及形成膜的能力，它可以形成透明、柔软、有弹性、不溶于水的薄膜，并且此膜在较低的湿度下具有优良的氧气、芳香物质和油脂的阻隔性。蛋白膜的性质决定于蛋白质分子间的相互作用, 膜形成能力可能受到许多因素的影响。这些因素包括氨基酸的组成、分布和极性, 羟基与羧基形成的离子键、氢键, 以及分子间与分子内的二硫键。天然的乳清蛋白是一种球蛋白, 在它的分子内部有许多隐藏的-OH 和-SH。乳清蛋白可食用膜的形成就是乳清蛋白在水溶液中热变性。加热使蛋白质的三级结构发生变化, 使内部的-SH和-OH 暴露出来, 这样就促进了乳清蛋白溶液干燥过程中分子间S- S 的形成，所以说，要形成完整的乳清蛋白可食用膜, 加热处理( 如90 ℃, 30 min) 是必不可少的,这种膜是不溶于水的, 可用于保持食物的完整性。
乳清蛋白有三种方式可以形成膜：
    ①天然的乳清蛋白( 未经加热处理的乳清蛋白) 也能形成薄膜。天然蛋白膜主要是考氢键聚集成的一种物质，因为乳清蛋白这样的球蛋白的天然结构是大多数的-OH和-SH都埋    藏在分子内部。由于天然乳清蛋白膜的结合作用力较松散，使得它可以溶于水，并且机械强度较差。
②由热变性形成的蛋白膜的分子间作用包括二硫键，还有氢键。这种膜不溶于水，并且比较结实，能耐得住较强的形变。
③乳清蛋白通过酶法交联形成膜。在Ca2+ 存在的条件下，用谷氨酰胺转氨酶将乳清蛋白制成不溶于水的薄膜。乳清蛋白在谷氨酰胺转氨酶的作用下使蛋白质的结构发生变化，导致赖氨酸和谷氨酸残基靠近谷氨酰胺转氨酶的作用位点，从而形成交联。目前使用此酶法制备乳清蛋白和食用膜还有一定难度，并且其成本过高，也使这种酶的利用受到限制。
乳清蛋白丰富的营养成分和功能特性可以为我们开发更多的新食品, 研究乳清蛋白非食品方面的应用也可以使乳业有更广阔的发展前景。开发和研制乳清蛋白可食用膜必将成为利用乳清的一条重要途径。
    （2）乳制品+生物燃料副制品=可食用膜
    有研究人员发现将牛奶蛋白干酪素和水以及甘油(生物燃料生产过程中产生的一种副产品) 混合在一起,就能生产出一种可用作食品可食用包装的防水薄膜。而使用二氧化碳作为一种环境友好型溶剂从牛奶中分离出乳制品蛋白,取代了用难以处理的难闻化学制剂或者酸来分离的作法。二氧化碳是用来制造乙醇的葡萄糖发酵过程中产生的另一种副产品，采用二氧化碳使得可食用薄膜更具防水功能,同时也更具生物可降解性能。
由此而形成的食品外包装光滑、透明并且完全可食用。如同传统的食品包装一样,该食用薄膜能延长很多种食品的保存期限,保护食品不受损坏,防止食品暴露在潮湿空气和氧气之中,并且能够改善食品的外观。通过使用可再生资源而不是石化产品的方式,科学家能够生产出更具生物降解性能的产品,并且减少浪费。
    （3）大米蛋白可食用膜
    大米蛋白本身的亲水性决定了以大米蛋白为基料的可食用膜的阻水性比较差,故透水率高致使大米蛋白可食用膜只能应用于水分含量比较低的食品,如糖果、蜜饯和坚果类食品可以在大米蛋白膜中加入类脂物质,通过类脂物质的憎水基团来提高膜对水分子的阻隔性能。有实验结果表明在加入了硬脂酸、蔗糖脂肪酸脂和蜂蜡后，大米蛋白可食用膜的阻湿性得到了较大的提高,其中添加硬脂酸和蔗糖脂肪酸酯对膜的机械性能影响比较小,添加量在质量分数0.3 %比较合适。
    成膜方法：在配制好的大米分离蛋白溶液中加入谷氨酰胺转胺酶反应,加入甘油,搅拌均匀。用1mol/ L的NaOH 和1 mol/ L 的HCl 调p H 值至11. 5 ,水浴加热后将25 mL 膜液倒在直径10 cm 的模具中,50 ℃下干燥后,揭膜,放在23 ℃,相对湿度为50 %的恒温恒湿箱中平衡水分。
结语
    传统的难降解性包装材料正在逐渐的被无废弃物的资源型包装材料所取代，可食用性包装膜就是其中一种, 它可使资源得到最大限度的利用, 同时具有环保特性, 将会成为包装行业未来发展的重点。

可食用膜有取代塑料包装、纸包装之势

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