综述:多糖基可食用膜和涂层的制备、性质及在食品中的应用新见解

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Current Research in Food Science 6.2

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  这篇综述系统总结了多糖基可食用膜和涂层(PEFCs)的原料选择(纤维素、壳聚糖等)、制备方法(流延法、挤出法等)、理化与功能特性(机械/阻隔/抗菌/抗氧化性能),及其在果蔬、肉类、乳制品保鲜中的应用,为开发环保型食品包装材料提供了理论依据。

  

多糖基可食用膜和涂层的创新与应用

1. 引言
随着全球环保意识增强,多糖基可食用膜和涂层(PEFCs)因其可生物降解、无毒和生物相容性成为食品包装领域的研究热点。这类材料能有效调控水分迁移和氧气渗透,延长食品货架期,减少营养流失,广泛应用于果蔬、肉类和水产品保鲜。

2. 材料选择
PEFCs的原料主要包括:

  • 纤维素及其衍生物:如羧甲基纤维素(CMC),通过超声处理可制备高透明度薄膜,其热稳定性达353°C,且具有抗菌性。
  • 壳聚糖:唯一天然碱性氨基多糖,通过脱乙酰化制备,薄膜对大肠杆菌抑制率达99%,但需与明胶等复合以提高机械强度。
  • 海藻酸盐:通过Ca2+交联形成“蛋盒”结构,阻氧性能优异,可延缓水果呼吸作用。
  • 果胶:需与纳米纤维素复合以提升抗拉强度(从54.55 kPa增至472.32 kPa)。
  • 淀粉:高直链淀粉含量(>25%)可增强薄膜的阻水性和热稳定性。

3. 制备技术

  • 流延法:操作简单但效率低,干燥温度影响性能,如壳聚糖薄膜在40°C时抗拉强度达86 MPa。
  • 挤出法:适合工业化生产,螺杆转速120 rpm时可延缓淀粉回生,提升薄膜韧性。
  • 浸涂法:适用于果蔬表面处理,如海藻酸盐涂层使苹果货架期延长2周。

4. 性能优化

  • 机械性能:添加纳米羟基磷灰石(HANPs)使壳聚糖薄膜抗拉强度提升61.54%。
  • 阻隔性:卡拉胶/琼脂复合膜的水蒸气透过率低至1494.54 g/m2
  • 抗菌/抗氧化:柠檬精油-ε-聚赖氨酸多层膜对扩展青霉抑制率44%;氯原酸-乳清蛋白膜抗氧化性能提升74.5%。

5. 食品保鲜应用

  • 果蔬:阿拉伯胶涂层抑制草莓PPO酶活性,减少腐烂;壳聚糖涂层维持樱桃酚类物质含量。
  • 肉制品:含3%香辛料精油的玉米淀粉膜使生牛肉货架期从6天延至15天。
  • 乳制品:含糖海藻提取物的壳聚糖膜降低奶酪脂质氧化率45.8%。

6. 挑战与展望
当前PEFCs面临机械强度不足、生产成本高等问题。未来需开发新型复合原料(如纳米纤维素)、优化工艺,并推动智能化包装技术,以实现更广泛的应用。

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