植物源可食膜（edible film）是以植物源可食性大分子（如多糖、蛋白質(zhì)等）為成膜基質(zhì)，并選擇性添加食品級增塑劑、抑菌劑等成分制備的一類可食性薄膜，存在可降解性、安全性、衛(wèi)生性以及保鮮性，在保持食品品質(zhì)、提高食品貯藏性，甚至提高食品營養(yǎng)價值方面具有十分重要的意義。

目前，植物源可食性膜已成為當(dāng)前食品包裝及保鮮領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為一種綠色環(huán)保的生物可降解材料，植物源可食性膜不僅可以實(shí)現(xiàn)防腐保鮮功能，同時還具有安全無毒、隔絕保護(hù)、作為活性物質(zhì)載體以及食用原料等諸多優(yōu)點(diǎn)。

本期，我們重點(diǎn)將探植物源可食性膜在食品加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展，希望能夠?yàn)橹参镌纯墒承园b材料在食品保鮮領(lǐng)域的進(jìn)一步研究提供參考借鑒。

植物源可食性膜的分類

植物源可食性膜的成膜物質(zhì)來源非常廣泛，依據(jù)成膜基材的不同，通?？梢詣澐譃椋憾嗵穷?、蛋白類、脂質(zhì)類以及復(fù)合類。其中，脂質(zhì)膜由于機(jī)械強(qiáng)度和阻氧性較差，通常不單獨(dú)使用，而是與其他可食性物質(zhì)共用制備可食性復(fù)合膜。

1、植物源多糖可食性膜

植物源多糖可食性膜是由多個單糖分子通過糖苷鍵連接而成的高分子有機(jī)多聚體化合物，呈現(xiàn)螺旋結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以在多種環(huán)境中長期儲存，但由于多糖具有親水性，所以其膜的阻濕性會受到限制，多糖的來源豐富，往往在添加增塑劑后可在氫鍵作用下成膜，且可有效抑制由于氧氣和微生物導(dǎo)致的食品變質(zhì)問題，多糖類可食性膜主要以淀粉、海藻多糖等物質(zhì)為基材。

2、植物源蛋白質(zhì)可食性膜

植物源蛋白質(zhì)可食性膜是氨基酸通過脫水縮合的方式形成多肽化合物，多肽鏈經(jīng)過盤曲折疊的方式形成復(fù)雜有機(jī)化合物，即為蛋白質(zhì)，是一種廣泛分布的天然產(chǎn)物。植物源蛋白質(zhì)可食性膜是以植物源天然可食性蛋白質(zhì)為成膜基質(zhì)制備的一類薄膜，成膜后可選擇性地阻氣阻油，防止食品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)流失，并且由于蛋白質(zhì)膜富含氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，所以可以提高食品的營養(yǎng)價值。綜上使植物源蛋白質(zhì)可食性膜具有巨大的開發(fā)潛力。

3、植物源復(fù)合可食性膜

植物源復(fù)合可食性膜是由一種成膜基材構(gòu)成的單一類型可食性膜具有自身的優(yōu)勢和局限性，例如，植物精油可食性膜增大了抑菌效果，但降低了膜的拉伸強(qiáng)度降低了膜的透明度、色澤與光澤，并且由于精油具有很強(qiáng)的氣味，可能會影響食品本身的感官性能。因此，大多數(shù)的研究者通常在單一可食性膜基礎(chǔ)上制備復(fù)合薄膜，以彌補(bǔ)單一膜的不足之處。根據(jù)成膜基材不同，可分為多糖-蛋白膜、多糖-精油膜、蛋白質(zhì)-脂質(zhì)膜等。其中，植物源復(fù)合可食性膜又可細(xì)分為：植物源精油可食性膜、植物源中草藥可食性膜等。

（1）植物源精油可食性膜

植物精油（essential oils, EOs）存在于于植物體內(nèi)，如根、莖、葉等，是一種復(fù)雜的脂溶性天然化合物，所含化學(xué)成分包括萜類衍生物、芳香族化合物等，具有強(qiáng)烈的揮發(fā)性和芳香氣味。大量研究表明，許多植物精油具有多種生物活性，可以促進(jìn)細(xì)胞的新陳代謝，具有抗氧化、消毒等特性；此外，植物精油還被證明具有廣譜抗菌活性，對多種細(xì)菌、霉菌和酵母菌產(chǎn)生作用，還可以降低脂質(zhì)氧化，增加食品的貨架期。另外，由于植物精油的安全無毒 性、可降解再生性和防腐抑菌性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到可食性包裝膜中，不僅可以增加薄膜密度，降低聚合物的孔隙率，還可以與基體發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，提高薄膜的機(jī)械性能和阻氧性。

（2）植物源中草藥可食性膜

我國的中草藥資源極為豐富，同時也是利用中藥活性成分最早的國家之一?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》作為我國歷史上的第一本醫(yī)學(xué)著作，記載了如金銀花、連翹、蒼耳等至今仍在廣泛使用的百余種殺菌性藥物。其中，在植物生長過程中，除了合成多種必須營養(yǎng)素外，還會產(chǎn)生各種生物活性化合物，如生物堿、黃酮類、苷類、酯類、酚類、醛類，都具有較強(qiáng)的抑菌與滅菌作用。將中草藥應(yīng)用于食品保鮮，不僅能保持食品原有的風(fēng)味，還能降低腐敗率，增加防腐效果，將具有抑菌活性的中草藥物質(zhì)與成膜基質(zhì)進(jìn)行復(fù)配，從而實(shí)現(xiàn)一種新型、高效、低毒的可食性膜保鮮技術(shù)，也將成為可食膜保鮮領(lǐng)域眾研究熱點(diǎn)方向之一。

植物源可食性膜的作用機(jī)理與方式

植物源可食性膜以天然可食用大分子物質(zhì)為制材基準(zhǔn)物，具備良好的生物相容性和可降解性，通常以覆蓋、包裹、涂層以及微膠囊等形式作用于食品表面或內(nèi)部。植物源可食性膜本質(zhì)上是一種選擇透過性膜，其保鮮機(jī)理主要是通過植物膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白識別并結(jié)合特定的物質(zhì)，促進(jìn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，同時促進(jìn)植物的酶促與非酶促反應(yīng)，激活抗氧化酶的活性，從而實(shí)現(xiàn)膜的抑菌性能。此外，可食性膜與食品結(jié)合從而形成一種半封閉環(huán)境，呼吸作用受到抑制，其原理類似于氣調(diào)保鮮技術(shù)。

在貯運(yùn)過程中，通過對水分與香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)移進(jìn)行抑制，可以有效防止食品在風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等方面的變化，從而延長食品的貨架期。在植物源可食性膜對食品的保鮮作用中，主要通過以下幾種作用方式來延長食品的貨架期。

1、阻止水分遷移

植物源可食性膜能在食物表面形成一個嚴(yán)密的保護(hù)層，防止食品內(nèi)部水分的散失和外部水分的滲入。利用可食性膜的親疏水性平衡，一方面，親水基團(tuán)與水分子形成氫鍵，維持食品內(nèi)部的水分；另一方面，疏水基團(tuán)排斥外部水分，使其無法進(jìn)入食品內(nèi)部，從而延長食品的保鮮期。

2、調(diào)控氣體交換

植物源可食性膜在一定程度上實(shí)現(xiàn)氣體交換，通過調(diào)整可食性膜的成分與結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對氧和二氧化碳等氣體的選擇性滲透，達(dá)到維持食物內(nèi)部氣體平衡，延長食品貨架期的目的。

3、抑制脂質(zhì)遷移

脂質(zhì)遷移是食品中油脂向外擴(kuò)散的過程，這會導(dǎo)致食品口感和品質(zhì)的下降。但由于可食性膜的屏障作用，可有效防止脂質(zhì)的遷移過程，保持食品內(nèi)部脂質(zhì)含量和分布的穩(wěn)定。此外，以精油及中草藥類物質(zhì)為成膜材料制備的可食性膜，其含有天然抗氧化成分，具備抗氧化活性，防止脂質(zhì)的氧化劣變。

4、抑制微生物生長

在成膜基質(zhì)中通常含有多酚、黃酮類等一些天然抑菌成分，能夠有效抑制微生物的生長，降低食品的腐敗率。此外，可食膜的屏障作用也能夠阻止微生物的侵入，提高食品的防腐性能。除此之外，以天然物質(zhì)制備可食性膜除具備以上作用方式外，還可以改善食品品質(zhì)以及作為營養(yǎng)強(qiáng)化和風(fēng)味物質(zhì)載體的作用。例如，在殼聚糖膜中添加丁香精油，不僅具有保鮮作用，改善食品風(fēng)味，而且可以增加食品的表面光亮度，增加食品的美觀性。

植物源可食性膜的應(yīng)用

1、植物源可食性膜在果蔬加工中的應(yīng)用

眾所周知，水果和蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪袑?shí)現(xiàn)健康可持續(xù)飲食目標(biāo)必不可少的攝入食物來源，果蔬中含有豐富的膳食纖維、黃酮類、維生素以及微量元素等營養(yǎng)成分。然而，由于容易腐敗變質(zhì)，導(dǎo)致貨架期短，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著消費(fèi)者在追求更加健康與快捷的生活方式下。因此，新鮮度和貯存時間便成為大家對果蔬最關(guān)注的兩個指標(biāo)。在果蔬貯存過程中，往往因呼吸作用、蒸騰作用、貯存溫度與濕度等因素影響其品質(zhì)，表現(xiàn)為腐敗變質(zhì)、感官價值降低、耐藏性降低等變化。

果蔬采后進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，如預(yù)冷、清洗、殺菌等也可以適當(dāng)?shù)难娱L貯藏時間。此外，對果蔬進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌b，如保鮮膜在延長果蔬保鮮期方面也具有一定的效果。隨著大眾生活水平的提高，即食鮮切果蔬在市場的需求量不斷增長，對鮮切果蔬保鮮要求也在不斷提升，采用天然無害可食性膜的包裝方式備受歡迎。在果蔬保鮮中應(yīng)用可食性膜是一種新興技術(shù)，主要可以解決果蔬水分流失、抑制呼吸作用阻止微生物侵襲等問題，并且可以提供附加營養(yǎng)價值和增加美觀性。

2、植物源可食性膜在肉制品加工中的應(yīng)用

我國肉制品種類豐富多樣，除了傳統(tǒng)的生鮮肉制品以外，還有醬鹵肉制品，風(fēng)干肉制品肉等。肉與肉制品含有豐富的營養(yǎng)基質(zhì)，如蛋白質(zhì)、維生素、脂質(zhì)和礦物質(zhì)等，含水量很高，且肉制品的 pH通常也在微生物生長的適宜范圍內(nèi)，再加上肉制品的溫度敏感性，使其成為微生物生長的天然培養(yǎng)基。在肉制品貯藏過程中，往往會受到溫度、濕度、光照、pH 等方面的影響，因此若貯存不當(dāng)，在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、消費(fèi)過程中，均會容易受到微生物的污染，發(fā)生一系列物理化學(xué)變化（外觀、風(fēng)味、氣味、質(zhì)地等），最終導(dǎo)致食品發(fā)生腐敗變質(zhì)，從而影響肉制品的食用安全性，降低肉及肉制品的消費(fèi)。

包裝材料的使用也是改善肉制品新鮮度的方法之一，在肉制品中應(yīng)用植物源可食性膜可以有效防止水分、氣體的滲入以及有害微生物的繁殖?？墒承阅ぴ谌庵破繁ｕr中的應(yīng)用方法通常是采用可食性抑菌劑的浸泡或涂膜處理，通過形成一層保護(hù)膜，避免微生物的入侵。

3、植物源可食性膜在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

水產(chǎn)品具有人們追求高品質(zhì)生活所必需的優(yōu)質(zhì)蛋白來源，目前市場上最為常見的生鮮水產(chǎn)品既能滿足人們對“鮮食”的需求，又能保持良好的口感，水產(chǎn)品中肉的物理結(jié)構(gòu)與酶活都會造成微生物的生長繁殖，肉中的肌肉纖維和結(jié)締組織對微生物的存在起到保護(hù)作用，且水產(chǎn)品含有極高的水分和豐富的蛋白質(zhì)，在捕撈、運(yùn)輸、處理及儲存過程中可能會受到來自水體等諸如細(xì)菌等多種微生物的污染，發(fā)生腐敗變質(zhì)，導(dǎo)致其食用安全無法得到保障。

在貯運(yùn)過程中，影響水產(chǎn)品貯存期的因素除了溫度、濕度以及微生物之外，長時間的光照也會導(dǎo)致維生素的分解和脂質(zhì)氧化等化學(xué)反應(yīng)。除此之外，捕撈后的處理方式對延長水產(chǎn)品的貯存期也非常重要。目前，冷藏、凍藏、微凍以及化學(xué)保鮮、輻照保鮮仍是水產(chǎn)品保鮮的主要手段，通常，冷凍肉的貯藏期是冷卻肉的 5~10 倍，但水產(chǎn)品若長期凍藏其所含蛋白質(zhì)會變性，從而降低產(chǎn)品的品質(zhì)和口感。為了滿足消費(fèi)者對“鮮食”水產(chǎn)品的要求，需要采取更為先進(jìn)的手段長時間保持水產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，可食性膜作為一種新興的保鮮技術(shù)，也逐漸應(yīng)用在水產(chǎn)品保鮮領(lǐng)域。

總結(jié)

隨著對可食性膜保鮮技術(shù)的不斷探索和研究，已廣泛應(yīng)用于果蔬、畜禽肉、水產(chǎn)制品、蛋類等多種食品中。不僅能延長食物的保質(zhì)期，而且還能較大程度地保持食品的外觀和質(zhì)地以及色澤、風(fēng)味等。相較于其他傳統(tǒng)的貯藏保鮮手段，可食膜保鮮技術(shù)更為綠色環(huán)保和健康安全。此外，由于可食性膜本身就是一種可食用的材料，它對于消費(fèi)者來說更加易于接受，也更符合現(xiàn)代人追求健康生活方式的趨勢。

目前，植物源可食性膜技術(shù)還面臨一些挑戰(zhàn)，未來還需要對成膜機(jī)理繼續(xù)探索和理解，開發(fā)出更成熟的制膜方法以及精確控制成膜過程中的工藝參數(shù)，從而提升膜的質(zhì)量。除此之外，通過將可食性膜技術(shù)與其他現(xiàn)有的保藏技術(shù)相結(jié)合，也有利于實(shí)現(xiàn)食物的長期保鮮?？偟膩碚f，可食性膜在食品包裝領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景！

作者簡介：

Ranksey，從事營養(yǎng)食品保健知識與新聞科普傳播工作。