鱼明胶基可食用膜改性方法及应用研究进展

李 鑫，李 军，张 露，沙小梅*，涂宗财，2*

（1 江西师范大学生命科学学院 国家淡水鱼加工技术研发专业中心 南昌 330022 2 南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室 南昌 330047 3 贵州医科大学公共卫生学院 环境污染监测与疾病控制教育部重点实验室 贵阳 550025）

在过去几十年中，传统食品包装材料因易携带、使用方便而被大量生产和使用，然而引发了一系列问题[1]：1）传统食品包装材料来源于石油聚合物，属于不可再生资源，聚合物的生产和使用造成资源的浪费；2） 传统的食品包装材料具有抗降解性，丢弃后对生态环境造成极大的破坏；3）传统食品包装材料的热稳定性较差，与高温食物接触时易分解并随食物一起进入人体，对健康造成危害。科学家们已从人的粪便中检测到塑料微粒，其会影响肠道耐受性和免疫反应，传播有毒化学物质和病原体，此外最细小的微塑料能够进入血管、淋巴系统，甚至肝脏，影响免疫反应。食品包装材料的生产和使用与能源、环保和消费者健康等问题息息相关。近年来，可食用膜因其优越性能受到越来越多的关注和研究。可食用膜是以动物或植物来源为材料开发的食品包装薄膜，与传统的食品包装材料相比，可食用膜具有以下4 点优势：1）来源于生物材料的可食用膜作为食品包装材料时，对人体健康无毒害作用[2]；2）可食用膜材料通常来源于生物加工的副产物，来源广泛，价格便宜，是自然界中丰富的可再生资源，可以减少人类对石油的依赖；3） 可食用膜的加工和生产是对生物副产物的精深加工与利用，节约资源，提高附加值，进而达到保护环境的目的；4） 可食用膜在环境中易降解，有利于减少包装材料对环境的污染。从可再生自然资源中获得的用于生产可食用薄膜的材料主要包括蛋白质、脂类、多糖及其组合，还包括旨在改善薄膜性能的添加剂[3]。用生物副产物制备的可食用膜能实现生态的循环，对环境友好，如图1所示。可食用膜是一种新型绿色环保包装材料，具有替代传统的石油基包装材料的潜力，对其进行研究和开发，不仅对保护生态环境具有积极的促进作用，而且具有巨大的经济价值。目前，可食用薄膜在食品工业中的应用包括一次性餐具、饮用杯、盖子、盘子、覆盖膜和层压膜、吸管、搅拌器、食品容器。本文通过回顾可食用膜的发展历程，总结近年来明胶膜的改性方法、效果和机理，同时指出改性可能对明胶膜产生的负面影响，提出膜性能检测新技术，以期为明胶膜的深入研究提供新的研究思路。

图1 用生物副产物制备的可食用膜能实现循环生态Fig.1 Edible films prepared from biological by-products can realize cyclic ecology

1 可食用膜的发展历史

可食用薄膜在食品中的应用历史可追溯到12世纪的中国，人们将蜡涂膜在柑橘表面，以保持柑橘光泽，同时延缓水分流失。而第一个将可食用薄膜应用在食品保鲜领域的是在15世纪的日本，将豆浆制成的薄膜用于食品保藏。1967年，可食用性薄膜只是作为水果和蔬菜的涂层，几乎没有商业用途。直到1986年，大约只有10 家公司提供可食用薄膜的相关产品，到了1996年，能提供相关产品的公司达到了600 家，最近10年，可食用薄膜的概念产生了巨大的商业价值，被广泛用于各种食品包装中，年总收入超过1 亿美元[4]。

2 可食用膜的分类

自然界每年可生产上千亿吨的生物物质，为可食用膜的生产提供非常丰富而廉价的原材料。根据原料来源可将可食用薄膜分为3 类：蛋白类薄膜、多糖类薄膜和脂类薄膜[5]。

2.1 蛋白类薄膜

蛋白类薄膜具有较强的拉伸性能，但抗水性和延展性较差。热处理、酸碱或有机溶剂使蛋白质双链展开，导致蛋白变性，从而使蛋白类薄膜的延展性能增强。未折叠蛋白之间通过氢键、疏水键、离子共价键等多种作用力相互结合，使蛋白类薄膜具有良好的力学性能和结构特征。蛋白类薄膜固有的亲水性特征，可以表现为对极性表面的良好黏附性和对O2和CO2等非极性气体的良好阻隔性，但蛋白类薄膜对水蒸气的阻隔性能较差[6]。在较低的相对湿度条件下，蛋白类薄膜表现出较好的气体屏障作用，可用于防止食物发生氧化酸败、酶促褐变和减少肉制品风味的损失[7]。鱼明胶是一种优良的制作蛋白类薄膜的材料，与其它哺乳动物明胶相比，鱼明胶没有宗教信仰和哺乳动物疾病（口蹄疫、疯牛病、非洲猪瘟）等问题，安全性较高，具有良好的推广和应用前景[8]；此外，鱼明胶用于制备可食用膜的优良特性还在于：鱼明胶具有广泛的生物相容性，可以通过添加生物活性物质来改善明胶膜的生物性质；没有不良气味，不会影响其在食品包装中的应用；颜色较浅，制备出的明胶膜透明度高，适合作为食品包装材料。

图2 可食用膜的分类Fig.2 The classification of edible film

2.2 多糖类薄膜

多糖以碳水化合物为基础，通常从植物、动物和微生物等可再生资源中分离和纯化，可以用于制作包装材料的多糖原料有纤维、淀粉、壳聚糖、半乳甘露聚糖等，这些化合物赋予各种材料硬度、脆度、致密性、黏度和凝胶形成能力。海藻、细菌和微藻等海洋生物被认为是多糖生物材料的重要来源，琼脂、褐藻酸盐和卡拉胶是3 种来源于海洋生物的多糖，已在商业领域取得了成功。将多糖材料用于制备可食用薄膜的优势在于[9]：1）多糖材料来源广泛，价格便宜，天然无毒，易降解；2）多糖的热稳定性好，不会在加热时发生不可逆转的变性反应；3）容易与其它聚合物之间发生相互作用，形成凝胶，再浇铸成膜；4）多糖膜可以作为活性包装系统用于微生物控制、脂质氧化还原和风味保持；5）多糖对油脂具有抵抗能力，对O2和CO2具有选择性渗透能力。然而，由于多糖是亲水性材料，因此多糖膜对水蒸气的屏障性较差，对气体的渗透性较低。

2.3 脂类薄膜

基于疏水性材料（如脂质）的可食用性薄膜常被用来阻隔食品水分的传递。疏水性物质是防止水分迁移的有效屏障，脂质基的可食用薄膜或涂层，在水分传递方面表现出优越于蛋白类膜和多糖类膜的特性[4]。将脂质掺入可食用薄膜中，可以提高薄膜的黏性、疏水性和柔韧性，从而形成更好的防潮层。一些天然来源的蜡，如蜂蜡、石蜡、树脂乙酰甘油酯、脂肪酸、矿物油和植物油都可以作为脂类薄膜[10]。然而，当这些脂类薄膜用于食品包装时，可能因为其特殊的气味而不被消费者接受[11]。因此，选择脂质作为食品包装材料时，应综合考虑以下几个性能：具有较好的疏水性能，本身具有较轻的气味，且不容易发生脂质氧化反应；脂质与多糖和蛋白质不同，不具备独立成膜的能力，因此，脂质可被用于食物涂层，也可以与其它生物聚合物结合制备复合膜。

3 明胶基可食用膜的改性

明胶是一种蛋白来源的膜材料，典型的明胶结构如图3[44]所示，明胶具有良好的生物相容性、生物降解性和无毒性，因此作为可食薄膜具有巨大的潜力[12]，此外，明胶还可作为生物活性成分的载体。明胶基可食用膜具有较好的光学性能和机械性能，但对水分高度敏感且表现出较差的水蒸气阻隔性能[13]，当应用于含水量高的食品时，薄膜与水接触后可能膨胀、溶解或分解。基于这些原因，对明胶基可食用薄膜进行改性，以制备具有特定需求的食品包装产品[14]。如用可食用膜对鲜肉进行包装时，包装膜需要有较低水蒸气透过性和较好的可见度，同时不应散发出不良气味，也不应表现出迁移特征；当可食用膜对熟肉或腌肉进行包装时，包装膜应该具有良好的氧气阻隔性，同时需要有一定的光阻隔性和不透明度保持腌肉制品在光照下不容易褪色；当可食用膜对水果蔬菜进行包装时，包装膜需要具有良好可见度、光泽度和防褐变能力。提高明胶膜性能的策略包括物理改性、化学改性、生物改性和纳米添加剂材料改性方法及其它改性方法。

图3 具有代表性的明胶结构Fig.3 A typical gelatin structure

3.1 物理改性

物理改性方法通常有高压微射流、超声波、辐照、紫外线和X 射线等，对明胶膜进行物理改性可提高其机械强度和抗水蒸气的能力。辐照是一种用来修饰蛋白质构象的方法，用伽玛辐射处理蛋白质溶液会导致蛋白质大分子有序结构的破坏以及多肽链的降解、交联和聚集[15]；通过紫外线和X射线照射也能对蛋白质的大分子结构造成破坏[16]，辐照、紫外线和X 射线是对明胶膜直接进行改性，都是通过对蛋白质聚集体进行解离的方式使蛋白质分子展开，较难控制，也不适合用于改善明胶膜的形成。而高压微射流和超声波则是通过对蛋白膜液进行改性的方式从而达到对明胶膜改性的目的。超声是一种快速有效形成稳定乳液的方法，通过声波套管引起的机械振动形成声空化，空腔的坍塌会产生强大的冲击波，使粗糙的液滴破碎，从而形成较小的液滴直径和较低的多分散性。超声通过优化油液浓度、乳化剂浓度、油与表面活性剂的配比、连续相黏度、乳化时间和能量输入等工艺参数，可以对液滴直径大小进行调控，从而达到影响复合明胶膜性能的作用[17]；高压微射流是将乳液在高压下通过具有固定几何形状的微通道交互室，两股粗乳化液从两个相对的通道中以高速状态相互加速碰撞产生巨大的剪切作用力，从而使乳液达到超微化和均一化的效果[18]。超声和高压微射流适合对乳液型的明胶膜液进行改性，当亲水性明胶溶液与疏水性成分混合形成复合膜乳液时，通过对复合膜乳液进行物理改性，最终达到对膜进行改性的目的。目前，明胶膜的改性方法中，物理改性方式鲜有报道，未来还可将物理改性方式与其它改性方式相结合对明胶膜改性进行深入研究。

3.2 化学改性

化学改性通常是通过引入化学基团对蛋白质性质进行特定的修饰，化学基团的空间斥力和静电斥力会导致蛋白质链展开，促进蛋白质形成均匀的网络。乙酰化改性将共价结合的中性乙酰基插入到蛋白质氨基中，使具有相反电荷的氨基酸侧链之间的静电吸引减少，蛋白质部分主链展开，使蛋白质的水溶解度略有增加，等电点降低，加热时凝胶倾向降低[19]。琥珀酰化是将共价阴离子琥珀酸基团引入到赖氨酸的氨基上，负电荷增加产生的静电斥力使多肽链被更广泛的展开，从而对蛋白质链进行修饰。琥珀酰化对蛋白质构型和功能的影响比乙酰化更大，通常来说，与蛋白质琥珀酰化有关的功能包括水溶性的增加、水化作用的增强以及表面活性剂性质的改变，从而制备出均匀度更高的蛋白质膜。蛋白质网络强度的改变可以通过改善蛋白质的交联程度来实现。蛋白质氨基酸侧链中存在的活性官能团可以与酸、碱或甲醛、戊二醛、乙二醛或二异氰酸酯发生化学反应进行交联[20]。为了避免戊二醛的毒性，Biscarat 等[21]用N-羟基丁二酰亚胺、聚乙二醇化双（磺基琥珀酰亚胺基） 丁二酸酯和阿魏酸作为替代交联剂对明胶基薄膜进行改性，使明胶薄膜获得了柔性和良好的应用性能，此外，阿魏酸改性的明胶薄膜在湿润条件下（20 ℃，相对湿度98%）能保持15 d 不破裂。化学改性还包括添加化学合成抗氧化剂，以达到增强明胶膜抗氧化性的目的。经批准用于食品的抗氧化剂包括丁基羟基茴香醚、丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、没食子酸辛酯、没食子酸十二酯、乙氧基喹啉、抗坏血酸棕榈酸酯和叔丁基对苯二酚[22]。化学改性的优势在于改性效果好，能使明胶膜获得突出的物理性能或生物性能，但化学改性剂在食品中的安全性问题使其应用受到限制，因此，越来越多的科研工作者将注意力转移到对明胶膜进行生物改性。

3.3 生物改性法

明胶膜生物活性较差，生物改性使明胶膜被赋予了生物活性，其在食品领域的应用具有较强的专一性和针对性，扩大明胶膜在食品工业领域的应用，成为当前明胶膜改性研究的热点。生物改性是指在制备明胶膜的过程中，向明胶膜中添加生物来源的改性剂或添加改性剂使明胶膜获得生物性能的一种方法。生物改性影响着明胶膜的物理性能，如抗水性、延展性、拉伸性等。常见的生物改性方法有精油改性、天然提取物改性、纳米添加剂改性法及其它添加剂改性法。

3.3.1 精油改性 精油是通过从天然植物中提取的具有芳香性、抗氧化性和抗菌性的天然物质。精油由多种复杂的天然化合物组成，大多数含有萜烯、萜类、酚酸和其它芳香族和脂肪族化合物等，但其组成因来源而异。香精油具有很强的抗氧化能力，并且被认为是一种安全的食品添加剂。精油可以降低脂质氧化，延长食品的保质期，尤其是延长易发生脂质氧化的肉类的贮藏时间[23]。Tong nuanchan 等[23]研究了鱼皮明胶和植物根精油制备的复合明胶薄膜的抗氧化性，发现掺入植物根精油的薄膜比控制组薄膜显示出更高的抗氧化性能。Ruiz-navajas 等[24]制备了壳聚糖膜，并用1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH） 法和总抗氧化能力法验证其活性，发现含有百里香胡椒精油的薄膜比含有百里香摩洛哥精油的薄膜具有更强的抗氧化活性。精油薄膜的抗氧化活性取决于添加精油的类型和分子结构，主要是化合物中羟基的反应性；同时，精油的浓度、反应温度、光照、底物类型、系统的物理状态及作为促氧化剂或增效剂的微组分也会影响抗氧化作用[23]。然而，在膜中添加抗氧化剂并不是都能提高薄膜的抗氧化性，如Atarés 等[25]发现，将肉桂精油和姜精油添加到酪蛋白酸钠膜中，与不含精油的酪蛋白酸钠膜相比，抗氧化性没有变化。

精油同时还是优良的抗菌剂，在膜的制备过程中添加精油，能得到具有抗菌功能的复合膜。精油的抗菌机制包括以下过程：细胞壁的损伤，与细胞膜相互作用，膜蛋白的损伤，细胞成分的渗漏，细胞质的凝固和质子动力的耗竭，通过这些效应改变细菌细胞的结构和组成，最终导致微生物死亡[26]。Martucc 等[27]用薰衣草精油和牛至精油制备明胶复合薄膜，以革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌为研究对象，结果发现2 种菌对复合膜均表现出敏感性，大肠杆菌比金黄色葡萄球菌抑制区域小，抑菌直径分别为（10.6±1.5） mm 和（13.7±0.5） mm；Alparslan 等[28]用琼脂孔扩散法研究了橙叶精油明胶膜对5 种食源性细菌的抗菌活性，发现含有质量分数2%橙叶精油的明胶膜对微生物的抑菌效果最好，对金黄色葡萄球菌的抑菌直径为（14.5±0.7） mm，对大肠杆菌的抑菌直径为（19.0±1.4） mm。根据多数试验结果可以发现，精油对革兰氏阴性菌的抗菌能力比对革兰氏阳性菌的抗菌能力弱，这是因为革兰氏阴性菌存在肽聚糖层，其能防止疏水性成分（如精油）的聚集，从而降低精油的抗菌性[26]。

在薄膜中添加精油除了能增强膜的抗氧化性和抗菌性以外，精油本身具有疏水性能，能对明胶膜的物理性能产生影响[29]。精油改性后的明胶膜，其抗水性能、延展性能得到增强，但膜的拉伸强度下降，这是因为疏水性的精油添加到亲水性的明胶中，阻碍了水蒸气分子在膜上的吸收和扩散，使明胶膜的抗水性能增强[30]，同时由于油性颗粒阻碍了明胶分子间的相互作用，同时形成了易于流动的区域，最终导致明胶膜的拉伸强度下降，延展性增强[31]。精油是一种热门的生物改性剂，但值得注意的是，精油强烈的香气限制了其在食品工业领域的应用，解决这一问题的一个策略是将精油封装到明胶等聚合物基质中，并且降低所需剂量，从而限制精油的挥发和释放，以达到减少对食物造成负面影响的目的[24]。

3.3.2 天然提取物改性 化学合成抗氧化剂作为食品添加剂会引发关于食品安全的争论，因此，研究人员更倾向于在可食用膜中添加具有抗氧化活性的天然提取物代替化学合成抗氧化剂，在不影响食品完整性的情况下对食品的营养和品质产生积极的促进作用[32]。已知的天然提取物有：茶提取物、水果和蔬菜提取物、人参提取物、植物提取物和蜂胶等，各种天然提取物以不同的方式提高食品品质和保质期。天然提取物的抗氧化活性主要来自酚类化合物及其协同和加强效应[33]，尽管天然提取物具有很强的抗氧化能力，能够延长食品货架期，但其抗氧化活性仍然低于化学合成抗氧化剂。从水果和蔬菜得到的提取物具有良好的生物活性、药物活性和着色能力，同时还具有安全性和营养性，被视为良好的天然生物活性添加剂[34]。科研工作者开展了一系列关于添加天然提取物对可食用膜性质的研究，提取物具有着色能力和抗氧化活性，可以减少薄膜对光的透射能力，特别是对紫外线的阻隔能力，从而控制因光产生的氧化作用[35]。通常情况下，膜的物理性质不受添加提取物的影响，因为提取物和膜基质之间具有良好的相容性。Li 等[35]采用浇铸法分别将以质量浓度为0.01，0.1 和5.0 mg/mL 的天然提取物加入鱼皮明胶中，用DPPH 自由基清除法、还原力法和过氧化值法对膜的抗氧化性能进行评价，并对膜的物理性能和力学性能进行了研究，结果表明，除生姜提取物的DPPH 自由基清除率在17%左右，其它提取物的清除率均较高，当提取物的质量浓度为1.0 mg/mL 时，对DPPH 自由基的清除率最高可达90%左右。提取物抗氧化能力的强弱主要与提取物成分中的酚类化合物有关，例如绿茶和葡萄籽提取物中的表儿茶素、咖啡酸和儿茶素的含量较高。与对照膜相比，添加了提取物的薄膜（除添加了生姜提取物的薄膜）具有更强的还原性。同时，研究者还发现绿茶提取物薄膜的水蒸气透过率降低了30%左右，通过傅里叶变换红外光谱分析薄膜与茶叶提取物的相互作用可知，存在于茶叶提取物中的多酚与明胶中多肽的极性基团形成氢键和共价键，最终使混合膜的结构发生了改变。与精油相比，天然提取物具有以下特点：1）天然提取物没有突出的气味，用天然提取物作改性剂制备复合明胶膜气味品质较好；2） 天然提取物的颜色较深，透明度较差，由此制备的复合明胶膜外观感受较差。因此，由天然提取物制备的复合明胶膜适用于对气味品质要求高，但对外观品质要求低的食品包装，例如食品包装的基底部分、饭盒、一次性餐具等。

3.4 纳米添加剂改性

在可食用膜添加剂的研究中，通过添加纳米微胶囊可以提高控制其释放率。Wu 等[36]制备了肉桂精油纳米脂质体，将其与鱼明胶混合制备复合明胶膜，采用圆盘扩散法在第3 天和第30 天对抗菌稳定性进行评价，结果表明，与肉桂精油明胶纳米脂质体相比，肉桂精油纳米脂质体薄膜具有更强的抗菌性，说明其具有改善抗菌稳定性的作用，并且在贮藏1 个月后释放率有所降低。在明胶基活性薄膜的制备过程中，还广泛应用了金属纳米填料作为添加剂，不仅能提高薄膜的阻隔性能和力学性能，同时也改善了薄膜的抗菌性能，从而达到延长食品保质期的目的[37]。银纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒是已经被研究的纳米添加剂。Kanmani等[38]用溶液浇铸法将不同质量的银纳米粒子（0，10，20，30 和40 mg）添加到明胶基质中。以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌和蜡样芽孢杆菌为研究对象，采用琼脂扩散法和菌落计数法，每隔2 h 依次测定薄膜的抗菌活性，共进行12 h。结果表明，除对照膜组和含10 mg 银纳米粒子组没有观察到抑制作用，其它组均显著降低了食源性细菌的细胞活力。与其它组薄膜相比，含40 mg 银纳米粒子的薄膜具有极好的抗菌效果，其值低于101 CFU/mL。金属纳米颗粒的抗菌机制可能是，金属纳米颗粒附着在细胞膜上，再进一步渗透到细菌的内部结构，这种机制的证明可以通过细菌细胞中的形态和结构的变化得到支持[39]。Shankar 等[40]制备了明胶与4 种不同类型的氧化锌纳米颗粒制备的复合膜，发现这几种复合膜对食源性革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有较强的抗菌活性，12 h 后细胞活力低于102 CFU/mL，复合膜的抗菌性与Zn2+的释放有关，Zn2+可以穿透细菌的细胞壁，与细胞质发生反应，导致微生物死亡。除此之外，纳米粘土也可以作为增强剂添加到明胶中，如蒙脱石和拉斑石。

3.5 其它添加剂改性

尽管明胶对O2和CO2有良好的阻隔性能，但当明胶与食物接触时，高吸湿性会导致其膨胀或溶解，为了克服明胶这类缺点，可以利用疏水性物质（如脂类或油脂）对明胶膜的水蒸气阻隔性能进行改善。表1介绍了添加疏水性成分对明胶膜透气性的影响，疏水性物质添加到明胶基质中，会影响复合膜的水蒸气透过性，疏水性成分越多，薄膜对水分的渗透性越差[30]。除此之外，油性成分同时也可用来改善明胶的结构和机械性能。Wang 等[41]研究了pH 值和玉米油添加量对猪皮明胶复合膜力学性能的影响，玉米油质量分数为55.18%时，复合膜的拉伸强度为17.58 MPa，断裂伸长率为305.90%，水蒸气透过性值为44.21 g·mm·k·Pa-1·d-1·m-2。结果表明，添加油性成分增加了明胶基质中的流动性，使蛋白-蛋白的相互作用被中断，从而影响复合膜的力学性质。当油性成分与明胶基质结合时，连接蛋白-蛋白相互作用的氢键明显减少，这是复合膜力学性能下降的原因。油是疏水相成分，明胶是亲水相成分，它们在溶液中以不同的相共存，通过调整疏水相和亲水相的比例，可以改变复合膜的拉伸强度和延展性。疏水性成分对明胶膜的改性机理如图4所示。

图4 疏水性成分对明胶膜改性的示意图Fig.4 Simplified illustration of hydrophobic component on modification of gelatin film

表1 添加疏水性成分对明胶膜水蒸气透过性的影响Table 1 The effects of hydrophobic composition on water vapor permeability （WVP） of gelatin film

4 明胶基可食用膜的应用

4.1 肉类产品

在肉类产品的保鲜方面，明胶涂膜可以减缓肉类颜色的变化，同时作为氧气屏障减缓脂质氧化，从而延长肉类的货架期。肉类发生的化学反应、酶反应和微生物腐败是导致鱼肉产品腐败的主要原因，通过对肉类进行适当的处理和保存可以提高肉类产品的品质。Kakaei 等[48]分别制备了明胶葡萄籽提取物涂层和明胶紫背天牛精油涂层，经涂层处理的鱼肉可在4 ℃条件下冷藏11 d，可减少核细胞增生李斯特菌的滋生，延长鳟鱼鱼皮的货架期。Lee 等[42]通过加入不同质量分数的牛至精油（0%，0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和1%），制备了含有牛至精油的红辣椒籽粕蛋白复合膜，牛至精油可以影响红辣椒籽粕蛋白复合膜的物理性能，且含质量分数为0.5%的牛至精油复合膜物理性能最佳，其拉伸强度为8.71 MPa，杨氏模量为142.83 MPa，断裂伸长率为75.32%。随着牛至精油含量的增加，红辣椒籽粕蛋白复合膜的抗菌和抗氧化活性增强。与对照组相比，在4 ℃保存12 d后，用含质量分数0.5%的牛至精油-蛋白复合膜包裹的脂肪金枪鱼肉中单核细胞增生李斯特菌和伤寒沙门氏菌分别减少0.73 和0.89 lg （CFU/mL）。在过去的十多年中，研究者们开展了很多关于可食用涂层在肉类食品上的研究工作，检测指标多集中在物理性能、化学性能、抗菌性能和抗氧化性能上，而明胶涂膜对肉类代谢保鲜机制的研究较少，未来可以通过核磁、气质联用、液质联用等检测手段，探究涂膜对肉类代谢机制的影响。

4.2 果蔬产品

明胶可食用膜在食品工业中的潜在应用包括作为气体屏障、水蒸气屏障来包装蔬菜和水果。Fakhouri 等[49]制备了明胶-淀粉混合膜，用于红葡萄的冷藏，结果表明，混合膜的使用可以为红葡萄提供水蒸气屏障和机械阻力，减少红葡萄的质量损失。研究者们还将明胶膜或涂层应用到其它蔬菜和水果的保鲜研究中，例如胡萝卜、樱桃番茄、酸浆花萼、桔子、茄子外果皮、柿子、菠萝果和草莓。

5 关于明胶膜的食品安全、迁移和法律监管

当明胶膜或明胶涂层归类为食品接触材料、食品添加剂、配料甚至食品时，不管是直接应用还是应用于基底上，都应该受到监管。目前还没有关于明胶质膜/涂层的法规，因此在每种情况下都必须使用常规法规。科学文献中的工作更多的侧重于描述和研究可食用膜对食品的影响，没有关于食品安全立法的讨论，与法规相关的测试工作也较少，如迁移测试。当明胶膜直接作为食用涂层使用时，明胶涂层的配方应该符合作为添加剂的成分的规范。需要特别注意的是，如果涂层配方中使用了已知的过敏原时，必须明确标记出来[50]。当明胶涂层应用在纸或纸板材料上时，要符合食品接触材料的规定及其它法规框架。法规中规定在正常和可预见的使用条件下，食品接触材料的制造过程必须符合良好的制造规范，其成分不能危害人类健康，不能导致食品成分产生不可接受的变化或食品感官特性的恶化。明胶膜或明胶涂层具有良好的食品性质和固有的安全性，研究前景良好，但是考虑到明胶膜或明胶涂层不在批准用于食品接触材料和添加剂的主要清单中，因此明胶膜或明胶涂层的安全问题仍然是必须解决的问题，以便扩大其在食品工业中的应用。

6 结语

明胶来源的可食用膜因其优良的成膜性、生物相容性和原料易获得性受到研究人员的关注，可食用膜还具有食用安全和环境可降解等特点。通过物理改性、化学改性、生物改性等方式可使明胶膜获得更好的物理性能或生物性能，各种方法对明胶膜的改性效果是单一的，在某些膜性质上还可能是负面的影响。未来对明胶膜的改性研究可以将多种改性方式进行结合，增强对明胶膜正面性能的影响，降低单一改性方法对明胶膜负面性能的影响，并且采用新方法、新技术对明胶膜性能进行检测；此外，关于明胶膜的应用研究，除了通过质量损失、颜色变化、质构、氧化程度、抗菌性等方法检测明胶膜对食物的保鲜效果，还可以通过核磁、液质联用、气质联用等检测方法在分子层面探究明胶膜在食物上的代谢机制。