多糖类可食用膜材料的研究进展

□ 张华丹 梁 鹏 福建农林大学食品科学学院

随着快餐时代的急速来临，普通包装膜大量使用，对环境构成了严重威胁。近些年人们开始研究可食膜在食品包装领域的发展可行性[1]。多糖类可食用膜因其多糖分子结构的复杂性和功能独特性而更具研究价值和开发意义。

1 多糖类可食用膜功能特性

可食用膜根据成膜材料来源可分为多糖类、脂类、蛋白质和复合型四种。多糖类可食用膜是以淀粉、食用胶，以及纤维衍生物等高分子量多糖高聚物为主要原料制成，是一种多糖大分子溶于溶剂中以分子内和分子间作用力形成的具有网状结构的薄膜，适宜于各种不同的储存环境[2]。多糖膜还具有两大功能：一是多糖膜的优良阻隔性能可避免食品与外界环境中的水分、氧气、二氧化碳、芳香成分等物质接触而发生变质，以此可延长食品的货架期；二是多糖膜可作为一些特殊功能成分（如抗氧化剂、防腐剂等食品添加剂）的载体，使膜可以同时具备这些特殊功能。

2 多糖类可食用膜成膜材料

2.1 淀粉与改性淀粉

淀粉作为多糖膜的成膜材料具有较为广阔的应用前景，因其性质易于掌握且价格低廉，制作成可食膜的成本相较于其他成膜材料来说更低，因而在食品工业上得到普遍认可。淀粉中对成膜起决定性作用的是直链淀粉，直链淀粉越占优势其所形成的多糖膜的拉伸度越好，抗拉程度越强。但因淀粉是亲水性聚合物，其形成的多糖膜阻水性较差，近来的研究中倾向于以改性淀粉来形成一些具有特殊理化特性的多糖膜，这类改性淀粉多数是通过物理、化学或酶法处理淀粉来获得，这类成膜材料显著地提高了多糖膜的机械性能，并使得多糖膜具有优良的阻氧阻水性能[3]。美国南卡罗来纳州克雷母逊大学研制出来的以玉米、大豆、小麦为原料，制成纸状谷物薄膜，既可用于食品包装，还可食用，且对人体健康有益，同时能减少环境危害。

2.2 壳聚糖

壳聚糖是一种成膜性能良好的天然高分子物质，可溶于大多数弱酸而形成具有一定黏度的胶体溶液。该胶体溶液涂布于食品表面形成一层薄膜，具有很好的抗菌能力和安全无毒、营养保健等优点。相关研究表明，通过壳聚糖膜处理过的鸡蛋可有效防止其变质，延长其保质期至四周。壳聚糖膜能减慢果蔬内外的气体交换，抑制果实呼吸，减少水分的丧失来延长果蔬的保藏期，水果采后保鲜过程中最常出现的老化、失水、腐烂等一系列问题也都可以通过壳聚糖涂膜处理得以减缓和解决，是一种理想的天然食品保鲜剂。

2.3 普鲁兰多糖

干燥的普鲁兰多糖是一种易溶于水的白色粉末，可以抑制食品中真菌的生长。有研究表明，利用普鲁兰溶液进行涂膜处理可以充分有效地抑制食品中微生物的生长，减缓鱼肉蛋白和脂肪的氧化分解，对鱼类制品的保鲜起到了非常重要的作用。由于普鲁兰多糖结构的灵活性，其制成的多糖膜具有与塑料合成膜相似的性质，但它具有可食用，可降解，卫生安全等优势。在国内方面，人们利用这种膜的高度透明、可印刷和易溶于水等一系列特性，来作为食品装饰膜及有特色的膜。这类多糖膜机械强度高，热封性好，市场前景可观。

2.4 纤维素

纤维素是葡萄糖残基通过糖苷键连接而成的大分子多糖，它不仅可作为一种成膜性能良好的成膜材料，也可作为一种膳食纤维来改善人体的肠道健康。通常会在纤维素成膜过程中加入一些增塑剂来改善其气体渗透阻隔性不佳等问题。羧甲基纤维素是天然纤维素通过化学处理后获得的一种水溶性聚阴离子纤维素化合物，它吸水后可以溶胀形成一种保水性，成膜性优良的透明液体。刘邻渭等就以甲基纤维素和羧甲基纤维素为原料，以硬脂酸、软脂酸、蜂蜡和琼脂为增塑剂、增强剂来制得半透明、柔软、光滑、入口即化的包装膜，具有较高的拉伸强度，较小的透湿性和透气性的特点。

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糖苷键连接起来的大分子杂多糖，魔芋块茎中可提取出该种物质。该物质具有很好的吸水性、粘结性。相比较于其他多糖可食用膜，最大优点是其具有更好的阻水性，而且膜的机械性能、阻隔性能等可以通过添加其他多糖大分子物质而被修饰和改善。相关实验证明，将果蔬浸泡到该羧甲基魔芋甘聚糖的溶液中，果蔬表面形成的一层膜可以很好地抑制果实的呼吸，同时减少外源微生物的侵染，从而达到延长果蔬货架期的目的。

3 展望

可食用膜不仅是环境友好型包装材料，在其食品保鲜领域较普通食品包装膜也体现出了更大的优势。目前，食品化学领域已经有很多关于多糖类可食用膜及其成膜材料的研发和应用，但相关的大规模工业化生产还很匮乏。因此不断完善食品工业体系，使可食用膜既达到产品质量要求，又能在食品保鲜贮藏方面发挥作用，同时提升食品感官品质，强化食品营养性，乃未来发展趋势。