功能性可食蛋白膜研究进展

摘要

随着国家对绿色环保的高度重视，人们在绿色消费上的意识也逐渐增强，现如今，由于大量的化学材料造成的环境污染和生态环境问题已经被国际上所重视，所以，功能性可食蛋白膜因为其具有较好的阻氧性和机械性能，且同时具备易消化，营养含量丰富等特点，现如今已经被多个国家所重视研究。本文概述了功能性可食蛋白膜的成膜机理和功能特性，以及在食品中的应用和未来的发展前景，为功能性可食蛋白质膜的开发制备提供参考。

关键词：蛋白膜，功能性，可食性包装，应用；

第一章绪论

　　第1节功能性可食蛋白膜研究意义及特点

　　1.1功能性可食蛋白膜的研究意义

尽管生物高分子合成的包装材料对食品的保鲜以及储藏十分有效，但是在保藏的同时也引起了环境问题。我们每年的包装垃圾高达数千万吨，并且呈现快速增长的趋势。所以，可降解可食性的食品包装材料，引起了人们的极大关注。

可食性薄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组分分子之间相互作用，干燥之后形成的一种具有一定力学性能和选择透过性能的结构致密的薄膜[1]。可食性蛋白膜具有独特的功能性，可应用在诸多产品中起到抑制水分挥发，阻隔气体交换以及气体转移，减缓氧化进程等作用。其主要优势是在天然聚合物基质中加入抗菌剂、抗氧化剂、吸潮剂、香味剂等功能性成分，以增强食品的安全性、营养价值以及感官品质。例如，可食性降解薄膜是当前食品贮藏产业保证食品安全和质量的技术手段之一。同时可食性蛋白膜还因为其不产生包装垃圾，具有保护环境资源和绿色包装的特性，已逐渐成为未来包装发展的重点。

目前，许多的国家已经投入了大量的技术和资金用于可食性蛋白膜的应用研究。如胶原蛋白膜肠衣、巧克力薄膜、食品糖衣、包装糯米纸等已经在X、英国等国家大力推广使用。XNASA(National Aeronautics and Space Administration)和Natick实验室及其承包商也对适用于太空飞行中的可食性包装及可食性容器开展了广泛的研究工作[2]。

虽然我国近些年来也开始重视功能性可食蛋白膜的研究和生产，但是目前我国对于功能性可食蛋白膜的研究主要集中在单一原料制备上，其应用产品单一。想要研发一直能够满足多种类包装需求的功能性可食蛋白膜还需要开发更加成熟的工艺。雷桥等[3]在研究中发现，功能性可食蛋白膜作为一种极具发展潜力和应用前景的食品包装材料，在替代聚乙烯等塑料制品上具有极强的优势。例如，一些用于炖煮食品的调料包装，可将其直接放入锅中或热水中，避免拆包装，透湿性能好，能够保证食品风味，且不产生包装垃圾。

然而，复合蛋白膜的包装性能受到多种因素的影响，其中包括膜的制备条件和制备工艺、增塑剂和溶剂的性质，以及复合蛋白膜的薄厚和变性处理等。要研究制备适用于不同产品包装需求的复合可食性蛋白膜，需要对其产品包装进行独特的定向，且对其传质行为进行更加深入、科学和系统的研究。不仅需要了解其微观结构，还需要深入研究其分子特性以及溶胀特性。该研究需要结合多种学科的宏观理论知识，配合新型仪器和检测技术，是食品包装中的前沿课题。因此，功能性可食蛋白膜具有极其广阔的发展和应用前景，同时具有很高的经济价值。

　1.2 功能性可食蛋白膜的特点

功能性可食蛋白膜是以多糖、蛋白质、脂类物质等为原料制备的天然可食性物质薄膜。通过不同分子间的相互作用，添加食品增塑剂和交联剂，并且采用包裹、涂抹和微胶囊等多种形式附着于食品的表面，起到阻隔水分散失、氧气渗透等保护作用[4]。在制备的同时添加抑菌剂、营养强化剂以及不同的风味物质和香辛料，可增加功能性可食蛋白膜的活性成分。

国内外研究表明，功能性可食蛋白膜具备许多优良的性能，例如可食蛋白膜具有较强的阻湿性和阻气性能，可以减少食品中水分的散失保持食物的湿度，减少氧气的进入保证食品的厌氧环境，减少微生物的滋生和繁殖，同时还可以防止食品中风味物质的挥发和扩散。功能性可食蛋白膜还具有良好的机械性能，可以增强食品表面的机械强度，使食品在后续的加工中更便于处理。还可作为载体应用在食品防腐中，起到延长食品保质期的作用，可与食品一起食用，减少对环境造成的污染。

第二节功能性可食蛋白膜的分类

　　2.1 抑菌可食蛋白膜

在可食性蛋白膜的基础上添加抑菌剂制备复合膜；使可食性膜具备抑菌功能。明胶是一种生物高分子材料，单因素制膜功能性不强，通过与蛋白质、糖类等复合可以改善膜的机械性能[5]。因此科研工作者们经常在膜制备时加入活性剂。明胶可食性蛋白膜主要功能是隔绝气体，防止氧化和细菌的滋生。加入山梨酸钾等抑菌剂制备明胶复合蛋白膜可以有效的提高复合蛋白膜的抑菌功能。

肉桂醛（CA）是天然代谢产物，具备良好的抑菌性、抗炎性；肉桂醛主要是破坏了蛋白质膜结构从而达到灭菌的目的。张彬等[6]通过性能实验得出肉桂醛-大豆分离可食膜中，随着肉桂醛的含量逐渐增加，可食蛋白膜的抑菌性能也显著增强；在肉桂醛添加量达到3%时，就可以起到完全的阻止大肠杆菌繁殖的作用。在添加量到达4%时，可以起到抑制金黄色葡萄球菌繁殖的作用。

壳聚糖具有一定的抑菌性能，但是应用壳聚糖制备可食蛋白膜时却不具有抑菌功能。所以，在制备壳聚糖-大豆分离蛋白膜时，添加赖氨酸作为单一的抑菌剂制备功能性复合可食蛋白膜。该功能性蛋白膜对大肠杆菌具有明显的抑制效果，且添加抑制剂浓度越高，抑制效果越明显。其主要抑菌机理为破坏了细菌的细胞壁和细胞膜，增加了细菌的通过率使抑菌剂与其结合，致使菌体死亡达到抑菌目的[7]。

山梨酸钾对霉菌、酵母菌等都能起到良好的抑制作用。添加山梨酸钾制备玉米酪蛋白功能性蛋白膜，在山梨酸钾的添加量为12%时，膜的抑菌效果达到最佳，同时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果显著增强。在鱼肉保鲜实验上与对照组相比腐败速率明显降低，避免了细菌的侵害，使鱼肉表面菌落超标时间增加了4小时；证明山梨酸钾-玉米醇蛋白复合膜抑菌效果良好[8]。

香兰素又称香草醛，是一种活性化合物天然的香料；通常在葡萄、白兰地中有发现。香兰素可以调节细菌的活性，有效的抑制细菌滋生；陈默[9]研究香兰素对大豆分离蛋白膜影响时，随着香兰素的浓度增大，抑菌率也随着增大；接触表面细菌数量骤降或者无细菌存活接触即灭菌。

丁香精油具备一定抑菌功能，将制备的丁香精油加入大豆分离蛋白膜，膜具备抗菌功能。但丁香精油添加量<1.0时不能起到抑菌作用；在其添加量为4%时丁香精油-大豆分离蛋白膜可以完全抑制芽孢杆菌和大肠杆菌的生成。

　2.2 抗氧化可食蛋白膜

在可食性蛋白膜的基础上增加抗氧化剂制备复合膜；使可食性膜具备抗氧化功能。用小麦面粉中提取蛋白质作为原料制膜。小麦面筋膜有很好的韧性，可以很好的阻隔CO2和O2的通过，延长食品的贮藏时间，但是防潮防湿性能较差；所以在成膜基础上，以小麦蛋白为基材加入甘油、乳酸、山梨醇等添加剂、增塑剂改善了小麦蛋白膜的功能；加强了小麦蛋白膜的阻气性，减缓了氧化时间；使小麦蛋白膜具备了抗氧化功[10]。

虾青素具有优秀的抗氧化功能，经研究表明，虾青素的抗氧化能力远远高于B-胡萝卜素、叶黄素和番茄红素等。虾青素因为其能够稳定膜结构，降低膜的通透性，消除游离在膜内的自由基，从而具有强大的抗氧化性能。江利华[11]在虾青素抗氧化能力研究进展中研究发现：消除自由基是检测抗氧化性的重要指标，虾青素可以提高细胞的稳定性和机械程度改善膜的透过率限制氧分子的进出。虾青素可以激活膜细胞使膜具备抗氧化功能。虾青素抑制促氧化酶、增强抗氧化酶活性进展。

茶多酚是在茶叶中提取出来的天然酚类物质，具有独特的抗氧化性。孙琳琳[12]对茶多酚脱脂豆粕膜的制备与应用研究；茶多酚为水溶性物质，可直接添加到可食用成膜溶液中制备复合膜。水蒸气透过率随着茶多酚浓度不断增加而逐渐变小，在浓度为0.2%时最佳。通过观察电镜图添加茶多酚的膜空隙由原来的100μm减少到30μm，随着茶多酚浓度增大，膜的二氧化碳透过率以0.2%浓度为节点先减小后增大，增加了膜气体阻隔性抗氧化性增加；田波[13]研究茶多酚对脱脂豆粕膜抗氧化性，也验证了随着茶多酚中酚类物质与蛋白分子通过氢链结合，使脱脂豆粕蛋白液抗拉伸强度以0.2%为节点先增大后减小趋于平缓，膜的阻隔性增加抗氧化性增加。胡湘蜀[14]在茶多酚与大豆蛋白中发现茶多酚与蛋白质分子结合，蛋白质分子有疏水性茶多酚浓度越高酚羟基的含量也就越多，DPPH自由基清除能力越强，表现出很强的抗氧化性。郭丛珊等研究，添加茶多酚的大豆蛋白抑菌膜的断裂率逐渐下降，茶多酚2g/L时制备的涂膜液涂在草莓上可以起到抗氧化作用，使其腐烂程度对比空白下降了一半起到良好的保鲜作用。

迷迭香又名艾菊，其中含有鼠尾草酸是一种天然的抗氧化剂，且无毒无害、耐高温；程玉娇[15]研究迷迭香大豆分离蛋白膜，该膜的抗氧化性能主要原因在亲水性，随着迷迭香的浓度增大膜的透过率降低、膜的形态结构也会发生改变。虽然迷迭香会降低膜的致密性，增加了水蒸气透过率，但亲水基团会被其酚类物质阻止降低了膜的亲水性，从而降低了水蒸气透过率。使迷迭香同时在膜内外清除自由基达到抗氧化目的。胡晓波等在迷迭香添加量为0.15%时，防止牛肉中的脂质、蛋白质抗氧化效果最好，牛肉的水分蒸发、营养物质流失都达到了最低。

2.3 保鲜性可食蛋白膜

徐丽萍[16]将甘油添加到玉米醇蛋白中，制备玉米醇蛋白质膜。研究表明，在制膜时加入3%的甘油，膜的抗拉伸强度和阻水性最佳；加入0.1ml~0.2ml的鱼胶可以改善膜的阻湿性、透明度；通过多次正交实验在甘油添加量0.4ml、鱼胶0.1ml时，玉米醇蛋白膜的耐水性能最好，可以使食品免于水分流失导致食品贮藏期减少、新鲜度下降。

张赟彬[17]等通过添加6%的精油单体在大豆分离蛋白可食膜；实验得出该可食蛋白膜可以有效的降低冷藏肉中至少有20%的水分流失；其中丁香酚加肉桂醛的精油单体组合减少了3%的细菌菌落生成；整体上精油单体延缓了冷藏肉风味的流失，其中丁香酚的大豆分离可食膜还增加了肉的风味，很好的达到了食品保鲜。张彬[6]等加入肉桂醛在大豆分离蛋白中，加入6%肉桂醛的比空白对照组的失水率降低了10%随着时间的增加效果约明显；挥发性盐基氮是判断肉类腐败的依据之一，6%的肉桂醛的挥发性盐基氮增加了20mg/100g相比之下新鲜程度最佳。

王若兰等[18]是以谷朊粉和大豆分离蛋白为喷涂原料的可食性蛋白膜，果仁的脂肪含量高易水解、易氧化；这些是果仁保鲜的主要问题。蛋白质可食膜有较高的阻气性、阻水性。该喷涂膜覆盖在花生上脂肪酸值减少，60d后效果更加显著；过氧化值是判断果仁中油脂酸败的主要条件之一，因为果仁中的脂肪含量很高所以要避免果仁与氧气接触，谷朊粉-大豆分离蛋白复合喷涂对比发现过氧化值降低了约50。谷朊粉和大豆分离蛋白改善了果仁保鲜。

第二章功能性可食蛋白膜的成膜机理和功能特性

　　第1节功能性可食蛋白膜的成膜机理

蛋白质维持稳定结构主要依靠分子间氢键，二硫键和离子键的相互作用，运用适当方法处理蛋白质可以在一定程度上改变蛋白质分子的性质，同时改变其内部结构，使其伸展构成新的二硫键，从而形成膜的立体网状结构，且在形成立体结构的同时具有阻隔性[19]。

热处理是蛋白质形成立体网状结构的关键因素。热处理的时间以及热处理的温度均影响蛋白质的伸展程度。因此，热处理所制备的功能性蛋白膜立体机构会存在一定的差异性，因而其表现的阻隔性、机械性等功能性均有所不同。由此可见，蛋白质成膜的立体结构是影响蛋白质膜功能性好坏的关键。增加分子间作用力，使可食蛋白膜立体结构增强可以良好的改善蛋白质膜的性能[20]。

增塑剂在功能性可食蛋白膜的制备中也起到了极其重要的作用。蛋白质通常流动性较差，且蛋白质间分子结构紧密。适当添加一定含量的增塑剂能够有效改善蛋白质膜的软硬程度增塑剂沸点通常比较高，能够与蛋白质分子很好的结合，改变分子特性，使其在成膜时具有良好的溶解性。罗建峰等[21]以甘油、乙二醇、聚乙二醇和山梨醇作为增塑剂，制备了功能性可食小麦蛋白膜。通过对添加甘油的蛋白膜和未添加甘油的蛋白膜性能进行比较，研究发现添加甘油的小麦蛋白膜功能性明显改善，膜的弹性和韧性显著增强。

　第2节功能性可食蛋白膜的特性

2.1 机械性能

可食性蛋白膜可以应用在运输等过程中，因为其具有很强的机械强度，在运输过程中能够保持蛋白膜的完整性。蛋白质的种类、蛋白膜中蛋白的添加量、制备蛋白膜时溶液的pH值等都可以影响可食蛋白膜的机械强度。在目前使用的食品包装材料中，聚乙烯膜的抗拉强度为17.89 MPa，聚丙烯膜的抗拉强度为21～60 MPa，而功能性可食蛋白膜的抗拉强度可以达到6～8MPa。所以可食蛋白膜能够满足日常的包装需求同时能够在机械强度上具有一定的替代性。

田少君[22]等人研究了玉米醇溶蛋白膜中，不同种类的增塑剂对膜的机械强度的影响。研究结果表明，当甘油的添加量和聚乙二醇的添加量为3：1时，功能性可食蛋白膜的机械性能最强，所制备的蛋白膜富有弹性，能够很好的维持蛋白膜的完整性。陈义勇[23]等人在玉米醇溶蛋白质膜中添加了果胶和魔芋粉，研究结果表明，添加果胶和魔芋粉的蛋白质膜其立体网状结构更加紧密，阻水性能得到了明显的改善。郭宽[24]等将大豆蛋白质膜应用在西瓜保鲜上，研究发现其抗拉伸强度相比于对照组提高了55.7%。Banerjee[25]等人通过研究发现，利用超声波技术处理蛋白质膜可以增强膜的机械性能。Cao Na[26]等经过研究发现，在大豆分离蛋白可食膜中添加明胶，蛋白膜的机械强度随着甘油的添加量显著增大。Jangchud[27]等通过研究了不同添加剂对花生蛋白质膜的功能性的影响，研究结果表明，添加甘油后的花生蛋白质膜其增塑性最好，机械强度最佳。

2.2 阻隔性

阻隔性是影响功能性可食蛋白膜保鲜效果的关键因素。阻隔性中包含阻气性、阻油性和阻湿性。应用在食品保藏中可以起到延缓食品变质、增加食品货架期、保持食品风味等作用。

　2.2.1 阻湿性能

水分活度是影响功能性可食蛋白膜含水量的主要因素。水蒸气的透过系数可以反映功能性蛋白质膜的阻湿强度。

杨晓波[28]等对可食性花生分离蛋白膜的阻水性进行研究，研究结果表明，不同添加剂对花生分离蛋白膜的水溶性、透光率和阻湿性均有不同的影响。当添加淀粉的质量分数为2%和添加葡萄糖的质量分数为0.3%时，其花生分离蛋白膜的阻水性能最好。将花生分离蛋白膜应用在蔬菜水果的保鲜中，能够有效起到延缓水分蒸发，延长食品的货架期的作用。陈新健[29]利用小麦面筋备功能性可食蛋白膜，对膜的保鲜性能和影响保鲜性能的因素进行了研究。研究结果表明，当可食蛋白膜的pH值大于5小于11时，添加增塑剂的质量分数为1.5%时，其阻湿效果最好。任举[30]等研究了不同添加剂浓度对功能性可食蛋白膜的影响。研究结果表明，当添加剂为甘油时，且甘油的浓度为27 g /L时，功能性蛋白膜的阻湿性能最好。Tihminlioglu[31]等研究了不同添加剂以及不同浓度对玉米醇蛋白膜通透性的影响。研究结果表明，当聚乙烯含量为20%时，膜的水蒸气透过率明显下降。

　2.2.2 阻气性能

与其他可食性蛋白膜相比，功能性可食蛋白膜对氧气的阻隔性更强。梁桂兆[32]等对影响功能性可食蛋白膜氧气透过率的5种因素进行了研究。研究结果表明，功能性可食蛋白质膜的透氧率分别与膜的pH值、膜的温度、膜的浓度以及添加剂的含量等因素有关。可以通过控制不同物质的添加量，达到控制蛋白质膜的透氧率的目的，使其应用在不同种类的产品中。韩兆鹏[33]等对大豆分离蛋白膜的包装性能进行了研究。研究结果表明，不同的pH值可以制备不同透氧率的蛋白质膜。任举等研究了甘油在浓缩乳清蛋白可食性膜中的应用。研究结果表明，随着甘油的添加量不断增加，可食性蛋白膜的透氧率逐渐下降。Arunya[34]等以乳清蛋白和甘油作为添加剂，采用热缓冲的制备方法，制备功能性可食蛋白膜。研究结果表明，当甘油的添加浓度为27g/L时，蛋白质膜的阻气性能最好。

　2.2.3 阻油性能

功能性可食蛋白膜具有优良的阻油性能，并且在食品保藏中的应用十分广泛。应用在巧克力和蛋糕焙烤的工业中，能够降低食品氧化程度，减少水分散失，保持食品的风味。应用在油炸食品中，可以有效的减少食品的吸油量，增加食品的安全性和健康性。

陆一敏[35]等将谷氨酰胺转氨酶添加到大豆分离蛋白中，制备功能性大豆分离蛋白质膜。研究结果表明，将大豆分离蛋白质膜涂抹到蛋糕上，可以改善蛋糕的色泽，增加蛋糕表面光泽度，减少蛋糕水分的散失。李军[36]等通过转谷氨酰胺酶改善功能性大豆分离蛋白膜的性能，研究确定了添加剂和缓冲液的最佳浓度，使其更加使用于油炸食品，减少油炸食品的吸水性，防止油炸食品吸湿软化。

　2.3 光学特性

透光度是衡量功能性可食蛋白膜光学性能的主要指标。王翀[37]等利用谷朊粉与大豆分离蛋白制备功能性大豆分离蛋白膜，并对其制备条件进行研究。研究结果表明，当谷朊粉的添加量与大豆分离蛋白的添加量为1：4时，此时膜的透光率最佳，透光性能达到65%。赵元汇[38]等对功能性可食大豆蛋白膜的性质进行研究，研究表明，随着大豆蛋白添加量的增加，蛋白膜的透光性和雾度性都明显增加。当大豆分离蛋白的添加量为6%时，其透光性能最佳。Galus[39]等将麦芽糊精添加到大豆分离蛋白中制备功能性大豆分离蛋白膜，研究表明，当添加的麦芽糊精DE值为10.2时，蛋白质膜的通透性最佳。

　　2.4 水溶性

蛋白质具有一定的亲水性，适当是热处理可以使分子内的疏水基团间作用力加强，同时在制备蛋白质膜时添加硬脂酸和单甘脂等，可以使蛋白质膜分子间的作用力更加紧密，形成更坚实的网状结构，能够有效降低膜的通透性，降低蛋白质膜的水溶性。

马丹[40]等将7中不同种类的添加剂应用到大豆分离蛋白膜的制备中，并分别进行研究。研究结果表明。酪蛋白酸钠-大豆分离蛋白膜具有最良好的水溶性，同时蛋白质膜的机械性远远优于其他蛋白质膜。雷桥[3]等制备研究了海藻酸钠-乳清蛋白膜，并对其理化性质进行了研究。研究结果表明，随着海藻酸钠含量的不断增加，所得到的蛋白质膜的水溶性也显著增加。Ozdemir[41]等制备山梨酸-乳清蛋白膜和蜂蜡-乳清蛋白膜，并对两种膜性能进行比较。研究结果表明，当山梨酸和蜂蜡的添加量分别为3.9%和0.9%时，山梨酸-乳清蛋白膜的水溶性远远大于蜂蜡-乳清蛋白膜。

　2.5微观结构特性

功能性可食蛋白质膜的微观结构是表明膜机械性能的重要因素，而蛋白质膜的微观机构受到制备过程中多种因素的影响。Ogale利用电镜扫描观察大豆分离蛋白膜的微观结构。扫描发现，当大豆分离蛋白膜表明光滑时，则蛋白膜的具有较大的脆性；蛋大豆分离蛋白膜的表明粗糙且凹凸不平时，蛋白膜质地较柔软，具有较强的韧性。Krochta[42]通过电镜扫发现，添加了山梨醇的乳清蛋白膜的横截面存在微孔，裂缝和孔洞等结构性的缺陷会破坏膜的阻隔特性，而抽真空是一种去除气泡的理想方法。

　第3章功能性可食蛋白膜在食品中的应用和发展趋势

　　第1节功能性可食蛋白膜在食品中的应用

　　1.1 在果蔬保鲜中的应用

果蔬可以提供人体所需的维生素、矿物质无机盐等物质，富含消化酶和膳食纤维，非常有助于在大鱼大肉的节日帮助调理肠胃、预防便秘、解决积食等问题。但果蔬日常的运输贮存损耗很大高达至20%-30%，因此可食性膜对果蔬保鲜时长、营养流失有重大意义。在运输过程中，影响果蔬新鲜的主要原因就是周围空气环境中的CO2、O2气体含量，通过控制降低O2浓度提升CO2浓度来保持果蔬的新鲜品质延长其保质期。

刘永[43]等对丁香酚/大豆蛋白膜对圣女果保鲜效果的研究：添加0.3%的丁香酚蛋白膜可以降低水蒸气的透过率、降低组织液的流失、减少了细菌的滋生、抑制圣女果的无氧呼吸。阻碍了圣女果淀粉的降解和果胶质的转化缓解了圣女果的软化。圣女果VC含量随着成熟而增加，在到达临界点时下降丁香酚可以缓解圣女果的成熟和因氧化而流失的VC。

马丹等研究得出：由于可食性大豆蛋白膜具备良好的隔氧性能，降低了西瓜中的番茄红素的氧化分解（番茄红素有很强的抗氧化性，可以清除西瓜中的自由基），延长了西瓜的贮存时间。

张毓琛[44]研究发现：TiO2-大豆蛋白复合膜阻湿性较强，降低了水蒸气透过率，膜的防腐效果越好。除了防止水分流失该复合膜的抑菌效果也比普通可食性膜强，草莓的腐败速度明显降低。

张雪娜[45]将功能性可食蛋白膜涂抹在荷兰瓜上，使其保持良好的口感和色泽。在保藏三天后，与对照组相比，涂抹组的失水率仅为15%。研究结果有效证明了蛋白膜具有良好的保鲜性能。

1.2 在肉制品加工与保鲜中的应用

在目前的生产加工中，胶原蛋白膜已经成功应用到肉制品的贮藏中。胶原蛋白膜肠衣已经替代了原本的较厚的肠衣应用在香肠的生产中。何慧等[46]在制备玉米醇溶蛋白质膜时，添加了不同的增塑剂，并确定了蛋白质膜的最佳配方。当虫胶的添加量为0.3%时，能有效延长肉制品的保藏期限，对腊肉和香肠等肉制品具有良好的保鲜作用。曾丽萍等[47]将壳聚糖添加到乳清蛋白膜中，制备成可食性复合蛋白质膜。研究发现，壳聚糖-乳清蛋白膜能够明显抑制微生物的繁殖，有效延长肉制品的保藏期限，同时还能起到抑制肉食品汁液流失的作用。

　1.3 在油炸和焙烤食品中的应用

可食性蛋白膜具有优良的阻油性，目前市场上所售卖的即食食品有很大一部分是油炸食品。选择适当的可食性蛋白质膜对油炸制品进行预处理，可以有效降低食品中的含油率，增加食品的营养。Holownia将功能性可食蛋白膜涂抹于炸鸡表面，研究发现涂膜后的炸鸡其吸油率远远小于未涂膜的炸鸡。同时若选择适当的添加剂应用到蛋白质膜中，可以大大减少耗油量，并且能够延长油的使用寿命。

将功能性可食蛋白膜应用到烘焙食品表面，不但可以改善食品风味，还能够改善食品成色，使食品外观光滑，有光泽。例如将功能性小麦蛋白质膜应用到的鸡蛋上，代替传统的鸡蛋膜，不但可以抑制微生物的繁殖，还起到保鲜阻隔水分散失的作用。

　1.4 在糖果食品中的应用

当糖果制品中含有巧克力和花生酱时，随着储存时间的增加糖果内的油脂产生向外渗透的作用，造成糖果变干开裂，同时还会使添加巧克力的糖果产生反霜现象营养食品的风味和口感。将果胶、阿拉伯胶等添加到可食蛋白膜中对糖果进行涂膜，可以有效解决这一问题。研究发现蛋白膜包裹后的含油脂类糖果可以在高温下储藏长达四十多天。同时，功能性可食蛋白膜还能起到防止糖果吸湿软化，长久的保持糖果的风味和硬度的作用。李文静等将阿拉伯胶添加到玉米醇溶蛋白中制备可食蛋白膜，利用蛋白膜良好的阻水性能和阻气性能对糖果起到保鲜的作用。

在我国目前的研究中，通常将海藻酸钠和壳聚糖添加到玉米蛋白中制备功能性复合蛋白质膜。将这种复合蛋白质膜应用到糖果包装、方便食品的包装以及肉制品包装中，可以大大减少水分的散失、阻隔氧气的进入、抑制微生物的繁殖和增长，能够有效延长食品的货架期。

1.5 在水产品的保鲜的应用

水产类食品是优质蛋白质和维生素的等营养物质的良好来源，但是水产食品保鲜困难，其中所含的营养物质极易在运输和储存中分解流失，其产生的醛类和酮类物质也会影响食品风味。除此之外，由于现在水污染情况比较严重，导致水中微生物含量增多，也增加了水产生物含菌的数量，在运输和储藏过程中受到环境影响，极易产生致病菌。廖丹等将茶多酚应用到大豆蛋白膜的制备中并对膜的保鲜效果进行研究。研究结果表明茶多酚功能性可食蛋白膜对鱼类产品能起到明显的保鲜效果，当茶多酚的添加量为0.1%时，其保鲜效果最佳。

Yvonner利用乙酰丹甘和乳清蛋白制备功能性复合蛋白质膜，并利用蛋白质膜对大马哈鱼进行包裹。结果表明，乳清蛋白功能性复合蛋白质膜能够有效减少鱼肉的水分散失，在贮藏的前三周其水分散失减缓56%。

毕会敏[48]在制备大豆蛋白质膜时，添加了15%的花青素得到功能性复合大豆蛋白膜，经测定添加花青素的大豆蛋白膜可以增加自由基的消除速率，提升功能性蛋白质膜的抗氧化性，能够有效防止鱼肉氧化变质。

1.6 在蛋类食品上的应用

蛋类食品含有多种的营养物质，能够满足人体所需要的氨基酸和蛋白质，且蛋类的氨基酸组成成分与人体氨基酸组成成分大致相同，生物学价值高达95分以上。

陈志周[49]等将大豆分离蛋白膜应用在鸡蛋的保鲜上。研究结果表明，大豆分离蛋白膜包裹后的鸡蛋，其保鲜时间至少延长2周。通过对保藏6周后的鸡蛋进行理化性质测定，得出当大豆分离蛋白的添加量为6%时、甘油的添加量为3%时，TG酶的添加量为0.2%时，大豆分离蛋白膜对鸡蛋的保险作用最好。

赵敏等研究发现大豆分离蛋白膜有良好的阻水性和疏水性，可以延长鸡蛋的贮藏时间。通过实验研究发现，经过大豆分离蛋白涂膜液的鸡蛋的失重率、蛋黄营养流失都比未涂膜的鸡蛋流失量低。证明了大豆分离蛋白膜至少可以延长鸡蛋两周的贮存时间。

　第2节功能性可食蛋白膜在食品中的发展趋势

　　2.1 复合可食蛋白膜

目前对于功能性可食蛋白膜的研究主要集中在用单一的原材料制备蛋白质膜，所以得到的功能性可食蛋白膜其功能性质通常比较单一，使蛋白质膜的应用受到了一定的局限性。所以具有多种功能性且性能良好的复合可食蛋白质膜是未来的研究方向。功能性复合可食蛋白膜通常以蛋白质为基质，加入多种添加剂和增塑剂，以及多糖类等物质复合作用，结合不同添加剂的优点来改善膜性质，增加蛋白质膜的功能性。使蛋白质膜在原有的基础上增加不同的功能特性，满足多种行业的应用和生产[50]。

2.2 多功能可食蛋白膜

多功能可食性膜是未来可食性膜发展的趋势之一，膜的应用将不只局限于即食食品。可利用乳化剂和疏水性物质作为蛋白膜制膜液，同时添加不同种类的防腐剂和增塑剂，以及添加适当的酶。将这种功能性复合可食蛋白膜涂抹于食品表面，待其干燥后会形成一层透明且致密的薄膜。能够有效阻挡湿气、减少水蒸气的透过率、防腐防霉保持食品的风味。

2.3 可降解人造肠衣

目前市场的香肠肠衣主要应用尼龙肠衣和聚氯亚乙烯肠衣等，这些肠衣通常不可食用，但是普遍具有机械强度大、耐高温性能强和伸缩性能好等特点。通过近些年的不断研究，人造可食蛋白质膜肠衣出现在市场上。目前主要应用在食品上的肠衣有Naturin和Devro两种。这两种人造可食蛋白膜肠衣通过胶原蛋白改性制备而成，具有较强的机械性能和良好的伸展力，以及耐湿耐高温等优秀特点，目前已经在国外投入使用[51]。

　2.4 微胶囊化技术

微胶囊化技术在功能性可食蛋白膜的包装应用中起到重大的作用。微胶囊技术在材料的选择和制备技术上与蛋白质膜相同。将蛋白质膜微胶囊化应用在食品上，可以更紧密的包裹食品，使易挥发的香料物质变得不易挥发。例如，加入一定量的芳香烃类物质制备蛋白质膜，并将蛋白膜应用在调料包装上，能够保持香料味道数月不散失。同时还能够提升调料的抗氧化性和阻湿性，增强其稳定性保证香料不受外界因素影响。

　2.5 其他物质的载体

功能性可食蛋白膜不但可以应用在食品包装上，同时还可以作为一种载体。例如，将山梨醇和山梨酸钾等抗菌物质添加到功能性可食蛋白膜中，能够使蛋白膜不仅具有保鲜性能，同时还具有抗菌性能；将溶菌酶和乳链球菌添加到功能性大豆分离蛋白膜中，可以作为一种食品添加剂来提高食品的抑菌性和抗氧化性，保持食品的品质。

2.6 高科技发展方向

与目前人们所研究的高分子材料相比，将功能性可食蛋白膜应用到食品包装中依然具有一定的局限性，现如今暂时还不能完全替代塑料和聚乙烯膜在食品包装中的应用。但是，功能性可食蛋白膜的研究和发展离不开高科技的支持。所以无论利用天然原材料制备功能性可食蛋白膜还是利用微生物合成功能性可食蛋白膜，都需要不断地应用高科技进行大量的研发工作。在未来的研究中，利用先进技术和高科技手段制备功能性可食蛋白质膜，将是未来食品安全领域的一个热门研究。

结论

随着人们的生活水平不断提高，对食品健康和食品安全也逐渐被人们所重视。而功能性可食蛋白质膜由于其具有多种优良的性能，从而受到各行各业的关注。在现阶段的研究中，功能性可食蛋白膜的性质扔存在些许不足。例如，蛋白膜的收缩性较差、制备蛋白膜的成本较高，所以在工业应用上并不广泛。但是近年来随着一些发达国家的不断研究，制备功能性可食蛋白膜新技术也不断被研发。采用天然的原材料，添加各种不同的增塑剂来提升功能性可食蛋白膜的包装特性，更好的完善膜的防腐性能、抑菌性能以及抗氧化性能等。

目前我国对于功能性可食蛋白膜的研究暂时处于起步阶段，在功能性可食蛋白膜的制备上和提高功能性可食蛋白膜的性能上还需要展开大量的研究工作。功能性可食蛋白质膜最终将会被市场认同，并且朝着高科生产方向上不断前进。

参考文献

[1] 胡熠，唐艳，周伟等，可食性明胶复合膜及其在食品包装上的应用研究进展 [J]，食品工业科技，2017，38(20)：341-346

[2] 张彬，江娟，肉桂醛-大豆分离蛋白可食膜的抑菌及其对冷鲜猪肉的保鲜 [J]，食品科学，2011，32(S1)：106-112

[3] 张小涵，可食性壳聚糖-大豆分离蛋白抑菌膜的研制 [D]，沈阳农业大学，2019

[4] 王凯，李巍，吴考等，山梨酸钾对魔芋葡甘聚糖/玉米醇溶蛋白复合膜的性能和抑菌效果的影响 [J]，食品工业科技，2017，38(11)：276-280

[5] 陈默，胡长鹰，王志等，香兰素对大豆分离蛋白膜抗菌作用的影响 [J]，包装工程，2008(10)：83-85

[6] G.Y. Chen and Q. lei. Research on Preparation and Properties of Edible Composite Protein Films[M]. Applied Mechanics and Materials. 2011, (87): 213-222

[7] 江利华，柳慧芳，郝光飞等，虾青素抗氧化能力研究进展[J]，食品工业科技，2019，40(10)：350-354

[8] 孙琳琳，茶多酚脱脂豆粕膜的制备与应用研究[D]，东北农业大学，2017

[9] 田波，孙琳琳，岳莹等，茶多酚对脱脂豆粕膜性能及抗氧化性的影响[J]，食品工业科技，2018，39(02)：234-239

[10] 胡湘蜀，茶多酚组分解析及其与大豆分离蛋白相互作用的研究[D]，江南大学，2015

[11] 程玉娇，应丽莎，李大虎等，迷迭香大豆分离蛋白膜的制备及其性能[J]，食品科学，2014，35(22)：33-38

[12]徐丽萍，李笑梅，马会来，可食性玉米醇溶蛋白保鲜膜的研究[J]，粮油食品科技，2000(03)：32-33

[13] 张赟彬，王景文，彭军，不同精油单体的大豆分离蛋白可食膜对冷鲜猪肉的保鲜效果研究[J]，中国食品学报2012，12(12)：72-77

[14]王若兰，卞科，许时婴，植物蛋白可食膜果仁保鲜效果的研究[J]，郑州工程学院学报，2002(03)：19-22

[15] 王翀，张春红，赵前程等，可食性蛋白质膜的研究进展[J]，农业科技与装备，2008(01)：50-52

[16]贾云芝，陈志周，可食性大豆分离蛋白膜研究进展[J]，包装学报，2011，3(03)：70-74

[17] 罗建锋，田少君，增塑剂对可食性小麦蛋白膜性能的影响[J]，郑州工程学院学报，2003(02)：35-38

　致谢

二十载求学路将尽，行文至此，思绪万千。求学之路始于家乡，辗转绥化，而今终于完结。一路行之如人饮水，冷暖自知。

落其实者思其树,学其成时念吾师。未曾及冠之年，幸得恩师崔洋等传道授业解感，更习得温、良、恭、俭、等品行，无以为报，揖礼还授，而今蒙受老师点拨指导之恩，方能作此文。经师易遇，人师难遇。微微寸心难报之。

年年遇人,人遇去去，遇遇至散散。每忆同行之挚友，轻重自在心头。思年少青春岁月，怀逸兴，畅聊彻夜至天明。携清风，共赏人间山河远阔。而今留此片言只语托尺素，情长纸短聊表相思。愿有岁月来日再聚首，故人相聚也自有方。

而今天涯去，故园仍在桃李灼灼春风里，余自当博学而日参省乎己，力求知明而行无过，以报恩师家长栽培之情。

文毕，且祝诸君平安喜乐，万事顺意。