在當(dāng)今食品行業(yè)，保鮮包裝對于保持食品的品質(zhì)、延長保質(zhì)期以及減少食物損耗具有至關(guān)重要的意義。隨著消費者對食品安全、環(huán)保意識的不斷提高，傳統(tǒng)的塑料包裝材料逐漸暴露出諸多弊端，如不可降解性對環(huán)境造成的污染等。而生物聚合物薄膜作為一種新興的包裝材料，正以其獨特的優(yōu)勢在食品保鮮包裝領(lǐng)域嶄露頭角。本期，我們將深入探討生物聚合物薄膜在食品保鮮包裝中的應(yīng)用，展示其在提高食品保鮮效果、滿足環(huán)保需求等方面的巨大潛力。

生物聚合物薄膜的種類及其特性

1、多糖類生物聚合物薄膜

殼聚糖薄膜：殼聚糖是一種從甲殼類動物外骨骼中提取的天然多糖。它具有良好的成膜性、生物相容性和生物降解性。在食品保鮮方面，殼聚糖薄膜具有抗菌特性，能夠抑制多種微生物的生長，如細菌、霉菌和酵母菌等。這是因為殼聚糖分子中的氨基可以與微生物細胞膜上的帶負電荷成分相互作用，破壞細胞膜的完整性，從而抑制微生物的代謝活動。例如，在新鮮水果的包裝中，殼聚糖薄膜可以有效防止微生物引起的腐爛，延長水果的保鮮期。此外，殼聚糖薄膜還具有一定的氣體阻隔性能，能夠調(diào)節(jié)包裝內(nèi)的氧氣和二氧化碳濃度。對于一些呼吸性較強的水果和蔬菜，如蘋果、香蕉等，合適的氣體環(huán)境有助于減緩其呼吸速率，從而保持新鮮度。

淀粉薄膜：淀粉是一種豐富且廉價的生物聚合物來源。淀粉薄膜具有良好的透明度和柔韌性。然而，其防潮性較差是一個明顯的缺點。為了改善這一特性，常常會對淀粉進行改性處理，如添加增塑劑或與其他聚合物共混。在食品保鮮中，淀粉薄膜可以用于一些對濕度不太敏感的食品，如干貨的包裝。同時，淀粉薄膜也具有一定的生物降解性，符合環(huán)保要求。

2、蛋白質(zhì)類生物聚合物薄膜

明膠薄膜：明膠是由動物膠原蛋白水解得到的蛋白質(zhì)。明膠薄膜具有良好的機械性能，如較高的拉伸強度和彈性。在食品保鮮方面，明膠薄膜可以作為一種屏障，防止外界的氧氣、水分和異味進入食品內(nèi)部。例如，在肉類制品的包裝中，明膠薄膜可以減少肉品與空氣的接觸，延緩脂肪氧化和微生物滋生，保持肉品的色澤和風(fēng)味。明膠薄膜還可以與其他生物活性物質(zhì)結(jié)合，如添加天然的抗氧化劑或抗菌劑，進一步增強其保鮮功能。

大豆蛋白薄膜：大豆蛋白是一種植物性蛋白質(zhì)，來源廣泛。大豆蛋白薄膜具有較好的氣體阻隔性能，尤其是對氧氣的阻隔。在食品包裝中，對于一些容易被氧化的食品，如油脂類食品或富含不飽和脂肪酸的食品，大豆蛋白薄膜能夠有效阻止氧氣的侵入，防止食品氧化變質(zhì)。同時，大豆蛋白薄膜也具有一定的生物活性，如抗菌性和抗氧化性，有助于提高食品的保鮮效果。

3、其他生物聚合物薄膜

聚乳酸（PLA）薄膜：聚乳酸是一種可生物降解的熱塑性聚酯，由可再生資源如玉米淀粉等發(fā)酵制成。PLA薄膜具有良好的透明度、光澤度和機械性能，與傳統(tǒng)的塑料薄膜相似。在食品保鮮包裝中，PLA薄膜可用于多種食品的包裝，如面包、糖果等。它具有較好的水汽阻隔性能和一定的氣體阻隔性能，可以保持食品的水分和防止氧氣對食品的影響。而且，由于其可生物降解性，在使用后對環(huán)境的壓力較小，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

聚羥基脂肪酸酯（PHA）薄膜：PHA是由微生物合成的一種聚酯類生物聚合物。PHA薄膜具有良好的生物降解性、生物相容性和熱加工性能。在食品保鮮方面，PHA薄膜可以根據(jù)不同的食品需求進行定制，例如調(diào)整其氣體阻隔性能、機械性能等。它可以用于一些對包裝要求較高的食品，如新鮮肉類、海鮮等的包裝，能夠有效地保持食品的新鮮度和品質(zhì)。

生物聚合物薄膜在不同食品保鮮包裝中的應(yīng)用

1、新鮮水果和蔬菜的保鮮包裝

延長保鮮期：對于新鮮水果和蔬菜，呼吸作用、水分散失和微生物感染是導(dǎo)致其變質(zhì)的主要因素。生物聚合物薄膜可以通過調(diào)節(jié)包裝內(nèi)的氣體組成（如降低氧氣濃度、提高二氧化碳濃度）來抑制水果和蔬菜的呼吸作用。例如，使用含有殼聚糖的復(fù)合薄膜包裝草莓，可以將草莓的保鮮期從2-3天延長到5-7天。這是因為殼聚糖薄膜能夠降低包裝內(nèi)的氧氣含量，同時抑制草莓表面微生物的生長，減少草莓的腐爛速度。

保持品質(zhì)：生物聚合物薄膜還可以減少水果和蔬菜的水分散失，保持其外觀和口感。如用淀粉-殼聚糖復(fù)合薄膜包裝生菜，能夠在一定程度上保持生菜的脆嫩度和新鮮度。薄膜內(nèi)的淀粉成分可以起到一定的保濕作用，而殼聚糖則防止微生物滋生。

2、肉類和海鮮的保鮮包裝

防止氧化和微生物污染：在肉類和海鮮的保鮮中，脂肪氧化和微生物滋生是兩個關(guān)鍵問題。蛋白質(zhì)類生物聚合物薄膜如明膠薄膜和大豆蛋白薄膜可以有效地阻止氧氣進入肉品內(nèi)部，延緩脂肪氧化的進程。同時，這些薄膜的抗菌性能也能夠抑制肉品表面微生物的生長。例如，用明膠-茶多酚復(fù)合薄膜包裝豬肉，茶多酚的抗氧化作用和明膠薄膜的屏障作用相結(jié)合，可以使豬肉在冷藏條件下的保質(zhì)期延長2-3天。

保持色澤和風(fēng)味：肉類和海鮮的色澤和風(fēng)味是其品質(zhì)的重要指標(biāo)。生物聚合物薄膜可以通過減少與外界環(huán)境的接觸，保持肉品和海鮮的色澤和風(fēng)味。例如，用PLA薄膜包裝三文魚，能夠在一定程度上保持三文魚的鮮艷色澤和獨特風(fēng)味，因為PLA薄膜的水汽和氣體阻隔性能可以防止三文魚水分散失和異味的侵入。

3、烘焙食品和糖果的保鮮包裝

保持口感和質(zhì)地：烘焙食品如面包和蛋糕容易干燥變硬，糖果容易受潮粘連。生物聚合物薄膜可以針對這些問題提供解決方案。例如，PLA薄膜對于水汽有一定的阻隔作用，用于包裝面包時，可以減緩面包中的水分散失，保持面包的柔軟口感。對于糖果，使用具有防潮性能的生物聚合物薄膜如改性淀粉薄膜，可以防止糖果受潮，保持其質(zhì)地和口感。

保護外觀：烘焙食品和糖果的外觀也很重要。生物聚合物薄膜的透明度可以很好地展示食品的外觀。例如，用透明的聚羥基脂肪酸酯（PHA）薄膜包裝精致的糖果，可以使消費者清晰地看到糖果的形狀和顏色，同時又能有效地保護糖果不受外界環(huán)境的影響。

生物聚合物薄膜在食品保鮮包裝中的技術(shù)創(chuàng)新

1、多層復(fù)合薄膜技術(shù)

多層復(fù)合薄膜是將不同種類的生物聚合物薄膜或生物聚合物與其他材料組合在一起形成的多層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以綜合利用不同材料的優(yōu)點，彌補單一材料的不足。例如，將具有良好氣體阻隔性能的大豆蛋白薄膜與具有良好抗菌性能的殼聚糖薄膜復(fù)合，可以同時實現(xiàn)對氧氣的阻隔和對微生物的抑制。

多層復(fù)合薄膜還可以通過調(diào)整各層的厚度和組成，來滿足不同食品對包裝的特殊要求。例如，在新鮮奶酪的包裝中，可以采用PLA-殼聚糖-明膠的三層復(fù)合薄膜。最外層的PLA薄膜具有較好的機械性能和一定的水汽阻隔性能，中間層的殼聚糖薄膜發(fā)揮抗菌作用，內(nèi)層的明膠薄膜可以防止奶酪與包裝的粘連，同時也具有一定的氧氣阻隔性能。這種復(fù)合薄膜能夠有效地延長新鮮奶酪的保質(zhì)期，保持其口感和風(fēng)味。

2、活性包裝技術(shù)

活性包裝是指在包裝材料中添加活性物質(zhì)，如抗氧化劑、抗菌劑、乙烯吸收劑等，以提高包裝的保鮮功能。生物聚合物薄膜為活性包裝技術(shù)提供了良好的載體。由于生物聚合物薄膜具有一定的多孔性和吸附性，可以使活性物質(zhì)緩慢釋放，從而持續(xù)發(fā)揮作用。

例如，在含有明膠的薄膜中添加天然的抗菌劑如迷迭香提取物，當(dāng)薄膜用于包裝肉類時，迷迭香提取物可以持續(xù)地抑制肉品表面的微生物生長。例如，在蘋果的包裝中，可以使用添加了乙烯吸收劑的淀粉薄膜。蘋果在成熟過程中會釋放乙烯氣體，乙烯氣體會加速蘋果的成熟和腐爛。添加了乙烯吸收劑的淀粉薄膜可以吸收蘋果釋放的乙烯氣體，從而延緩蘋果的成熟過程，延長蘋果的保鮮期。

3、智能包裝技術(shù)

智能包裝技術(shù)可以對食品的品質(zhì)變化或包裝內(nèi)的環(huán)境變化做出響應(yīng)。生物聚合物薄膜可以通過與傳感器、指示劑等智能元件結(jié)合，實現(xiàn)智能包裝的功能。

例如，將pH指示劑添加到殼聚糖薄膜中，當(dāng)包裝內(nèi)的食品發(fā)生腐敗時，由于微生物代謝產(chǎn)生酸性物質(zhì)，會使pH指示劑發(fā)生顏色變化，從而提示消費者食品已變質(zhì)。這種智能包裝技術(shù)可以提高食品的安全性和可追溯性。此外，酸奶的包裝中，也可以使用含有生物傳感器的PLA薄膜。

總結(jié)

總的來說，生物聚合物薄膜在食品保鮮包裝中的應(yīng)用是一個充滿潛力和機遇的領(lǐng)域。盡管目前面臨著成本、性能和市場接受度等方面的挑戰(zhàn)，但隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入、技術(shù)創(chuàng)新的推動以及各方合作的加強，生物聚合物薄膜有望成為未來食品保鮮包裝的主流材料。它不僅能夠為食品提供有效的保鮮解決方案，還能滿足消費者對環(huán)保、安全食品包裝的需求，并推動食品行業(yè)向更加可持續(xù)和健康的方向發(fā)展。

作者簡介：

Ranksey，從事營養(yǎng)食品保健知識與新聞科普傳播工作。