淀粉与非淀粉多糖复合可食用膜研究进展

黎倩如 林春凤 蔡亦宜 熊子欣 徐文佳 于笛

摘 要：食用膜具备良好的机械性能、水溶性和透气性，能有效延长食品保鲜期，还具有抗氧化和抗菌性能，有助于保持食品的新鲜度和卫生安全。在预制菜、肉类、水果和糕点等食品的包装和保鲜中，复合膜发挥着重要作用。本文探讨了淀粉与非淀粉多糖可食用膜性能与应用的研究进展。

关键词：可食膜；包装；保鲜

Research Progress on Properties and Applications of Edible Film of Starch and Non-Starch Polysaccharides

LI Qianru， LIN Chunfeng， CAI Yiyi， XIONG Zixin， XU Wenjia， YU Di*

（Guangzhou Institute of Business and Technology， Foshan 528000， China）

Abstract： Edible film has good mechanical properties， water solubility， and breathability， which can effectively extend the shelf life of food. It also has antioxidant and antibacterial properties， helping to maintain the freshness and hygiene safety of food. Composite films play an important role in the packaging and preservation of pre made vegetables， meat， fruits， and pastries. This paper discusses the progress of research on the properties and applications of starch and non-starch polysaccharide edible films.

Keywords： edible film; packaging; preservation

随着“双碳”战略倡导的绿色、环保、低碳生活方式的普及，人们对于食品安全问题越来越重视。食品包装是保障食品安全的一种重要手段，因此对食品包装膜材料的性能要求也逐步提高。食品包装材料主要有塑料、玻璃等，它们对食品品质的影响各有不同。为降低有害物质对人体健康和环境的负面影响，有必要提高包装材料的环保性和食品安全性。为此，科研工作者们对淀粉与非淀粉多糖材料制作复合可食用膜进行了大量研究，证实了天然多糖可用于新鲜水果和蔬菜的包装材料，是合成化合物的重要替代品[1]。

可食用膜是生物大分子通过分子间氢键、静电引力的相互作用形成稳定的乳状液，干燥后形成的一种具有阻隔性、选择透气性的网状结构薄膜[2]。可食用抗菌包装膜具有天然、无毒的良好特性[3]，目前已经成为绿色食品包装的热点之一，具有较大的研究价值和广泛的应用前景。

1 淀粉与非淀粉多糖复合膜

1.1 淀粉-壳聚糖类复合膜

淀粉-壳聚糖类复合膜以淀粉与壳聚糖为主要材料制成。冀晓瑶[4]研究了壳聚糖-没食子酸改性山药淀粉膜制备工艺，结果表明改性淀粉膜壳聚糖为0.6%时复合膜的保鲜效果最佳，利于猪肉的保鲜。裴诺[5]利用玉米淀粉、红薯淀粉分别与壳聚糖进行复配制备复合膜，结果表明两种复合膜均有热稳定性，能有效抑制南美白对虾的腐败变质。通过添加不同添加剂对淀粉进行改性后制备的淀粉-壳聚糖类复合膜能有效抑制肉类和冷冻食品腐败变质，延长保质期。

1.2 淀粉-海藻酸钠类复合膜

淀粉-海藻酸钠类复合膜以淀粉、海藻酸钠、茶多酚为主要材料制成。梁杰等[6]利用海藻酸钠、玉米淀粉与茶多酚制备复合膜，结果表明茶多酚浓度为1.25%时复合膜的综合性能较好，对冷冻鸡肉具备一定抗氧化和保鲜作用。周雨佳[7]利用籼米纳米淀粉与海藻酸钠进行复配，发现纳米淀粉含量为30%时可食性复合膜的水溶性、透光率最低，阻氧性最高，表明复合膜的机械性能、阻隔性能较好，可运用于肉类保鲜中。

1.3 淀粉-纤维素类复合膜

淀粉-纤维素类复合膜是一种以淀粉和纤维素为主要成分制成的复合包装材料膜。张茂栖[8]利用石榴皮纳米纤维素和玉米淀粉制备了多层膜结构可食膜，能减缓调理猪肉变质和异味产生，将保质期延长3 d以上。张静贤[9]以微晶纤维素/淀粉为材料，以甘油/柠檬酸钠为增塑剂制备了复合包装膜，结果显示复合膜的热封性能和阻隔性能均得到了提升。淀粉-纤维素类复合膜通过不同纤维素及改性淀粉的复配，有效增强了复合膜的力学性能、热封性能和阻隔性能。

1.4 淀粉-其他类复合膜

目前，对淀粉-普鲁兰多糖复合膜的研究集中于利用淀粉纳米晶、改性淀粉和交联淀粉等不同淀粉种类与普鲁兰多糖、明胶等物质复配。熊熊[10]制备了大米淀粉纳米晶-普鲁兰多糖复合膜并应用于牛肉保鲜，发现具有良好的阻氧性能、机械性能和透光度，且性质稳定，优化了水分阻隔性能。杨帆等[11]采用檸檬酸交联淀粉、明胶和普鲁兰多糖共混反应制备复合膜，发现当淀粉/明胶质量比为3∶2，普鲁兰多糖添加量为1 g时，复合膜的力学性能最佳，稳定性、刚度和柔性均得到增强。淀粉-普鲁兰多糖复合膜是通过普鲁兰多糖与不同种类淀粉复配，使普鲁兰多糖亲水性、水分阻隔性能和力学性能得到改善和提高，对微生物特别是李斯特菌具有一定抑制作用。

对淀粉-魔芋葡甘聚糖及其衍生物复合膜的研究目前主要集中于对不同淀粉和改性淀粉、魔芋葡甘聚糖或植物动物胶进行复配。张阳等[12]以κ-卡拉胶、魔芋葡甘聚糖、羧甲基淀粉为成膜基材制备了可降解复合膜，使复合膜的机械性能、阻隔性能和溶解性得到提高，高温稳定性优于明胶胶囊。

2 可食用膜的物理性能、化学性能和降解性能

2.1 可食用膜物理性能

可食用膜具有良好的机械性能，包括良好的强度、韧性和耐磨性。可食用膜能够承受一定的拉伸和压力，不易破裂或变形，具备良好的阻隔性能，能够有效隔离外部空气、水分和光线，防止食品变质和氧化。宋雪健等[13]发现5.5%高粱醇溶蛋白、0.9%卡拉胶和2.3%甘油制备的复合膜，其抗拉强度为（3.92±0.04）MPa，具有显著的遮光性能，在对紫外线敏感食品的包装上具有一定的应用潜力。

2.2 可食用膜化学性能

可食用膜具有抗氧化和抗菌性能，能有效延长食品的保鲜期。吴梦君等[14]在制备复合膜的过程中利用柠檬酸和吐温改善了木薯淀粉-壳聚糖复合膜的综合性能，该复合膜可抑制草莓失水，减缓果实内部组织的软化和果胶的散失，为食品保鲜领域的进一步研究提供了新的思路。兰霜等[15]研究发现，壳聚糖复合涂膜可以有效降低板栗的失重率，抑制果实的呼吸强度，减少营养物质的消耗，延长板栗的贮藏期，壳聚糖复合涂膜在保鲜板栗方面具有潜在的应用价值。

2.3 可食用膜降解性能

可食用膜的降解性能有助于减少对环境的污染，并符合可持续发展的要求。周志涵等[16]利用壳聚糖、醋酸酯淀粉和羧甲基淀粉制备了一种用于果蔬保鲜的可食共混膜，该可食用膜具有生物相容性好、可降解等优点。张凤等[17]在研究中发现，木薯淀粉-魔芋葡甘露聚糖复合膜在土壤中降解速度很快，可用作可降解性食品包装的替代品，从而缓解生态环境的压力。

3 可食用膜在食品包装和保鲜中的应用

目前市场上使用的食品包装材料以传统的塑料为主，在预制菜的保鲜和包装中复合膜的应用比较少。随着经济不断发展及人们健康饮食意识的不断增强，可食用膜的研发利用将具有广阔前景，尤其是在预制菜领域[18]。

可食用膜在肉类产品上的应用，主要集中在延长肉类保鲜期和防止氧化方面。王爽爽[19]制备了可生物降解的PLLA/PVA/PLLA三层复合膜，该复合膜可有效延长冷鲜肉的保质期，且保鲜效果略优于市售的PA/PE复合膜；张钰[20]制备了可得然多糖/聚乙烯醇共混膜，该复合膜可减少冷却肉与空气的接触，能有效减缓冷鲜肉的脂肪和蛋白质氧化，具有应用于肉品保鲜的巨大潜力；匡衡峰等[21]制备的纳米ZnO/壳聚糖复合膜在鲜肉冷藏实验中体现出对鲜肉显著的鲜度控制作用，能延长鲜肉鲜度期至少2 d。徐玮东等[22]制备了壳聚糖-冰乙酸复合膜并将其应用在红肠保鲜中，结果显示其能有效抵制微生物的生长繁殖、脂肪和蛋白质的氧化，可延长食品的货架期。

对于水果产品，可食用膜的应用主要集中在保鲜效果、延长水果货架期方面。田春美[23]制备了木薯淀粉/壳聚糖可食复合膜，并将其应用于鲜切菠萝蜜保鲜，减少了菠萝蜜的营养成分损失，在一定程度上延长了鲜切菠萝蜜的贮藏寿命，也拓宽了可食用膜的应用范围。阴彤彤[24]研究发现，豆蛋白-玉米淀粉基纳米复合膜能够有效延缓了圣女果的软化，同时抑制了圣女果的生理作用，更好地保持了圣女果的可溶性固形物含量和维生素C含量。

4 结语

淀粉和非淀粉多糖通过不同比例复合制成的新型天然绿色可食用膜，具有一定的功能性、良好的食品安全性、可再生性和可降解性。目前不同基质所制作的可食用膜在生产过程中仍然有不足之处，由于成本问题，可食用膜短时间无法替代传统的塑料材料作为广泛的食品包装。对于可食用膜还需进一步深入研究，推动其替代传统食品包装，降低传统食品包装给人们身体健康及环境带来的负面影响。

参考文献

[1]KOCIRA A，KOZ?OWICZ K，PANASIEWICZ K，et al.Polysaccharides as edible films and coatings： characteristics and influence on fruit and vegetable quality—a review[J].Agronomy，2021，11（5）：813.

[2]林伟鸿，夏明.可食用膜的分类和应用研究进展[J].农产品加工，2016（23）：62-65.

[3]阮程程，张钰萌，熊国远，等.抗氧化可食膜在食用油和肉品保鲜中的应用[J].包装工程，2019，40（23）：32-39.

[4]冀晓瑶.基于壳聚糖-没食子酸改性山药淀粉膜的制备和表征及其在猪肉保鲜中的应用[D].南昌：南昌大学，2022.

[5]裴诺.壳聚糖/淀粉功能性复合膜的制备及其在南美白对虾保鲜中的应用[D].上海：上海海洋大学，2022.

[6]梁杰，蔡力锋，刘涛，等.茶多酚对海藻酸钠/玉米淀粉复合膜的影响及保鲜应用[J].食品研究与开发，2022，43（1）：7-16.

[7]周雨佳.籼米纳米淀粉/海藻酸钠复合可食性膜的制备与性能的研究[D].长沙：湖南农业大学，2017.

[8]张茂栖.石榴皮提取物-纳米纤维素淀粉基可食膜的制备及其在调理猪肉中的应用[D].雅安：四川农业大学，2022.

[9]张静贤.微晶纤维素/淀粉基复合包装膜制备及性能研究[D].无锡：江南大学，2022.

[10]熊熊.大米淀粉纳米晶-普鲁兰多糖膜的制备及其在牛肉保鲜中的应用[D].长沙：湖南农业大学，2021.

[11]杨帆，郭玉华，李丽雅，等.可生物降解的普鲁兰多糖-马铃薯淀粉-明胶三元复合薄膜的制备及性能研究[J].塑料科技，2022，50（12）：11-17.

[12]张阳，张庆，赵祎，等.κ-卡拉胶/魔芋葡甘聚糖/羧甲基淀粉复合膜及空心胶囊制备[J].食品与发酵工业，2022，48（8）：150-158.

[13]宋雪健，曹家宝，王春圻，等.高粱醇溶蛋白/卡拉胶复合膜的制备与性能评价[J].现代食品，2022，28（21）：38-40.

[14]吴梦君，钟环宇，李樟华，等.木薯淀粉/壳聚糖可食共混膜的制备及在草莓保鲜中的应用[J].包装学报，2018，10（1）：76-82.

[15]兰霜，黎厚斌，吴习宇.壳聚糖复合涂膜对板栗保鲜效果的影响研究[J].包装学报，2017，9（1）：85-92.

[16]周志涵，刘文勇，钟环宇，等.壳聚糖/羧甲基淀粉/醋酸酯淀粉可食共混膜的制备[J].包装学报，2017，9（6）：68-75.

[17]张凤，王玥，冯诗艺，等.木薯淀粉-魔芋葡甘露聚糖复合膜的制备及性能研究[J].塑料工业，2019，47（12）：146-151.

[18]黄明远，王虎虎，徐幸莲，等.可食用膜的简介及其在肉及肉制品中应用的研究进展[J].食品工业科技，2020，41（16）：318-325.

[19]王爽爽.聚乳酸基可降解多層复合膜及其在冷鲜肉包装中的应用[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2015.

[20]张钰.可得然多糖/聚乙烯醇共混膜的制备及其在冷鲜肉保鲜中的应用[D].南京：南京农业大学，2022.

[21]匡衡峰，胡长鹰，温晓敏，等.纳米ZnO/壳聚糖复合膜的性能及在冷鲜猪肉保藏中的应用[J].食品与发酵工业，2017，43（4）：251-256.

[22]徐玮东，夏秀芳，王颖，等.低温红肠在天然可食性膜包装条件下的货架寿命研究[J].包装与食品机械，2011，29（1）：9-12.

[23]田春美.木薯淀粉/壳聚糖可食复合膜性能及在鲜切菠萝蜜中的应用研究[D].海口：海南大学，2007.

[24]阴彤彤.大豆蛋白交联玉米淀粉/Nano-TiO2包装膜的制备及圣女果保鲜应用[D].哈尔滨：东北农业大学，2019.