包裝是延長水果、蔬菜及加工食品保存期和保質(zhì)期的重要手段之一。隨著工業(yè)化的發(fā)展，食品包裝行業(yè)對于塑料的需求量急劇增加。盡管塑料作為包裝材料具有方便、價格低廉、機械強度高、成型容易、熱封性能優(yōu)良以及重量輕等優(yōu)點，但大量使用塑料包裝材料卻給環(huán)境帶來了嚴重的負面影響，因此，可食用包裝膜逐漸引起了廣泛關(guān)注。本文介紹了幾種常見的可食用包裝膜，探討了它們在食品包裝中的具體應用，并分析了可食用包裝膜在食品行業(yè)中的發(fā)展前景，以期推動食品行業(yè)向更加安全、環(huán)保的方向發(fā)展。

一、可食用包裝膜的類型

（一）蛋白基可食用包裝膜

由植物來源的蛋白質(zhì)制成的可食用包裝膜包括玉米醇溶蛋白、小麥面筋、大豆蛋白、花生蛋白、藜麥蛋白和芝麻蛋白等，動物來源的成膜劑則包括角蛋白、蛋清蛋白、肌原纖維蛋白、膠原蛋白、明膠、酪蛋白和乳清蛋白。在眾多可食用薄膜材料中，基于蛋白質(zhì)的材料兼具包裝和營養(yǎng)的雙重功能，不僅適合整體包裝，還可以用于部分食品的單獨包裝，尤其適用于無法單獨包裝的產(chǎn)品，如豆類、堅果和腰果等。

相較于脂質(zhì)和多糖薄膜，蛋白質(zhì)基可食用薄膜表現(xiàn)出更優(yōu)異的物理性能和阻氣效果，這主要得益于其緊密堆積和有序的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但其阻濕性能相對較差。在高脂肪或油炸食品的包裝中，脂質(zhì)物質(zhì)的氧化是導致食品質(zhì)量下降和保質(zhì)期縮短的主要因素，而蛋白質(zhì)基包裝膜能夠有效抑制氧氣的滲透，從而在一定程度上減緩氧化進程。此外，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)對透氧性也起著關(guān)鍵作用。據(jù)報道，由于其球形結(jié)構(gòu)，玉米醇溶蛋白、小麥面筋蛋白、大豆蛋白和乳清蛋白基薄膜的透氧性優(yōu)于膠原蛋白基薄膜。

（二）多糖基可食用包裝膜

多糖是最豐富的天然聚合物，常見的多糖包括纖維素、半纖維素、淀粉、果膠及其衍生物，如海藻酸鹽、普魯蘭、甲殼素和殼聚糖等，近年來這些材料被廣泛用于制備可食用薄膜或涂層?；诙嗵堑目墒秤帽∧ば纬闪擞行虻臍滏I網(wǎng)絡(luò)，具有良好的阻氧性能，能夠有效延長食品的保質(zhì)期。然而，由于其具有親水性，導致多糖基薄膜在防潮性能方面效率較低，因此在需要防潮保護的食品包裝中效果有限。

多糖涂層具有無油、無色、透明的特點，適用于食品的外層包裝，能夠延長保質(zhì)期而不引發(fā)厭氧環(huán)境。此外，多糖基薄膜可以采用濕法和干法進行成膜，工藝靈活多樣，適用不同的場景。

（三）復合可食用膜

復合薄膜是一種多組分系統(tǒng)，將不同的疏水性和親水性化合物混合，以優(yōu)化其功能性能。通常情況下，形成聚合物基質(zhì)的單官能化合物可以構(gòu)建具有足夠內(nèi)聚性的結(jié)構(gòu)基質(zhì)，但單獨使用時可能無法滿足所有性能需求，如機械強度和阻隔性能等。極性生物聚合物可食用薄膜（如多糖和蛋白質(zhì)）在低相對濕度下通常具備良好的阻氣性和較佳的機械性能，但由于在高濕度條件下的親水性，所以它們的阻水性較差。

相對而言，疏水性脂質(zhì)在減少水分遷移方面表現(xiàn)優(yōu)異，但由于其非聚合物特性，故機械性能較弱，不如水膠體薄膜。因此，將疏水性脂質(zhì)與親水性多糖或蛋白質(zhì)相結(jié)合，可以制備出比單一化合物薄膜綜合性能更優(yōu)的復合薄膜。

（四）納米顆粒食用膜

根據(jù)定義，納米材料的粒徑至少在1-100nm，過去十年中，納米技術(shù)作為一種創(chuàng)新方法，已被應用于制造具有獨特性質(zhì)的納米級有機和無機化合物。納米材料在食品包裝中的應用是一個新興領(lǐng)域，將其摻入基質(zhì)聚合物中已被證實是改善物理和機械性能的一種有效策略，這是傳統(tǒng)材料無法實現(xiàn)的。納米封裝技術(shù)還可以通過生物活性天然材料合成高效的活性包裝材料，顯著提高生物活性化合物的穩(wěn)定性和溶解性，從而形成性能優(yōu)于傳統(tǒng)活性膜的產(chǎn)品。許多研究者探索了生物基質(zhì)聚合物與納米粒子的不同組合，特別是納米粘土因其高縱橫比和表面積體積比，在改善材料的阻隔性和機械性能方面得到了廣泛開發(fā)，也顯示了納米技術(shù)在提升食品包裝性能方面的巨大潛力。

但對于科學界而言，納米材料的安全性仍有爭議。第一，納米材料的毒性作用可能因其化學成分、粒徑分布、顆粒形狀和表面特性而異。在實驗研究中，最常觀察到的影響包括可能引發(fā)氧化應激，在某些情況下還可能導致炎癥反應或遺傳毒性。這些有害影響的強度與特定食品包裝系統(tǒng)中納米材料的劑量密切相關(guān)。第二，納米顆粒根據(jù)其大小在穿透人體細胞的能力上有所不同。例如，直徑為100nm的顆粒能夠輕易穿透細胞，40nm的顆粒則可以進入細胞核，35nm以下的顆粒甚至可以穿過血腦屏障。第三，較小尺寸的納米顆粒通常具備更強的催化能力，其活性氧的生成潛力、吸附速率和結(jié)合能力往往高于較大顆粒。目前，關(guān)于納米顆粒安全性和毒理學效應的可靠數(shù)據(jù)尚未在公眾領(lǐng)域廣泛披露，因此亟需詳細研究這些納米粒子對人類健康及環(huán)境微生物群的影響，以確保消除潛在的不利影響。

二、可食用包裝膜在食品包裝中的應用

（一）水果和蔬菜

高濕度、微生物導致水果和蔬菜易腐爛，儲存時間受限。使用適當?shù)陌b，如可食用薄膜或涂層，能夠抑制脂質(zhì)氧化、延緩水分流失、防止變色，減少污垢和灰塵的接觸，捕捉揮發(fā)性風味化合物，以及作為抗菌劑和抗氧化劑等食品添加劑的載體，從而提升水果和蔬菜的外觀、質(zhì)量和保質(zhì)期。

（二）奶制品

可食用包裝膜在奶制品中的應用，不僅提升了產(chǎn)品的安全性和保質(zhì)期，還為消費者提供了更健康、可持續(xù)的選擇，是未來食品包裝的重要發(fā)展方向?？墒秤帽∧た梢苑乐箍諝庵械难趸锖椭虏【秩耄苊馀Ｄ虤馕稊U散，更好地保持其原有的口感、營養(yǎng)成分和維生素?？墒秤冒b膜還可以抑制微生物的生長和氧化反應，有效降低奶制品中的細菌數(shù)量，減少腐敗現(xiàn)象，顯著延長奶制品的保質(zhì)期。

研究表明，將具有抗菌和抗氧化特性的可食用薄膜應用于奶制品包裝中，可以顯著提升產(chǎn)品的安全性和新鮮度。此外，可食用薄膜還可以通過添加天然香料或功能性成分，進一步增強奶制品的風味和營養(yǎng)價值。例如，某些薄膜中添加了益生菌成分，不僅為消費者提供了額外的健康益處，還提升了產(chǎn)品的市場競爭力。

（三）肉類

肉類及肉制品因其獨特的風味和營養(yǎng)價值深受消費者歡迎，但由于微生物和化學變化，它們極易變質(zhì)，因此對保存條件提出了較高要求。可食用包裝因其在改善肉類的物理化學特性和感官品質(zhì)方面的顯著作用，正越來越多地被應用于肉類及肉制品的保存中。

（四）海鮮食品

由于微生物的快速繁殖，海鮮食品的保質(zhì)期通常較短，近年來，可食用包裝逐漸發(fā)展為提高海鮮食品儲存穩(wěn)定性的有效策略。比如基于殼聚糖和明膠的可食用薄膜或涂層，通過減少變質(zhì)、抑制揮發(fā)性化合物和氧化物質(zhì)的積累，可以最大限度地降低重量損失，有效保持海鮮食品的質(zhì)量，并延長保質(zhì)期，改善質(zhì)地和顏色。

三、可食用包裝膜的未來展望

近年來，可食用薄膜在食品加工副產(chǎn)品中的應用愈加廣泛，不僅實現(xiàn)了工業(yè)副產(chǎn)品的增值，還因其低成本特點推動了可食用薄膜的經(jīng)濟化開發(fā)，為薄膜制劑的創(chuàng)新發(fā)展提供了更多可能性。隨著可食用包裝膜的研究持續(xù)推進，薄膜的形成、活性包裝的開發(fā)和納米技術(shù)的應用中都引入了新的原材料，旨在開發(fā)性能媲美傳統(tǒng)合成聚合物的生物聚合物，并利用農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品作為原料以降低生產(chǎn)成本。

盡管可食用薄膜具有諸多優(yōu)勢，但也面臨重大挑戰(zhàn)。

第一，目前各國針對食品包裝中納米材料的具體立法尚不完善，且各國規(guī)定不一。根據(jù)美國的法規(guī)，可食用薄膜和涂層可被歸類為食品成分、添加劑、接觸材料或包裝材料，因此美國食品和藥物管理局（FDA）要求其配方成分需具備“普遍公認為安全”（GRAS）狀態(tài)。根據(jù)英國食品科學與技術(shù)研究所（IFST）的指導意見，除非有明確的安全證據(jù)，納米材料應被視為潛在危險物質(zhì)。歐盟的立法則要求提供納米材料風險信息，并對納米材料進行法律定義，尺寸是納米材料監(jiān)管的重要標識符。

第二，由于薄膜顯影過程中可能發(fā)生化學變化，食品包裝膜可能轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì)，用于增強薄膜性能的交聯(lián)劑也可能引發(fā)毒性物質(zhì)的生成。一項研究探討了基于氧化石墨烯及其衍生物的甲基纖維素基薄膜對人體肺部細胞的毒性影響，結(jié)果顯示，還原氧化石墨烯的毒性低于氧化石墨烯。改性技術(shù)和成分選擇在食用膜的安全性中至關(guān)重要，但相關(guān)研究較為有限。此外，薄膜中添加納米材料也可能帶來多種潛在的毒理學影響。

第三，雖然已有多種方法嘗試改善薄膜性能，使其與石油基聚合物相當，但機械性能不足、耐水性和耐氣性較弱等問題仍然限制了其在食品中的廣泛使用。為應對這些挑戰(zhàn)，研究人員開發(fā)了復合薄膜和納米復合薄膜，但采用多層方法生產(chǎn)復合薄膜時，容易因分層而失敗，而且制造多層薄膜所需的時間、能源和成本都較高。

第四，熱密封性是薄膜的另一個關(guān)鍵特性，但生物基薄膜的最佳密封溫度范圍較窄，導致其在高溫下更易出現(xiàn)底部密封不嚴和炭化的現(xiàn)象，從而影響其的應用。此外，商業(yè)化可食用薄膜技術(shù)的一大限制是無法生產(chǎn)大尺寸薄膜（大于25cm），并且難以保持均勻的厚度，干燥時間也較長（需要2-3天）。

第五，納米技術(shù)的應用被視為可食用薄膜的一大發(fā)展趨勢，但納米材料在基質(zhì)聚合物中的分散和均勻性及其經(jīng)濟性仍然面臨不少挑戰(zhàn)。而且，由于缺乏關(guān)于納米材料和其他成膜成分的毒理學信息，消費者對其安全性仍有顧慮。

綜上所述，可食用薄膜作為一種健康的食品保護手段，因其天然、廉價、可再生的特性，展現(xiàn)出良好的應用前景。為了促進其成功推廣，未來的研究應聚焦于提高薄膜的性能、安全性與監(jiān)管力度，同時探索新的來源，以達到大規(guī)模標準化生產(chǎn)。

作者簡介：臧婧伊（2004-），女，漢族，遼寧鞍山人，大學本科在讀，研究方向為軟件工程。