李 越，李 嬌，李 欣，楊光帝，和東芹

（邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北邯鄲 056000）

隨著人們生活水平的提高，食品包裝材料的安全可靠性越來越受重視。塑料類包裝膜在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，但這類塑料包裝膜由化石燃料合成，難以降解，給環(huán)境帶來了巨大壓力。此外，合成塑料包裝膜可能含有鄰苯二甲酸酯、雙酚A等危害人體健康的化學(xué)物質(zhì)。因此，新型、安全、對(duì)環(huán)境友好且符合可持續(xù)發(fā)展的可食性包裝膜材料日益受到重視。

明膠是動(dòng)物體中的膠原在熱、酸、堿或酶的作用下，經(jīng)溫和且不可逆斷裂后降解的產(chǎn)物[1]。明膠含有甘氨酸、脯氨酸及羥脯氨酸等18種氨基酸，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，在食品中的添加量沒有限制[2]。明膠成本低、易獲得、易降解、對(duì)環(huán)境沒有危害，且具有良好的成膜性。以明膠為主要原料的可食性膜在熱封性、阻氣性、生物相容性方面展現(xiàn)出良好的性質(zhì)[3]。但由于明膠中含有大量的羥基、羧基等親水基團(tuán)，其耐水性較差，吸水率較高，在潮濕的環(huán)境中容易滋生微生物致使食品腐敗變質(zhì)[4]。因此，相關(guān)學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了改性研究。本文對(duì)明膠膜的改性方法及應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 明膠膜的改性方法

無論是哺乳動(dòng)物明膠還是魚類明膠制備的明膠膜都存在機(jī)械力學(xué)性能較差的特點(diǎn)，如抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率低[5]，同時(shí)耐水性差、吸水率高，尤其是魚類明膠含有較低的脯氨酸和羥脯氨酸，表現(xiàn)出更易溶于水、水蒸氣透過率更高的特點(diǎn)，致使明膠膜在食品包裝中的應(yīng)用十分受限[6]。

為了優(yōu)化明膠膜性能，針對(duì)明膠膜的缺陷，許多學(xué)者采用改性的方法以提升明膠膜性質(zhì)，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。常見的改性方法包括化學(xué)交聯(lián)法、物理處理法、生物相容法、生物高分子共混法。

1.1 化學(xué)交聯(lián)法

化學(xué)交聯(lián)法是在明膠成膜液中添加化學(xué)交聯(lián)劑[7]對(duì)明膠的性質(zhì)進(jìn)行修飾，常見的化學(xué)交聯(lián)劑是醛類物質(zhì)，明膠分子中的氨基與醛類物質(zhì)中的醛基結(jié)合形成希夫堿式的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生交聯(lián)，從而改善明膠膜的性質(zhì)。

1.2 物理處理法

物理處理法是經(jīng)過紫外線、超聲波等物理方法增強(qiáng)明膠分子間交聯(lián)，以強(qiáng)化明膠膜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其性能[8]；物理方法改性不會(huì)引入其他物質(zhì)，但是對(duì)明膠膜性質(zhì)的影響程度較小，常作為明膠膜改性的輔助手段。

1.3 生物相容法

生物相容法是在明膠成膜液中添加天然產(chǎn)物如茶多酚、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、京尼平及單寧酸等，通過明膠分子中的氨基和羧基等基團(tuán)與天然產(chǎn)物分子中的某些基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，提高明膠的交聯(lián)程度，增強(qiáng)明膠膜的機(jī)械力學(xué)性能和阻濕性[9]。

1.4 生物高分子共混

生物高分子共混法是明膠與其他生物高分子物質(zhì)如殼聚糖、淀粉、纖維素、其他蛋白、脂類等復(fù)合制成膜，以改善明膠膜的性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍[10]。近年來，在明膠成膜液中添加生物活性物質(zhì)制備出生物活性膜是研究熱點(diǎn)。例如多酚、維生素和多肽等天然成分，或BHT、BHA等人工合成的活性物質(zhì)，制備出具有抗氧化活性或抗菌活性的明膠復(fù)合膜，可顯著增強(qiáng)明膠膜的適用性，提高對(duì)食品的保護(hù)作用，延長食品的貨架期[11]。

2 明膠基可食性膜在食品包裝中的應(yīng)用

近年來，許多學(xué)者開始探究將明膠基可食性膜應(yīng)用在不同種類的食品中，如肉制品、香腸制品、果蔬類食品等。

2.1 在肉制品中的應(yīng)用

肉制品富含蛋白質(zhì)，同時(shí)是多種維生素、鋅、血紅素鐵和必需氨基酸的良好來源，營養(yǎng)價(jià)值高，是生活中不可或缺的一類食物。但由于微生物污染、脂質(zhì)氧化等原因，肉制品在貯藏和運(yùn)輸?shù)倪^程中極易腐敗變質(zhì)。采用適當(dāng)?shù)陌b技術(shù)對(duì)于保護(hù)肉制品免受微生物污染、緩解脂質(zhì)氧化十分重要。所以，用于肉制品包裝保藏的可食性包裝膜要具備一定的機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)氧氣、紫外線有一定的阻隔能力，同時(shí)具備較低的水蒸氣透過率和良好的可見度。

明膠膜具有良好的阻氣性，對(duì)紫外線有一定的阻隔能力[4]?？梢酝ㄟ^阻隔氣體（O2、CO2）及紫外線來防止微生物滋生和脂質(zhì)氧化以改善肉制品的保藏性。在鮮豬肉的保藏中使用迷迭香酸改性明膠膜包裹在豬肉表面，可以有效控制豬肉冷藏過程中菌落總數(shù)，減緩豬肉脂肪的氧化程度[12]。也有學(xué)者將殼聚糖與明膠共混以制備明膠-殼聚糖復(fù)合膜，殼聚糖具有更強(qiáng)的抑菌性能，可以有效防止細(xì)菌對(duì)鮮豬肉的侵染，使鮮肉保鮮期達(dá)7 d以上，有效延長鮮豬肉的貨架期[13]。相比其他肉類產(chǎn)品，水產(chǎn)品更易被微生物侵染而發(fā)生氧化變質(zhì)，在屠宰后新鮮度會(huì)快速降低[14]，但經(jīng)過明膠-殼聚糖復(fù)合膜保藏的魚肉在冷藏期TVB-N和pH值變化顯著減緩，可抑制鮮魚肉的腐敗長達(dá)4～5 d[4]?？梢姡髂z基可食性包裝膜對(duì)肉制品及水產(chǎn)品的包裝防腐效果良好，但由于失水率較高，其應(yīng)用有一定的局限性。

2.2 明膠基可食性腸衣的應(yīng)用

腸衣是用作填制香腸和灌腸的外衣，是香腸制作中不可缺少的包裝材料。傳統(tǒng)腸衣是家畜的大腸、小腸刮制而成，但資源有限且生產(chǎn)效率低；塑料腸衣應(yīng)用比較廣泛，但存在食品安全隱患且容易造成環(huán)境污染。以明膠為主要原料的膠原蛋白可食性腸衣越來越受重視。包裝效果良好的腸衣應(yīng)該是堅(jiān)韌、半透明的，同時(shí)具有良好的塑封性。明膠基可食性腸衣基本符合以上要求，同時(shí)具備良好的氧氣阻隔性和對(duì)紫外線的阻隔性。明膠腸衣在香腸的熟化過程中，與填充肉的收縮率幾乎一致，從而能賦予香腸良好的口感。添加改性劑的明膠基腸衣更適用于腸衣的加工[15]。明膠與殼聚糖[16]共混的明膠基腸衣膜機(jī)械強(qiáng)度更高，水滲透率和溶解度更低，表面光滑，具有與天然腸衣可比擬的機(jī)械性能。由此可見，明膠基可食性腸衣性質(zhì)優(yōu)良，明膠可作為原料制備可食性腸衣。但是，明膠對(duì)熱敏感，明膠基腸衣膜能否在食品加工過程中像天然腸衣一樣不破裂，仍需要繼續(xù)研究。

2.3 在果蔬中的應(yīng)用

果蔬在貯藏過程中，受呼吸作用和微生物侵染影響，其營養(yǎng)價(jià)值和新鮮程度會(huì)不斷降低，從而影響其儲(chǔ)藏時(shí)間，尤其是鮮切水果更易受微生物侵染。部分鮮切水果極易發(fā)生褐變，對(duì)于包裝技術(shù)的要求較高。通過噴涂或浸漬的方法在果蔬表面涂可食性膜不僅可以阻隔、抑制微生物的生長，還可以降低果蔬的呼吸強(qiáng)度，從而延長果蔬保藏期。

明膠因具有良好的成膜性和對(duì)氧氣、二氧化碳、脂質(zhì)的阻隔性能，可應(yīng)用在果蔬保藏中[17]。明膠-殼聚糖復(fù)合涂膜在不影響營養(yǎng)成分的前提下，能使辣椒的貨架期延長14 d[18]。明膠-殼聚糖復(fù)合膜的使用能有效降低草莓的呼吸強(qiáng)度和爛果率[19]。明膠-殼聚糖復(fù)合涂膜處理能在一定程度上降低采后西番蓮果實(shí)在貯藏期間的失水率，并抑制果實(shí)的呼吸作用，延緩果實(shí)衰老進(jìn)程[20]。由此看來，明膠基復(fù)合涂膜在果蔬保藏中具有較好的應(yīng)用效果。

3 結(jié)語

綜上所述，明膠來源豐富，產(chǎn)量大，開發(fā)明膠基可食性包裝膜有利于充分利用動(dòng)物產(chǎn)品的下腳料，節(jié)約資源。對(duì)明膠進(jìn)行必要的改性處理，還可以制備明膠基可食性包裝膜。明膠基可食性膜在果蔬涂膜保藏中應(yīng)用效果良好，但在肉制品包裝中存在一定的局限，作為可食性腸衣的應(yīng)用效果需要進(jìn)一步探究。