来自新疆大学化学化工学院的李帅、钟耕辉和刘玉梅在简要介绍多糖类可食性膜的主要组成、性能的基础上,对其成膜机理、生物活性及应用发展进行了综述。
1.可食性膜概述
1.1定义、分类等
可食性膜,也被称为可食用膜,是以可食性生物大分子物质为主要基质,辅以可食性增塑剂,通过一定的处理工序使各成膜剂分子之间相互作用,使之在干燥后形成一种具有一定力学性能和选择透过性的结构致密的薄膜。
根据所使用的基材不同,可食性膜主要分为多糖类可食性膜、蛋白类可食性膜、脂质类可食性膜及复合型可食性膜4 类。
以动植物蛋白为基材,通过氢键、二硫键、疏水作用等制备具有一定力学性能及阻隔性的薄膜是蛋白类可食性膜的特点。脂质类可食性膜是以天然脂肪类物质制备的,因其难溶于水而具有良好的阻水特性,但极低的极性限制了其应用,主要是与其他多糖、蛋白质等基材混合制备复合型可食性膜。复合型可食性膜是将多糖、蛋白质、脂类多种基材混合使用,取长补短,制备可满足各种需求的薄膜,也是研究较多、应用较广的一类可食性膜。
1.2研究进展
可食性膜的论文篇数基本上呈逐年上升趋势,且在2016年最多,共发表论文326 篇。其中,脂质类可食性膜的研究报道始终维持在较低数量;蛋白类可食性膜在2007年之前为主要研究类型,在2007年之后论文数量趋于平缓;而多糖类可食性膜和复合型可食性膜的研究逐渐增加,日益受到关注。2014年以来,有关多糖类及以多糖为主的复合型可食性膜的论文数量增加较快,为蛋白类和脂质类可食性膜总量的1.5 倍左右。
2.主要组成
2.1常用基材
多糖类可食性膜主要以淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物、壳聚糖、海藻酸钠、普鲁兰多糖、果胶等为基材。其中,淀粉是可食性膜中应用最早的基材,来源于玉米、红薯、马铃薯、木薯、大米、小麦等,主要成分是直链淀粉。
2.2常用增塑剂
多糖类可食性膜常用的增塑剂主要是以多元醇类为主,主要有甘油、山梨醇、乙二醇等。
2.3常用添加剂
抑菌剂
目前,天然来源的抑菌剂为多糖类可食性功能膜的首选,主要为具有较强抑菌活性的丁香、肉桂、牛至、百里香等植物的精油和各种植物酚类提取物等。
抗氧化剂
常见的天然抗氧化剂主要为来源于水果、蔬菜及各类植物中的精油、黄酮类、多酚类化合物等提取物等。
3.物理性能
3.1机械性能
评价机械性能的主要指标为抗拉强度、断裂伸长率。抗拉强度和断裂伸长率主要与膜的微观结构有关,而膜的微观结构又取决于膜的基材、基材与增塑剂(或添加剂)的比例及制备条件。
3.2光学性能
膜的透明度是反映膜光学性能的重要参数,同时也影响着产品外观及消费者的接受度。
3.3其他性能
除上述性能外,膜的物理性能还包括含水量、溶解性、溶胀度及阻隔性能等。
4.成膜机理
多糖类物质含有羟基、羰基、氨基等官能团,在可食性膜中主要是通过氢键等范德华力与自身及其他物质发生作用。
5.生物活性
5.1抗氧化性
脂质过氧化是引起食品质量下降甚至变质的重要原因之一,而引起脂质过氧化的主要原因在于自由基。抗氧化的测定方法有体内抗氧化检测和体外抗氧化检测。一般选择体外抗氧化检测评价抗氧化物质的抗氧化性。
5.2抑菌性
对多糖类可食性功能膜抑菌活性的评价主要采用的是抑菌圈法。
6.应用前景
目前,多糖类可食性膜的应用研究主要还是在各种水果、干果及蔬菜的保鲜方面,也有少量用于肉制品保鲜的研究。