随着“双碳”战略的推进,绿色、环保、低碳的生活方式深入人心,消费者对食品安全、健康的需求不断增长,开发可食用包装膜成为近年来食品包装的研究热点[1]。关于淀粉基可食膜的研究,国外在20世纪50～60年代已有文献报道,国内研究相对较晚[2]。淀粉作为一种天然多糖,具有来源广泛、价格低廉、成膜性好等优点,使其成为可食膜基质的重要选择[3]。然而,纯淀粉基可食膜通常具有非均质的微观结构,导致其脆性大,阻水性能和机械性能不理想,内装食品易受潮、形变[4]。近年来,研究人员通过淀粉改性、优化成膜技术、添加其他基质共混等方式改善其性能,以满足不同食品包装的要求[5]。其中,在淀粉中添加其他基质复配的方法,因其广泛的适用性受到了多方面的应用与探索[6],用于淀粉基复合可食膜的复配基质有多糖、蛋白质、脂质等[7]。
成晓祎等[8]以大豆球蛋白和马铃薯淀粉为成膜基质,按照不同比例制备大豆球蛋白-马铃薯淀粉可食膜,结果表明,相比纯马铃薯淀粉膜,大豆球蛋白-马铃薯淀粉可食膜的抗拉强度显著增加,由1.35 MPa增加到3.61 MPa。FU等[9]以不同比例的玉米淀粉和银耳多糖为成膜基质制备复合可食膜,结果表明,银耳多糖比例的增加使复合膜断裂伸长率显著提高,抗拉强度降低。由此可见,通过复合不同成膜基材,实现优势互补,可制备综合性能更好的复合膜,以满足不同应用场景下的包装需求。
综合前期可食膜的相关研究,主要集中于介绍淀粉与其他基质复合可食膜的成膜材料以及相关应用,研究表明利用淀粉基复合可食膜作为食品包装,可以有效地将食物隔绝于周围环境,减少营养成分和风味物质的流失,避免微生物引起的食品污染,从而对食品起到保鲜作用。本文对常见淀粉膜基进行对比分析,旨在探究不同来源淀粉对淀粉基复合可食膜性能的具体影响,阐述了淀粉基复合可食膜的制备方法及其优缺点,创新性提出将淀粉基膜分别与多糖、蛋白质、脂质复配,应用于方便食品、生鲜肉类、果蔬保鲜三大食品包装领域,综述各领域相关研究与应用成果,探讨如何协同以提升淀粉膜的综合性能,展望了淀粉基复合可食膜未来发展方向,以期为淀粉基复合可食膜在食品包装领域的进一步研究提供理论基础,为食品包装及保鲜提供新的研究思路。
1 淀粉种类
淀粉是自然界中常见的α-D-吡喃葡萄糖分子聚合而成的天然多糖[10]。目前食品包装用淀粉来源主要是玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉和绿豆淀粉[11]。淀粉从结构上分为直链淀粉、支链淀粉2种,两者的比例会影响由这些淀粉原料制成的薄膜的性能[12]。直链淀粉呈线性,流动性更好,更容易形成致密的结晶,干燥后的淀粉网状结构更紧密[13]。因此,当膜中直链淀粉的含量占比上升时,所制备的淀粉膜抗拉强度越高,断裂伸长率越小,如表1所示。此外不同品种的淀粉作物以及它们的生长条件也会影响淀粉原料的晶体结构、分子质量大小和淀粉颗粒的结构与尺寸,这些因素均对薄膜表现出的抗拉强度、断裂伸长率等性能有影响[14-15]。
表1 不同淀粉膜的力学性能[16]
Table 1 Mechanical properties of different starch films[16]
淀粉种类直链淀粉质量分数/%抗拉强度/MPa断裂伸长率/%高直链玉米淀粉7056.86豌豆淀粉3426.513.2玉米淀粉2723.514.3马铃薯淀粉1417±620±4绿豆淀粉3019.0±2.242.2±7.7甘薯淀粉1712.1±0.779.4±9.2
LI等[17]对4种含有不同比例直链淀粉和支链淀粉的玉米淀粉膜的力学性能进行了对比分析,结果表明,高含量直链淀粉膜展现出较高的弹性模量和抗拉强度。因此,在淀粉基复合可食膜的制备中,研究人员可选用高直链含量的淀粉原料。此外,因淀粉的低耐水性和高脆性,在实际食品包装中的应用中仍有一定局限[18],研究人员将淀粉与其他基质混合,采用不同的方法制备淀粉基复合可食膜,取得了良好进展[19-20]。
2 淀粉基复合可食膜的制备
鉴于不同制备方式背后成膜机制的差异,所得淀粉基复合可食膜各自展现出独特优势,并在食品包装领域内有着不同的应用领域,例如,溶液浸泡涂层法较适宜于果蔬保鲜[21]。当前常用的制备方法有溶剂浇铸法、注塑成型法以及挤出成型法。
2.1 溶剂铸造法
目前制备淀粉基复合可食膜最常用的实验室方法是溶剂铸造法,如图1所示。溶剂铸造法是一种简单、成熟的湿法制备方法[22],其主要流程为:首先将糊化后的淀粉与其他基质混合均匀为成膜溶液,脱气消泡,其次将溶液浇铸在培养皿或亚克力板等模具中,通过控制溶液的用量来调节膜的厚度,接着,在一定温度下进行干燥,时长为6～48 h,最后将薄膜从模具中剥离[23];TONGDEESOONTORN等[24]以抗氧化剂槲皮素、木薯淀粉与明胶为成膜基质,在80 ℃的蒸馏水中混合溶解,同时添加质量分数为30%的甘油作为增塑剂,随后,将成膜溶液浇铸于聚四氟乙烯平板上,并在25 ℃下干燥24 h制得具有抗氧化活性的淀粉基复合可食膜;OCHOA-YEPES等[25]将淀粉、甘油和扁豆蛋白均匀混合制得成膜溶液,于80 ℃下加热20 min至完全凝胶化,真空脱气,浇铸于模具中,再于50 ℃干燥24 h后制得淀粉基复合可食膜。虽然溶剂浇铸法操作简便,但由于成膜溶液含水量高、干燥时间长、能耗高,因此主要适用于实验室操作,难以实现大尺寸、大规模生产[26],研究人员还需投入大量的精力来突破其局限性,以实现稳定和经济高效的薄膜生产。
图1 溶剂铸造法示意图
Fig.1 Diagram of the solvent casting method
2.2 注塑成型
注塑成型是一种淀粉与共混组分加热熔融后高压注射至封闭的模腔来制造薄膜的热塑性干法加工方法[27]。注塑成型主要流程为注射充模、冷却和脱模,如图2所示。注射压力、保温时间和桶温为注塑成型的关键参数。COLLAZO-BIGLIARDI等[28]使用注塑成型的方法制备了一种玉米淀粉薄膜,将纤维素掺入玉米淀粉溶液中,在160 ℃下以3 MPa的注射压力持续2 min,然后将压力调整为13 MPa,再持续6 min,随后注射至密封模具中,最后冷却固化,脱模制得薄膜;YANG等[29]首先将玉米淀粉于80 ℃下干燥12 h以去除水分,随后与添加剂混合,通过双螺杆挤出机熔融,螺杆转速为40 r/min。注塑时,注射压力调至30 kN,从进料口到喷嘴区域的阶段温度分别设置为170、180、185、180 ℃,而注塑成型模具温度设置为50 ℃。注塑成型以其简短的成型周期、高生产效率、低成本、易自动化以及能够一次性成型复杂制品的特点,在淀粉基复合可食膜的大规模生产中发挥着重要作用。
图2 注塑成型和挤出成型工艺对比图[27]
Fig.2 Contrast of injection molding and extrusion molding[27]
2.3 挤出成型
挤出成型法是在高温加热的条件下使用螺杆挤出机对淀粉、其他物质和增塑剂等干料进行熔融,使混合材料在较少水分状态下实现熔融-糊化-膨胀-分解-再结晶化的多重相转变,随后被推到不同模头上挤出,再冷却成型制备淀粉基复合可食膜的一种热塑性干法加工方法[30],如图2所示。此方法生产效率高,在工业化生产中应用较多,但混合材料挤出过程中会经历多重相转变,这些转变增加了挤出成型的复杂性,因此需要精确控制加工条件以确保淀粉膜性能[31],HERNIOU-JULIEN等[32]等以醋酸纤维素、玉米淀粉和辛酸铬(食品级催化剂)为原料,在双螺杆挤出机中进行熔融混合,随后,利用自动造粒机制备颗粒,将所得颗粒在液压机中于130 ℃和5 MPa的压力下加热10 min,并进行冷却循环至室温,以形成淀粉基复合可食膜。此外在重复的挤出工艺中,由于机械剪切力和高温环境的共同作用,混合材料中的一些基质可能会经历分子链的断裂或结构的变化,从而发生降解[33],因此该方法适用于热稳定性强的成膜基质。如ESTEVEZ-ARECO等[34]采用挤出成型法以淀粉、甘油、迷迭香提取物为成膜基材制备淀粉基复合可食膜,发现迷迭香提取物的抗氧化活性保持较好,且在复合膜的缓释效果良好。
3 淀粉基复合可食膜应用研究进展
单一淀粉薄膜存在机械强度、热稳定性和气体阻隔性能较差,以及耐水性较弱和功能特性较为单一等问题[35],这些缺陷限制了其在食品包装薄膜生产中的广泛应用。除了选用高含量直链淀粉和适宜制备方法外,研究人员还将其他基质与淀粉进行复配[36],以达到对淀粉膜性能针对性强化的目的。本研究关注复配膜基质的作用机理,其与淀粉膜协同作用的效果,从实现包装功能性角度出发,提出将淀粉分别与多糖、蛋白质、脂质复配,应用于方便食品、生鲜肉类、果蔬保鲜三大食品包装领域。
3.1 淀粉与多糖复配及其在方便食品包装中的应用
3.1.1 淀粉与多糖
多糖类成膜基材主要包括壳聚糖、纤维素、海藻酸钠、魔芋葡甘聚糖、淀粉等,即淀粉本身也属多糖。大量研究表明,在淀粉中添加非淀粉多糖,或者将不同来源淀粉复配,可改善淀粉膜的包装性能[37]。这些多糖因其独特的结构特性,能够有效提升淀粉膜在阻隔湿气与氧气等方面的性能。如海藻酸钠是一种中性多糖,可以通过与钙离子交联形成稳定的水凝胶网络结构,这种结构有助于提高膜的阻湿性[38];淀粉中的羟基与羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)中的羧基间发生交联反应,以增强膜的耐水性和力学性能;TAVARES等[39]通过添加CMC使玉米淀粉膜的抗拉强度由17.3 MPa增至32.1 MPa,同时扫描电镜显示淀粉与CMC结合界面均匀致密,淀粉的羟基与CMC羧基间的相互作用降低了水分子迁移能力;氢键作用于淀粉羟基与壳聚糖氨基之间,能够提升复合膜的防水性、机械性能和氧气阻隔能力,同时减少水蒸汽透过率[40-41];蒋悦等[42]将玉米淀粉和壳聚糖进行复配,所得复合膜的抗拉强度和透光率均变大。淀粉-多糖复合可食膜在阻湿性和阻氧性方面表现较好,对防止方便食品包装的内装物组分间的水分和其他物质的迁移有一定的抑制作用,因此其在方便食品包装中的应用较多。
3.1.2 淀粉-多糖复合可食膜在方便食品包装中的应用
针对豆奶粉、粉料包、脱水蔬菜、油料包等方便食品包装冲泡后还需处理废袋的问题,许多研究者利用淀粉和多糖类材料制备了可食性复合膜,增强了消费者使用的便捷性,并确保豆奶粉、调味品等包装内容物得到充分的利用。同时由于添加多糖类物质,淀粉基可食性膜被赋予优异的柔韧性、阻湿性、抗氧化等功能特性,因此对水、氧有一定的阻隔能力,进而能够抑制内装物氧化变质[43]。
如表2所示,王海燕等[44]以3%的玉米淀粉,2%的海藻酸钠,1.25%的豆渣,3%的羧甲基纤维素和2%的甘油(均为质量分数)制膜,复合膜颜色略黄,抗拉强度达9.20 MPa,应用于方便面内包装,在确保食品品质的同时,也能直观地向消费者展示食品的自然外观;CHEN等[45]以羟丙基玉米淀粉、纤维素、甘油为原料制备了方便面调料包膜袋,该膜在室温25 ℃和相对湿度20%条件下,具有良好的机械性能,抗拉强度可达36 MPa,水蒸汽透过率<5.8 g/m2h,可在热水冲泡时溶解于面汤里;RATCHAWET等[46]制备了香蕉淀粉-魔芋淀粉基可食膜应用于方便面汤料包中,研究显示,以质量分数为4%的香蕉淀粉、质量分数为0.5%的魔芋淀粉、体积分数为20%的甘油所制备而成的复合膜,厚度均匀,测试指标良好,能有效阻止油包泄露和氧化;申志翔[47]以玉米淀粉、小麦淀粉为主要成膜基材,研究了淀粉基复合可食膜包装豆奶粉的稳定性,结果显示,在4 ℃、-18 ℃和40%湿度条件下贮存的豆奶粉品质保持较好。淀粉与多糖类复合可食膜在方便食品包装中的应用前景良好,然而防止内包装粉料的吸湿结块和控制包装袋内空气及氧气防变质是保证内装物品质的关键。因此,未来研究应着重于提升淀粉-多糖复合可食膜的机械性能与阻隔性能,尤其是膜的贮藏稳定性,以保障其包装特性,从而确保产品质量。
表2 淀粉-多糖复合可食膜在方便食品包装中的应用
Table 2 Application of starch-polysaccharide edible composite films in convenient food packaging
基质材料多糖种类成膜方法包装食品应用效果参考文献玉米淀粉海藻酸钠、羧甲基纤维素溶剂铸造法方便面调料抗拉强度增大,使得膜袋坚韧[44]羟丙基玉米淀粉纤维素溶剂铸造法方便面调料机械性能显著提升,符合包装膜袋要求[45]香蕉淀粉魔芋淀粉溶剂铸造法方便面调料提高了阻氧性,能有效阻止油包泄漏和氧化[46]玉米淀粉小麦淀粉挤出成型法豆奶粉提高了阻湿性,防止内装豆奶粉吸湿结块[47]
3.2 淀粉与蛋白质复配及其在生鲜肉类包装中的应用
3.2.1 淀粉与蛋白质
常见的蛋白质种类有乳清蛋白、大豆蛋白、小麦蛋白、明胶以及玉米醇溶蛋白等,在淀粉膜中添加蛋白质以提高膜的耐水性和阻隔性。蛋白质含有多个疏水侧链,淀粉的羟基基团可以与这些疏水侧链相互作用,形成氢键,这使蛋白质分子折叠成更紧密的结构,从而增强膜的稳定性[48],同时也保证了淀粉与蛋白质复合膜加工成型过程中的力学性能。如酪蛋白酸钙可降低淀粉膜的结晶度,增强其柔韧性[49];玉米醇溶蛋白展现出优异的生物相容性特性,能够制备出既坚韧又平滑,同时具备良好疏水性的膜层[50];选用质量分数为80%的淀粉与质量分数为20%的乳清蛋白所制备的复合膜,疏水性较好[51];WANG等[52]制备了一种以淀粉、脂肪酸及β-乳球蛋白为核心成分的复合膜,这3种组分通过相互作用,形成了稳定的三元V型晶体复合物,显著提升了该复合膜的机械性能。淀粉-蛋白质复合可食膜在低湿环境下还可阻隔油脂和氧气[53],进而抑制肉类食品因微生物繁殖而质变,其在肉类食品包装中有较多应用。
3.2.2 淀粉-蛋白质复合可食膜在生鲜肉类包装中的应用
在流通与贮藏环节中,肉类食品中的蛋白质和脂肪极易遭受微生物、酶及氧气等不利因素的侵袭,这不仅会大幅降低其食用价值和商品价值,还会导致货架期显著缩短,并增加罹患食源性疾病的风险。由于添加蛋白质类物质,淀粉基薄膜被赋予优异的阻隔性能,可以抑制肉制品中微生物的增长,延长生鲜肉类的货架期。
如表3所示,CHOLLAKUP等[54]将肉桂精油和红毛丹提取物作为活性物质加入乳清蛋白/木薯淀粉基质中制备复合膜并用其包裹萨拉米香肠,结果表明,在室温条件下贮藏10 d后,实验组的色泽和感官特性始终优于对照组;MORENO等[55]以含有活性物质的乳铁蛋白、溶菌酶与马铃薯淀粉为主要成分制备复合膜并对猪肉沫进行保鲜测试,结果表明复合膜的抗氧化性能好,使得猪肉沫中的肌红蛋白较少与氧气结合,延缓肉类品质的变化,达到较好的保鲜效果;TONGDEESOONTORN等[24]以明胶和木薯淀粉为基材、槲皮素为功能性添加剂,成功制备槲皮素/明胶/木薯淀粉复合膜并将其用于猪肉片的保鲜,在贮存过程中通过测定脂质过氧化值(peroxide value,PV),以记录复合膜对脂质氧化的影响,15 d后,未涂膜组的PV从5 meq/kg增加到15 meq/kg,表明其发生了酸败,而涂膜组的猪肉片样品在15 d后,PV含量并没有明显增加,表明该复合膜可以显著延缓猪肉片的氧化;根据需求可在淀粉与蛋白质类可食性复合膜中添加相应的材料增强指示功能,当食品的感官品质发生变化时,淀粉膜的颜色会随之改变[56],NASCIMENTO ALVES等[57]在青香蕉淀粉/明胶膜中加入红甘蓝提取物,用于指示羊肉的质量变化,消费者可根据薄膜颜色选择新鲜的羊肉。生鲜肉类等食品还面临冷藏和冷冻等贮藏环境的影响,因此,淀粉-蛋白质复合可食膜在低温环境的使用局限性与性能提升应受到研究者的广泛关注。
表3 淀粉-蛋白质复合可食膜在生鲜肉类包装中的应用
Table 3 Application of starch- protein edible composite films in meat packaging
基质材料蛋白质种类成膜方法包装食品应用效果参考文献木薯淀粉乳清蛋白溶剂浇铸法萨拉米香肠阻氧性能有效提升,保障了香肠的品质[54]马铃薯淀粉乳铁蛋白、溶菌酶溶剂浇铸法猪肉沫抑制了肌红蛋白与氧气的结合,提高了抗氧化性能[55]木薯淀粉明胶溶剂浇铸法猪肉片阻隔性能提升,减缓了脂质的氧化过程[24]青香蕉淀粉明胶溶剂浇铸法羊肉阻隔氧的效果较好,显著降低pH值,延缓颜色变化[57]
3.3 淀粉与脂质复配及其在果蔬保鲜包装中的应用
3.3.1 淀粉与脂质
脂质种类繁多,常见的油脂如脂肪酸、天然蜡如蜂蜡等,在淀粉膜中添加脂质化合物可提高薄膜的柔韧性、疏水性和内聚力[58]。脂质是一种疏水性物质,能够在淀粉表面形成一层致密的、不溶于水的薄膜,阻挡水分渗透进入淀粉颗粒内部,且两者的相互作用使淀粉分子结构改变为紧凑的V型排列,从而降低水蒸汽渗透率,使食品具有良好的贮存性能[59]。PETERSON等[60]研究了乙酰化单甘油酯添加量对天然马铃薯淀粉膜水蒸汽透过率和机械性能的影响,发现乙酰化单甘油酯含量增加会使膜增厚,10%(质量分数)添加量时膜水蒸汽透过率降低27%,但过高添加会降低膜的弹性模量、断裂应力和伸长率;LIU等[61]研究了5种饱和脂肪酸(花生酸、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸和月桂酸)对甘薯淀粉膜性能的影响,发现添加后膜结构连续均匀,且抗拉强度均有所提升;脂质的加入对薄膜阻水性的改善最为明显,但需注意脂质的加入量,过量会降低薄膜的力学性能。许多研究将其与不同性质的淀粉共混制作为可食性复合膜应用于多种食品,例如水果和蔬菜。
3.3.2 淀粉-脂质复合可食膜在果蔬保鲜包装中的应用
针对果蔬在保鲜中由于水分流失,微生物繁殖易导致腐败的问题,许多研究者添加脂类物质以赋予淀粉基薄膜优异的防潮、气体和光阻隔性能、力学性能、抗氧化和抗菌等功能特性,同时可以减少水果和蔬菜在处理和加工过程中产生的划痕和损伤,提高其光泽度。淀粉-脂质复合可食膜可减缓果蔬的细胞呼吸,抑制果蔬制品中微生物的增长,实现果蔬保鲜并延长其保质期。
如表4所示,THAKUR等[62]利用质量分数为2.5%的大米淀粉、1.5%的甘油、2%的蔗糖脂肪酸酯所制备的大米淀粉可食性复合膜应用于“克里普斯粉红”苹果的保鲜,结果表明,该复合膜能够有效抑制苹果果皮颜色的转变,减少苹果的质量损失,果实的可溶性总固体和可滴定酸度的指标良好,该复合膜能够显著延长低温贮藏条件下苹果的后熟过程;DE FIGVEIREDO SOUSA等[63]采用木薯淀粉、丁香精油为成膜基材制备出淀粉-脂质复合抗菌保鲜膜,并应用于香蕉保鲜,结果表明,添加的丁香精油对香蕉的炭疽病菌有抑制作用,并降低了果实的质量损失率和可溶性总固体的含量,减缓香蕉的果实成熟速率;THAKUR等[64]以大米淀粉、蔗糖脂肪酸酯、甘油为原料,成功制备复合膜用于香蕉的保鲜,在20 ℃贮藏条件下,与未处理对照组相比,复合膜处理组可显著降低香蕉的呼吸速率、乙烯释放量和质量损失率,且蕉体硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量变化都明显比未处理组下降缓慢,货架期可达到12 d;CAI等[65]制备了含百里香精油微胶囊的玉米淀粉-脂质复合膜,并将其应用于芒果的保鲜,结果表明,与单纯采用纯玉米淀粉膜进行芒果保鲜相比,淀粉-脂质复合膜展现出了更为卓越的保鲜性能,添加的百里香精油赋予淀粉基膜优异的防潮、气体阻隔性能及抑菌效能,有效遏制了导致芒果腐败的病菌滋生,使用复合膜处理的芒果在25 ℃的条件下,保鲜期可达10 d。果蔬采后保鲜已成为业界关注的重点,然而控制果蔬采收后乙烯催熟等微环境气体变化是保证果蔬品质的关键因素之一。同时,淀粉-脂质复合可食膜通过调节包装内部的气体成分,进而延长果蔬食品货架期的研究与应用还有待进一步深入。
表4 淀粉-脂质复合可食膜在果蔬保鲜包装中的应用
Table 4 Application of starch-lipid edible composite films in fruit and vegetable packaging
基质材料脂质种类包装食品成膜方法应用效果参考文献大米淀粉蔗糖脂肪酸酯苹果溶液浸泡涂层赋予薄膜良好的阻水和阻氧性能,减缓水分流失[62]木薯淀粉丁香精油香蕉溶剂浇铸法降低质量损失率,抑制致病菌滋生,增加抗菌活性[63]大米淀粉蔗糖脂肪酸酯香蕉溶液浸泡涂层提高了膜的抗氧化和抗菌性能,延缓香蕉的成熟速率[64]玉米淀粉百里香精油芒果溶剂浇铸法调节包装内气氛,增加抗菌活性,延长货架期[65]
4 结论与展望
由于来源广泛、价格低廉、成膜性好等优点,淀粉成为可食膜基质的重要选择。同时,由于淀粉本身的半结晶性质导致淀粉基可食膜的机械性能和阻隔性能不足。除选用高直链含量淀粉及合适的制备方法外,将淀粉分别与多糖、蛋白质、脂质复配可更好解决此问题,发挥协同作用以提升淀粉膜的综合性能,延长食品货架期。同时,淀粉基复合可食膜的制备方法尚未完全成熟。溶剂浇铸法所涵盖的工艺主要局限于实验室范畴之内,展现出其在小规模应用中的优势。尽管注塑成型与挤出成型具备实现大规模生产的潜力,然而,鉴于淀粉基复合材料相较于传统塑料具有较低的熔点温度,将现有注塑及挤出设备直接应用于淀粉基复合膜生产时面临兼容性差的问题。为了克服这一挑战,可以对设备的核心部件如模头和螺杆进行定制化调整,并精确调控加工过程中的温度参数,以确保这些设备能够较好适配淀粉基复合可食膜的生产需求;此外,在由淀粉与其他基质复配的多元膜系统中,各组分间的协同增强或减弱效应及其动态变化规律,仍需深入探究。
[1] 尚玮璇, 刘璐, 雷素珍, 等.淀粉基可食膜性能及其影响因素的研究进展[J].中国粮油学报, 2023, 38(7):249-258.SHANG W X, LIU L, LEI S Z, et al.Research progress on properties and influencing factors of starch based edible film[J].Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2023, 38(7):249-258.
[2] 贾超, 王利强, 卢立新.淀粉基可食膜研究进展[J].食品科学, 2013, 34(5):289-292.JIA C, WANG L Q, LU L X.Research progress of starch-based edible film[J].Food Science, 2013, 34(5):289-292.
[3] CHANDRA MOHAN C, RAKHAVAN K R, SUDHARSAN K, et al.Design and characterization of spice fused tamarind starch edible packaging films[J].LWT-Food Science and Technology, 2016, 68:642-652.
[4] 陶海燕, 赵丽凤.基于天然提取物制备可食用薄膜和涂层的新材料[J].食品工业, 2024, 45(5):311-316.TAO H Y, ZHAO L F.Novel materials in the preparation of edible films and coatings based on natural extracts[J].The Food Industry, 2024, 45(5):311-316.
[5] 刘颖杰.可生物降解的食品活性包装技术进展现状[J].绿色包装, 2024, (4):23-27.LIU Y J.Progress status of biodegradable food active packaging technology[J].Green Packaging, 2024, (4):23-27.
[6] 王芷静, 陈倩茜, 蔡杰.淀粉-多酚复合膜的研究进展:从功能特性到食品包装应用[J].食品科学, 2024, 45(4):336-343.WANG Z J, CHEN Q Q, CAI J.Research progress on starch-polyphenol composite film:from functional properties to food packaging application[J].Food Science, 2024, 45(4):336-343.
[7] WU Y M, WU H N, HU L D.Recent advances of proteins, polysaccharides and lipids-based edible films/coatings for food packaging applications:A review[J].Food Biophysics, 2024, 19(1):29-45.
[8] 成晓祎, 孙铭悦, 任轩雨, 等.大豆球蛋白-马铃薯淀粉可食膜的微观结构及机械性能[J].中国食品学报, 2023, 23(6):276-284.CHENG X Y, SUN M Y, REN X Y, et al.The microstructure and mechanical properties of soybean globulin-potato starch edible film[J] Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2023, 23(6):276-284.
[9] FU Z Q, GUO S X, WANG X Y, et al.Structural, thermal, mechanical, and physicochemical properties of corn starch and Tremella fuciformis polysaccharide based composite films[J].Starch-Stärke, 2022, 74(3-4):2100255.
[10] REDDY M M, VIVEKANANDHAN S, MISRA M, et al.Biobased plastics and bionanocomposites:Current status and future opportunities[J].Progress in Polymer Science, 2013, 38(10-11):1653-1689.
[11] MA X F, CHANG P R, YU J G, et al.Properties of biodegradable citric acid-modified granular starch/thermoplastic pea starch composites[J].Carbohydrate Polymers, 2009, 75(1):1-8.
[12] 张晓晓, 黄丽婕, 陈杰, 等.淀粉基食品包装膜材料的研究进展[J].包装工程, 2018, 39(3):83-88.ZHANG X X, HUANG L J, CHEN J, et al.Research progress of starch-based food packaging film[J].Packaging Engineering, 2018, 39(3):83-88.
[13] LUCHESE C L, RODRIGUES R B, TESSARO I C.Cassava starch-processing residue utilization for packaging development[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 183:2238-2247.
[14] BASTIOLI C.Properties and applications of Mater-Bi starch-based materials[J].Polymer Degradation and Stability, 1998, 59(1-3):263-272.
[15] 张玲, 韩基明, 丁卫英, 等.不同品种糯玉米淀粉特性的比较研究[J].中国调味品, 2021, 46(12):6-13.ZHANG L, HAN J M, DING W Y, et al.Comparative study on the properties of different kinds of waxy corn starches[J].China Condiment, 2021, 46(12):6-13.
[16] 谌小立, 赵国华.影响可食性淀粉膜性能的因素研究[J].食品与发酵工业, 2008, 34(2):100-103.SHEN X L, ZHAO G H.Study on the factors on the performance of edible starch films[J].Food and Fermentation Industries, 2008, 34(2):100-103.
[17] LI M, LIU P, ZOU W, et al.Extrusion processing and characterization of edible starch films with different amylose contents[J].Journal of Food Engineering, 2011, 106(1):95-101.
[18] SINGH G P, BANGAR S P, YANG T X, et al.Effect on the properties of edible starch-based films by the incorporation of additives:A review[J].Polymers, 2022, 14(10):1987.
[19] SU C Y, LI D, WANG L J, et al.Biodegradation behavior and digestive properties of starch-based film for food packaging-a review[J].Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2023, 63(24):6923-6945.
[20] CHEN D, ZHAO Z, WU Y Y, et al.Dissolution behaviour of corn starch with different amylose content in ionic liquids[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2023, 228:207-215.
[21] ANUGRAH D S B, ALEXANDER H, PRAMITASARI R, et al.A review of polysaccharide-zinc oxide nanocomposites as safe coating for fruits preservation[J].Coatings, 2020, 10(10):988.
[22] 侯杼利, 罗舒文, 陈艳婷, 等.淀粉基可生物降解材料在食品包装中的研究进展[J].化工新型材料, 2023, 51(7):55-61.HOU Z L, LUO S W, CHEN Y T, et al.Research progress on starch-based biodegradable materials in food packaging[J].New Chemical Materials, 2023, 51(7):55-61.
[23] 陈雪华, 徐欣东, 王清, 等.木薯淀粉基膜材料的研究进展[J].食品科学, 2021, 42(9):254-263.CHEN X H, XU X D, WANG Q, et al.Progress in research on cassava starch-based film materials[J].Food Science, 2021, 42(9):254-263.
[24] TONGDEESOONTORN W, MAUER L J, WONGRUONG S, et al.Antioxidant films from cassava starch/gelatin biocomposite fortified with quercetin and TBHQ and their applications in food models[J].Polymers, 2021, 13(7):1117.
[25] OCHOA-YEPES O, DI GIOGIO L, GOYANES S, et al.Influence of process (extrusion/thermo-compression, casting) and lentil protein content on physicochemical properties of starch films[J].Carbohydrate Polymers, 2019, 208:221-231.
[26] MADHUMITHA G, FOWSIYA J, MOHANA ROOPAN S M, et al.Recent advances in starch-clay nanocomposites[J].International Journal of Polymer Analysis and Characterization, 2018, 23(4):331-345.
[27] 王健蓉, 张强, 范桄晗, 等.淀粉复合膜的制备、性能及应用研究进展[J].材料导报, 2022, 36(21):210-219.WANG J R, ZHANG Q, FAN G H, et al.Research process on preparation, properties and application of starch composite films[J].Materials Reports, 2022, 36(21):210-219.
[28] COLLAZO-BIGLIARDI S, ORTEGA-TORO R, CHIRALT A.Improving properties of thermoplastic starch films by incorporating active extracts and cellulose fibres isolated from rice or coffee husk[J].Food Packaging and Shelf Life, 2019, 22:100383.
[29] YANG F W, LONG H B, XIE B J, et al.Mechanical and biodegradation properties of bamboo fiber-reinforced starch/polypropylene biodegradable composites[J].Journal of Applied Polymer Science, 2020, 137(20):48694.
[30] CHENG H, CHEN L, MCCLEMENTS D J, et al.Starch-based biodegradable packaging materials:A review of their preparation, characterization and diverse applications in the food industry[J].Trends in Food Science &Technology, 2021, 114:70-82.
[31] GONZALEZ-SELIGRA P, GUZ L, OCHOA-YEPES O, et al.Influence of extrusion process conditions on starch film morphology[J].LWT, 2017, 84:520-528.
[32] HERNIOU-JULIEN C, MENDIETA J R, GUTIéRREZ T J.Characterization of biodegradable/non-compostable films made from cellulose acetate/corn starch blends processed under reactive extrusion conditions[J].Food Hydrocolloids, 2019, 89:67-79.
[33] GUTIERRÉZ T J, ALVAREZ V A.Bionanocomposite films developed from corn starch and natural and modified nano-clays with or without added blueberry extract[J].Food Hydrocolloids, 2018, 77:407-420.
[34] ESTEVEZ-ARECO S, GUZ L, FAM
L, et al.Bioactive starch nanocomposite films with antioxidant activity and enhanced mechanical properties obtained by extrusion followed by thermo-compression[J].Food Hydrocolloids, 2019, 96:518-528.
[35] LIU W M, CHEN L, JULIAN MCCLEMENTS D, et al.Development of starch film to realize the value-added utilization of starch in food and biomedicine[J].Food Bioscience, 2024,57:103521.
[36] PEI J J, PALANISAMY C P, SRINIVASAN G P, et al.A comprehensive review on starch-based sustainable edible films loaded with bioactive components for food packaging[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2024,274:133332.
[37] 冯田田, 刘宁, 温沐潮, 等.淀粉基食品包装膜研究进展[J].中国调味品, 2023, 48(5):214-220.FENG T T, LIU N, WEN M C, et al.Research progress of starch-based food packaging film[J].China Condiment, 2023, 48(5):214-220.
[38] 曾洋, 李欣, 吴考, 等.多糖基可降解膜的疏水性质强化研究进展[J].武汉工程大学学报, 2024, 46(1):55-60.ZENG Y, LI X, WU K, et al.Research progress in enhancing hydrophobicity of polysaccharide-based degradable film[J].Journal of Wuhan Institute of Technology, 2024, 46(1):55-60.
[39] TAVARES K M, DE CAMPOS A, MITSUYUKI M C, et al.Corn and cassava starch with carboxymethyl cellulose films and its mechanical and hydrophobic properties[J].Carbohydrate Polymers, 2019, 223:115055.
[40] KHINE Y Y, STENZEL M H.Surface modified cellulose nanomaterials:A source of non-spherical nanoparticles for drug delivery[J].Materials Horizons, 2020, 7(7):1727-1758.
[41] NOORBAKHSH-SOLTANI S M, ZERAFAT M M, SABBAGHI S.A comparative study of gelatin and starch-based nano-composite films modified by nano-cellulose and chitosan for food packaging applications[J].Carbohydrate Polymers, 2018, 189:48-55.
[42] 蒋悦, 王玥, 冯诗艺, 等.玉米淀粉/壳聚糖/肉桂醛复合膜的制备及性能研究[J].塑料工业, 2019, 47(5):144-148;152.JIANG Y, WANG Y, FENG S Y, et al.Preparation and properties of corn starch/chitosan/cinnamaldehyde composite films[J].China Plastics Industry, 2019, 47(5):144-148;152.
[43] HUANG J Y, LIMQUECO J, CHIENG Y Y, et al.Performance evaluation of a novel food packaging material based on clay/polyvinyl alcohol nanocomposite[J].Innovative Food Science &Emerging Technologies, 2017, 43:216-222.
[44] 王海燕, 刘晶, 戚周燕.豆渣制备可食性方便面调料包工艺的研究[J].食品科技, 2008, (5):130-131.WANG H Y, LIU J, QI Z Y.Technical study on edible film composed of bean dregs[J].Food Science and Technology, 2008, (5):130-131.
[45] CHEN H, ALEE M, CHEN Y, et al.Developing edible starch film used for packaging seasonings in instant noodles[J].Foods, 2021, 10(12):3105.
[46] RATCHAWET A, TAOKHUM P, CHAIJALERN Y.Developing natural film for seasoning packaging of instant noodles[J].Materials Research Express, 2022, 9(8):086401.
[47] 申志翔.玉米-小麦淀粉复合可食用膜的研究与应用[D].郑州:河南工业大学, 2018.SHEN Z X.Research and application of corn-wheat starch compound edible film[D].Zhengzhou:Henan University of Technology, 2018.
[48] KELLIS J T Jr, NYBERG K, SALI D, et al.Contribution of hydrophobic interactions to protein stability[J].Nature, 1988, 333(6175):784-786.
[49] JIMENEZ A, FABRA M J, TALENS P, et al.Polysaccharides as valuable materials in food packaging[J].Functional Polymers in Food Science:From Technology to Biology, 2015:211-251.
[50] BERARDI A, BISHARAT L, ALKHATIB H S, et al.Zein as a pharmaceutical excipient in oral solid dosage forms:State of the art and future perspectives[J].AAPS PharmSciTech, 2018, 19(5):2009-2022.
[51] BASIAK E, LENART A, DEBEAUFORT F.Effects of carbohydrate/protein ratio on the microstructure and the barrier and sorption properties of wheat starch-whey protein blend edible films[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2017, 97(3):858-867.
[52] WANG S J, ZHENG M G, YU J L, et al.Insights into the formation and structures of starch-protein-lipid complexes[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2017, 65(9):1960-1966.
[53] TAO F R, SHI C M, CUI Y Z.Preparation and physicochemistry properties of smart edible films based on gelatin-starch nanoparticles[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2018, 98(14):5470-5478.
[54] CHOLLAKUP R, PONGBUROOS S, BOONSONG W, et al.Antioxidant and antibacterial activities of cassava starch and whey protein blend films containing rambutan peel extract and cinnamon oil for active packaging[J].LWT, 2020, 130:109573.
[55] MORENO O, ATARÉS L, CHIRALT A.Effect of the incorporation of antimicrobial/antioxidant proteins on the properties of potato starch films[J].Carbohydrate Polymers, 2015, 133:353-364.
[56] 孙海涛, 邵信儒, 姜瑞平, 等.玉米磷酸酯淀粉/秸秆纤维素可食膜的制备及物理性能[J].食品科学, 2016, 37(24):21-28.SUN H T, SHAO X R, JIANG R P, et al.Preparation and physical properties of corn distarch phosphate/corn straw cellulose edible film[J].Food Science, 2016, 37(24):21-28.
[57] NASCIMENTO ALVES R, SANTOS LIMA T L, SILVA CHAVES K, et al.Biodegradable films with Brassica Oleracea Capitata extract as a quality indicator in sheep meat[J].Journal of Food Processing and Preservation, 2021, 45(1):e14997.
[58] 刘瑞平.高疏水淀粉/脂质可食性膜的构建及其性能研究[D].泰安:山东农业大学, 2023.LIU R P.Preparation and properties of highly hydrophobic starch/lipid edible films[D].Taian:Shandong Agricultural University, 2023.
[59] KRISHNAN V, MONDAL D, THOMAS B, et al.Starch-lipid interaction alters the molecular structure and ultimate starch bioavailability:A comprehensive review[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 182:626-638.
[60] PETERSSON M, STADING M.Water vapour permeability and mechanical properties of mixed starch-monoglyceride films and effect of film forming conditions[J].Food Hydrocolloids, 2005, 19(1):123-132.
[61] LIU P F, SUN S L, HOU H X, et al.Effect of five saturated fatty acids on the properties of sweet-potato-starch-based films[J].Journal of Applied Polymer Science, 2015, 132(5):41380
[62] THAKUR R, PRISTIJONO P, SCARLETT C J, et al.Starch-based edible coating formulation:Optimization and its application to improve the postharvest quality of “cripps pink” apple under different temperature regimes[J].Food Packaging and Shelf Life, 2019, 22:100409.
[63] DE FIGUEIREDO SOUSA H A, DE OLIVEIRA FILHO J G, EGEA M B, et al.Active film incorporated with clove essential oil on storage of banana varieties[J].Nutrition &Food Science, 2019, 49(5):911-924.
[64] THAKUR R, PRISTIJONO P, BOWYER M, et al.A starch edible surface coating delays banana fruit ripening[J].LWT, 2019, 100:341-347.
[65] CAI C C, MA R J, DUAN M W, et al.Effect of starch film containing thyme essential oil microcapsules on physicochemical activity of mango[J].LWT, 2020, 131:109700.