可食性薄膜是一種綠色包裝材料,其具有可食用的特性,通過防止影響食品變質(zhì)的物質(zhì)遷移保證食品的質(zhì)量,延長其貨架壽命。其突出的可食用性功能,能有效地解決包裝廢棄物的污染問題??墒承园b薄膜分為三大類:多糖類、蛋白質(zhì)類和復(fù)合類。
一、多糖類可食性包裝薄膜
多糖類可食性包裝薄膜主要利用多糖食物的凝膠作用,以多糖食品原料為基料制成。主要分為淀粉類、殼聚糖類和纖維素類三類。
巴基斯坦和沙特阿拉伯的研究團隊使用明膠、大豆蛋白、玉米淀粉和木瓜等常見家用材料制備經(jīng)濟高效的可食用包裝薄膜,作為商業(yè)塑料的有效替代品,以減少廢物的產(chǎn)生。制備的薄膜在傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、水蒸氣透過率(WVTR)、光學(xué)透明度和拉伸強度方面進行了表征。FTIR證實了在明膠骨架中添加了木瓜和大豆蛋白。明膠-木瓜膜的WVTR記錄為小于50g/m2/天。這種水蒸氣屏障比原始明膠薄膜好五倍。明膠、木瓜和大豆蛋白薄膜在可見光區(qū)域的透明度約為70%。薄膜的拉伸強度為2.44MPa,含木瓜和大豆蛋白薄膜的拉伸強度提高了1.5倍。明膠和明膠-木瓜薄膜的阻隔質(zhì)量即使經(jīng)過2000次彎曲循環(huán)后仍能保持這些性能。
二、蛋白質(zhì)類可食用性薄膜
蛋白質(zhì)類可食用性薄膜的原料為動植物分離蛋白,利用蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì),加入其他添加劑改變膠體的親水性而制得的包裝材料。常用蛋白有大豆分離蛋白、玉米醇溶蛋白和乳清蛋白。蛋白質(zhì)分子內(nèi)存在亞基結(jié)構(gòu)和二硫鍵,在高溫、酸、堿性條件下被破壞,使得分子內(nèi)部的疏水基團暴露,形成新的二硫鍵,分子間的相互作用增強,在一定條件下即可得到具有一定強度和阻隔性能的膜。
早前,美國科學(xué)家佩吉·托馬蘇拉等人用乳制品加工和生物然生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品,生產(chǎn)出一種可食用的食品抗水包裝膜,從而解決了包裝造成食品污染和包裝不易降解2個難題。科學(xué)家將牛奶蛋白干酪素和水以及甘油混合在一起,生產(chǎn)出一種抗水性強的可食用食品包裝膜。在生產(chǎn)過程中,他們使用二氧化碳作為溶劑從牛奶中分離出乳制品蛋白,使用的二氧化碳來自葡萄糖發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。二氧化碳使可食用薄膜變得更加抗水、更具生物可降解性。由此生產(chǎn)出來的食品包裝薄膜光滑、透明并可食用。
三、復(fù)合型可食用性薄膜
將多糖、蛋白質(zhì)、脂肪酸以不同的配比結(jié)合在一起,制成可食性膜,通過改變復(fù)合膜中多糖、蛋白質(zhì)的種類和含量,可以改善膜的機械強度、透光性、透氣性和持水性等,以達到滿足不同食品包裝的需要。復(fù)合型可食性薄膜的研究和應(yīng)用是當前的發(fā)展趨勢。
烏拉俄聯(lián)邦大學(xué)與印度同行所組成的科研團隊研發(fā)出生態(tài)型可食用包裝薄膜。團隊選取海藻酸鈉及阿魏酸作為研發(fā)包裝薄膜的原料,前者是從海草中提取的,在糖果業(yè)和制藥業(yè)用作添加劑,而后者則是天然抗氧化劑,可有效抑制微生物,長久保存食品。團隊采用試管培育出薄膜,其厚度僅為標準紙張的千分之一,研發(fā)的薄膜材料可長期保持食品的新鮮度,僅需采用溶于水甚至直接吃掉的方式即可進行回收處理。所開發(fā)的薄膜為無味,可按照配方根據(jù)需要由生產(chǎn)者自行添加芳香類添加劑。