植物源可食性膜：新型食品包装及保鲜材料

植物源可食性膜的成膜物质来源非常广泛，依据成膜基材的不同，通常可以划分为：多糖类、蛋白类、脂质类以及复合类。其中，脂质膜由于机械强度和阻氧性较差，通常不单独使用，而是与其他可食性物质共用制备可食性复合膜。

1、植物源多糖可食性膜

植物源多糖可食性膜是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子有机多聚体化合物，呈现螺旋结构，化学性质稳定，可以在多种环境中长期储存，但由于多糖具有亲水性，所以其膜的阻湿性会受到限制，多糖的来源丰富，往往在添加增塑剂后可在氢键作用下成膜，且可有效抑制由于氧气和微生物导致的食品变质问题，多糖类可食性膜主要以淀粉、海藻多糖等物质为基材。

2、植物源蛋白质可食性膜

植物源蛋白质可食性膜是氨基酸通过脱水缩合的方式形成多肽化合物，多肽链经过盘曲折叠的方式形成复杂有机化合物，即为蛋白质，是一种广泛分布的天然产物。植物源蛋白质可食性膜是以植物源天然可食性蛋白质为成膜基质制备的一类薄膜，成膜后可选择性地阻气阻油，防止食品中的挥发性风味物质流失，并且由于蛋白质膜富含氨基酸等营养物质，所以可以提高食品的营养价值。综上使植物源蛋白质可食性膜具有巨大的开发潜力。

3、植物源复合可食性膜

植物源复合可食性膜是由一种成膜基材构成的单一类型可食性膜具有自身的优势和局限性，例如，植物精油可食性膜增大了抑菌效果，但降低了膜的拉伸强度降低了膜的透明度、色泽与光泽，并且由于精油具有很强的气味，可能会影响食品本身的感官性能。因此，大多数的研究者通常在单一可食性膜基础上制备复合薄膜，以弥补单一膜的不足之处。根据成膜基材不同，可分为多糖-蛋白膜、多糖-精油膜、蛋白质-脂质膜等。其中，植物源复合可食性膜又可细分为：植物源精油可食性膜、植物源中草药可食性膜等。

（1）植物源精油可食性膜

植物精油（essential oils, EOs）存在于于植物体内，如根、茎、叶等，是一种复杂的脂溶性天然化合物，所含化学成分包括萜类衍生物、芳香族化合物等，具有强烈的挥发性和芳香气味。大量研究表明，许多植物精油具有多种生物活性，可以促进细胞的新陈代谢，具有抗氧化、消毒等特性；此外，植物精油还被证明具有广谱抗菌活性，对多种细菌、霉菌和酵母菌产生作用，还可以降低脂质氧化，增加食品的货架期。另外，由于植物精油的安全无毒性、可降解再生性和防腐抑菌性等特点，被广泛应用到可食性包装膜中，不仅可以增加薄膜密度，降低聚合物的孔隙率，还可以与基体发生交联反应，提高薄膜的机械性能和阻氧性。

（2）植物源中草药可食性膜

我国的中草药资源极为丰富，同时也是利用中药活性成分最早的国家之一。《神农本草经》作为我国历史上的第一本医学著作，记载了如金银花、连翘、苍耳等至今仍在广泛使用的百余种杀菌性药物。其中，在植物生长过程中，除了合成多种必须营养素外，还会产生各种生物活性化合物，如生物碱、黄酮类、苷类、酯类、酚类、醛类，都具有较强的抑菌与灭菌作用。将中草药应用于食品保鲜，不仅能保持食品原有的风味，还能降低腐败率，增加防腐效果，将具有抑菌活性的中草药物质与成膜基质进行复配，从而实现一种新型、高效、低毒的可食性膜保鲜技术，也将成为可食膜保鲜领域众研究热点方向之一。

植物源可食性膜以天然可食用大分子物质为制材基准物，具备良好的生物相容性和可降解性，通常以覆盖、包裹、涂层以及微胶囊等形式作用于食品表面或内部。植物源可食性膜本质上是一种选择透过性膜，其保鲜机理主要是通过植物膜转运蛋白识别并结合特定的物质，促进物质的转运，同时促进植物的酶促与非酶促反应，激活抗氧化酶的活性，从而实现膜的抑菌性能。此外，可食性膜与食品结合从而形成一种半封闭环境，呼吸作用受到抑制，其原理类似于气调保鲜技术。

在贮运过程中，通过对水分与香气物质的转移进行抑制，可以有效防止食品在风味、质构等方面的变化，从而延长食品的货架期。在植物源可食性膜对食品的保鲜作用中，主要通过以下几种作用方式来延长食品的货架期。

1、阻止水分迁移

植物源可食性膜能在食物表面形成一个严密的保护层，防止食品内部水分的散失和外部水分的渗入。利用可食性膜的亲疏水性平衡，一方面，亲水基团与水分子形成氢键，维持食品内部的水分；另一方面，疏水基团排斥外部水分，使其无法进入食品内部，从而延长食品的保鲜期。

2、调控气体交换

植物源可食性膜在一定程度上实现气体交换，通过调整可食性膜的成分与结构，实现对氧和二氧化碳等气体的选择性渗透，达到维持食物内部气体平衡，延长食品货架期的目的。

3、抑制脂质迁移

脂质迁移是食品中油脂向外扩散的过程，这会导致食品口感和品质的下降。但由于可食性膜的屏障作用，可有效防止脂质的迁移过程，保持食品内部脂质含量和分布的稳定。此外，以精油及中草药类物质为成膜材料制备的可食性膜，其含有天然抗氧化成分，具备抗氧化活性，防止脂质的氧化劣变。

4、抑制微生物生长

在成膜基质中通常含有多酚、黄酮类等一些天然抑菌成分，能够有效抑制微生物的生长，降低食品的腐败率。此外，可食膜的屏障作用也能够阻止微生物的侵入，提高食品的防腐性能。除此之外，以天然物质制备可食性膜除具备以上作用方式外，还可以改善食品品质以及作为营养强化和风味物质载体的作用。例如，在壳聚糖膜中添加丁香精油，不仅具有保鲜作用，改善食品风味，而且可以增加食品的表面光亮度，增加食品的美观性。

1、植物源可食性膜在果蔬加工中的应用

众所周知，水果和蔬菜是人们日常生活中实现健康可持续饮食目标必不可少的摄入食物来源，果蔬中含有丰富的膳食纤维、黄酮类、维生素以及微量元素等营养成分。然而，由于容易腐败变质，导致货架期短，造成严重的经济损失。随着消费者在追求更加健康与快捷的生活方式下。因此，新鲜度和贮存时间便成为大家对果蔬最关注的两个指标。在果蔬贮存过程中，往往因呼吸作用、蒸腾作用、贮存温度与湿度等因素影响其品质，表现为腐败变质、感官价值降低、耐藏性降低等变化。

果蔬采后进行适当的处理，如预冷、清洗、杀菌等也可以适当的延长贮藏时间。此外，对果蔬进行适当的包装，如保鲜膜在延长果蔬保鲜期方面也具有一定的效果。随着大众生活水平的提高，即食鲜切果蔬在市场的需求量不断增长，对鲜切果蔬保鲜要求也在不断提升，采用天然无害可食性膜的包装方式备受欢迎。在果蔬保鲜中应用可食性膜是一种新兴技术，主要可以解决果蔬水分流失、抑制呼吸作用阻止微生物侵袭等问题，并且可以提供附加营养价值和增加美观性。

2、植物源可食性膜在肉制品加工中的应用

我国肉制品种类丰富多样，除了传统的生鲜肉制品以外，还有酱卤肉制品，风干肉制品肉等。肉与肉制品含有丰富的营养基质，如蛋白质、维生素、脂质和矿物质等，含水量很高，且肉制品的 pH通常也在微生物生长的适宜范围内，再加上肉制品的温度敏感性，使其成为微生物生长的天然培养基。在肉制品贮藏过程中，往往会受到温度、湿度、光照、pH 等方面的影响，因此若贮存不当，在生产、贮存、运输、消费过程中，均会容易受到微生物的污染，发生一系列物理化学变化（外观、风味、气味、质地等），最终导致食品发生腐败变质，从而影响肉制品的食用安全性，降低肉及肉制品的消费。

包装材料的使用也是改善肉制品新鲜度的方法之一，在肉制品中应用植物源可食性膜可以有效防止水分、气体的渗入以及有害微生物的繁殖。可食性膜在肉制品保鲜中的应用方法通常是采用可食性抑菌剂的浸泡或涂膜处理，通过形成一层保护膜，避免微生物的入侵。

3、植物源可食性膜在水产品加工中的应用

水产品具有人们追求高品质生活所必需的优质蛋白来源，目前市场上最为常见的生鲜水产品既能满足人们对“鲜食”的需求，又能保持良好的口感，水产品中肉的物理结构与酶活都会造成微生物的生长繁殖，肉中的肌肉纤维和结缔组织对微生物的存在起到保护作用，且水产品含有极高的水分和丰富的蛋白质，在捕捞、运输、处理及储存过程中可能会受到来自水体等诸如细菌等多种微生物的污染，发生腐败变质，导致其食用安全无法得到保障。

在贮运过程中，影响水产品贮存期的因素除了温度、湿度以及微生物之外，长时间的光照也会导致维生素的分解和脂质氧化等化学反应。除此之外，捕捞后的处理方式对延长水产品的贮存期也非常重要。目前，冷藏、冻藏、微冻以及化学保鲜、辐照保鲜仍是水产品保鲜的主要手段，通常，冷冻肉的贮藏期是冷却肉的 5~10 倍，但水产品若长期冻藏其所含蛋白质会变性，从而降低产品的品质和口感。为了满足消费者对“鲜食”水产品的要求，需要采取更为先进的手段长时间保持水产品的品质。因此，可食性膜作为一种新兴的保鲜技术，也逐渐应用在水产品保鲜领域。

随着对可食性膜保鲜技术的不断探索和研究，已广泛应用于果蔬、畜禽肉、水产制品、蛋类等多种食品中。不仅能延长食物的保质期，而且还能最大程度地保持食品的外观和质地以及色泽、风味等。相较于其他传统的贮藏保鲜手段，可食膜保鲜技术更为绿色环保和健康安全。此外，由于可食性膜本身就是一种可食用的材料，它对于消费者来说更加易于接受，也更符合现代人追求健康生活方式的趋势。

目前，植物源可食性膜技术还面临一些挑战，未来还需要对成膜机理继续探索和理解，开发出更成熟的制膜方法以及精确控制成膜过程中的工艺参数，从而提升膜的质量。除此之外，通过将可食性膜技术与其他现有的保藏技术相结合，也有利于实现食物的长期保鲜。总的来说，可食性膜在食品包装领域有着广阔的应用前景！