可食性膜在冷冻食品中的应用研究作者：孙睿指导教师：孔令明摘要：可食性膜性质及其应用的研究是当今国际食品领域的研究热点之一，因安全、无毒、无污染而具备十分广阔的应用前景。

本文阐述了可食性膜的组成和主要特性，分析了可食性膜在冷冻食品中的应用现状和意义，讨论了可食性膜在冷冻食品中应用存在的问题，并指出了该技术在冷冻食品领域中的相应对策。

关键词：食品加工技术；可食性膜；冷冻食品Development of Research on Application of Edible Coatings and Films in Frozen Food IndustrySun Rui teacher:Kong LingmingAbstract：Edible coating and film is a new highly safe and environmentally protective technology in the food industry,and it shows a great application prosperity.In this paper,the materials used and major functional properties of edible coatings and films are stated.The application status and advantages of edible coatings and films are presented.The existing application problems in the frozen food industry are analyzed.The further research on edible coatings and films in frozen food industry is suggested.Key words:Food processing technology;Edible coatings and films;Frozen food 前言：冷冻是一种传统的且非常有效的食品贮藏方法，通过控制或降低劣变生化反应以达到保持食品的鲜度，但冻藏不能完全抑制化学反应(比如脂质氧化)，劣变反应仍以较低的速率发生[1]。

可食性膜是指通过包裹、浸渍、涂布、喷洒而覆盖在冷冻食品表面或多组分食品内部界面上的一层以天然可食性物质为原料、通过不同分子间相互作用而形成的具有多孔网络结构的保护膜[2]。

可食性膜具有以下特点：1)明显的阻水性，可延缓食品中水和油及其它成分的迁移和扩散；2)可选择的透气性和抗渗透能力,阻止食品中风味物质的挥发；3)较好的物理机械性能,可提高食品表面机械强度使其易于加工处理；4)可以作为食品色、香、味、营养强化和抗氧化物质等的载体；5)可与被包装食品一起食用，对食品和环境无污染，因而可食性膜在食品工业方面具有广阔的应用前景，但是在冷冻食品方面的研究和应用较少。

本文结合国内外学者对可食性膜在冷冻食品中的应用情况，分析可食性膜的在冷冻食品中的应用现状、对冷冻食品的意义和存在的问题，分析膜技术在冷冻食品中应用的发展趋势和应逐步解决的问题。

正文：1成膜原料及特性可食性膜是指由可食性材料形成的具有多孔网络结构的薄膜，它主要由脂质、蛋白质或多糖等天然大分子物质构成。

在这些成膜物质中必须添加一些辅助成分以改善膜的功能特性。

可食性膜一般按原料大体上可分为以下四类：多糖类可食性膜、蛋白质类可食性膜、脂类可食性膜和复合型可食性膜。

各种单一可食性材料所成的膜存在不同的优点和缺点，同时使用几种不同种类的基质制成复合可食性膜，可以弥补各自功能上的不足。

如多糖膜的阻湿性一般较差，因此可通过在其中添加一些极性小的脂质物质(如脂肪酸、石蜡等)形成复合薄膜，以提高膜的阻湿性。

复合膜的成膜方式有两种：一种是涂布法，即将融态脂质涂布于己形成的多糖膜(或蛋白膜)之上，形成双层复合膜；第二种方法称为乳化法，是将脂质与多糖(或蛋白质)混溶于溶剂中，再可加入一定的乳化剂使之均匀乳化，然后再干燥成膜[2]。

2可食性膜在冷冻食品中应用的意义冷冻通过热量交换降低了食品温度，使食品中水溶液由液态向冰晶的改变，而细胞胞内未冻水的保留增加了可溶性物质的浓度且降低了食品的水分活度。

食品在冻结和冻藏过程仍然会发生一系列的物理化学变化，比如水分迁移、汁液流失、干耗、蛋白质变性、脂质氧化、酶活性的变化以及风味、色素和维生素的变化等[3]。

而可食性膜的使用有助于改善这些物理化学变化引起的品质的下降，主要表现在：1)减少水分迁移和冻结烧的产生。

可食性膜既可以直接覆盖于冷冻食品的表面也可置于冷冻食品组分之间以防止品质损失[4]。

可食性膜能够降低水分在食品与环境间的转移速率，因而延缓了冰膜的形成和冻结烧的产生[1,7]。

2)减少油脂的迁移和脂肪氧化。

某些由亲水性材料制成的对油脂具有高阻渗性的可食性膜能够减少食品组分间油脂的迁移，限制食品内氧气的运动或减少食品表面与氧气的接触有助于降低冷冻食品的氧化劣变，因此具有较小透气性的可食性膜能够阻止甚至排除与脂类、维生素、色素或风味物质等有关的氧化劣变反应[9]。

由于脂肪氧化将会造成肉类产品的腐臭，肌球素氧化也将会使肉的色泽变暗，利用可食性保鲜膜低氧的特点可以降低这个问题产生的概率，同时又不至于氧浓度过低为厌氧微生物创造生存条件。

3)改善冷冻食品的结构和感官特性。

冷冻食品极易破碎甚至粉末化，因此可食性膜可用来改善其结构的完整性和力学特性[1,7]。

比如可食性膜可以把披萨配料固定在冷冻披萨的表面，使之成为披萨的一般部分。

它也可用来保持冷冻食品面糊层的完整性。

可食性膜也能够延缓色泽的损失和风味物质的挥发。

可食性膜还可把各种食品添加剂结合到特定的食品部分，例如，它可以把抗氧化剂保持在氧敏性食品的表面或防止着色剂从一种组分向另一组分的渗浸。

4)营养强化功能[1]。

可食性保鲜膜可以作为各种功能因子的载体(比如维生素E、抗菌剂、微量元素等)，这既达到延缓其腐败和变色等问题，又可以强化冷冻食品的功能性，增加了食品的附加值。

5)降低汁液流失[1]。

当肉类、禽类和鱼类用塑料盒包装零售时，解冻后常常有肉汁液渗出来影响产品品质和外观，导致消费者不想购买。

可食性保鲜膜能够阻止汁液的外流，改善产品的外观，而且可以除去市场上对于塑料包装盒底部吸水垫的需求，降低了成本。

6)降低吸油量[9]。

用可食性保鲜膜包装过的鱼类、禽类和肉类食品在油煎过程中会有更高的营养价值，因为可食性保鲜膜使它们在油煎时吸油量减少。

3可食性膜在冷冻食品中的应用现状3.1畜禽肉和海产品冻藏是保存易腐食品如鱼类和畜禽肉类等的有效方法，但冻藏过程因干耗、脂质氧化和蛋白质变性而引起食品持水力、质地、风味和色泽的变化，导致食品品质的下降。

镀冰衣在一定程度上保持了物料的贮藏品质，但不够理想，主要原因在于[1,7]：1)冰衣附着力弱，容易脆裂和脱落；2)冰衣并不持久，升华干耗较快，需要二次镀冰衣，否则导致物料的直接干耗；3)冰衣不能有效地防止物料的氧化腐败及阻止微生物的侵蚀；4)镀冰衣大大地增加了物料的重量，耗费运输成本及能源；5)物料解冻时冰衣融化会带出大量汁液，使物料的营养及风味都受到极大损失。

3.1.1多聚糖基质可食性膜海藻酸盐膜和胶叉菜胶膜具有很好的阻油性和阻气性，常用于改善冷冻肉和鱼的品质，尽管这类膜的阻湿性很差，但可以通过膜自身水分的损失减少冷冻食品水分的迁移[10]。

海藻酸是糖醛酸的多聚物，具有良好的成膜性能。

通常在肉类、家禽和海产品的海藻酸盐涂膜处理过程中，先用水合藻酸钠盐浸渍食品或喷雾于食品的表面，然后再加入一定的钙盐使膜凝固。

不同的盐对膜强度的改善也有差异。

涂膜对鱼、虾仁、贝柱的冷藏干耗率明显低于包冰衣物料的干耗率，可见涂膜能降低冰的升华速率。

涂膜中的水分子与海藻酸钠、海藻酸钙、甘油等大分子紧密地键合在一起，形成的凝胶体抑制了水分子的流动性，其中的水分子便不易升华逸出，这对阻止内部食品的干耗非常有用。

海藻酸钠膜还能够延长带鱼、虾仁、扇贝柱的可保质期，减少汁液流失及降低煮汁损失。

在海藻酸钠中添加抗坏血酸有助于延长虾仁的保质期及维持较好的感官品质，但对扇贝柱的保鲜没有特殊作用。

这可能是由于扇贝柱本身的脂质及色素等易于受氧化腐败的成分含量很低的缘故。

在涂膜中添加甘草提取物对带鱼的氧化腐败有明显抑制作用。

3.1.2蛋白质基质可食性膜1994年，美国陆军Natick研究所与工程研发中心的研究人员开发了一种可以食用的胶原蛋白薄层以代替塑料制的肉制品包装材料，单单从被氧化、变色、微生物滋长与感官属性等方面看，在-18℃的条件下储存20周，这种用胶原蛋白薄层包裹的牛肉与塑料包装的牛肉并无本质上的差别。

涂膜牛肉在解冻时，因涂膜本身的持水力而使融化液不能大量外流，没有形成连续的流动态。

融化液滞留在涂膜中，阻碍了内部物料汁液向外溢流。

因此，物料自身的汁液流失大为减少。

但胶原膜对牛肉的色泽和TBA值没有显著性影响。

将肉牛块用胶原膜热封后，用冷冻纸包装在-10℃贮藏5个月，结果发现涂膜牛肉在45天、90天或150天时其风味、质地和总体品质优于未涂膜冻藏的牛肉，但涂膜与非涂膜牛肉的色泽或脂类氧化程度几乎没有差别。

在贮藏45天后，非涂膜牛肉煮制后的外观优于涂膜牛肉，但在90天和150后，后者的感官品质高于前者。

在蒸煮时，涂膜对牛肉煮汁的外流也起到阻止及滞留作用，从而减少了物料的煮汁损失。

与其它类型可食用的薄膜相似，凝胶外衣也显示了抗氧化的独特潜质。

相比于在–12℃下冷冻保存6个月的无保护膜的肉类，肌肉经过含不同浓度抗氧化剂的3%凝胶悬浮液喷处理后，其皮表面的油脂的氧化程度明显降低(比过氧化值低60%~90%)。

3.1.3复合可食性膜复合膜是由不同配比的多糖、蛋白质和脂肪酸等按一定的程序制作而成。

Whitman 和Rosenthal曾声称用由凝胶、多羟基醇（如丙二醇、丙三醇等）及少量的水（含量﹤50g／kg）制成的热溶型保护衣能减少冷冻肉制品的水分流失。

Bauer等人开发了适用于畜禽肉产品的两种膜：油包水型和含有少量树胶的油包水型膜。

这类膜主要由脂肪、水、可溶性树胶、乳化剂、调味料、防腐剂、风味剂、着色剂以及粘稠剂构成，常用于0.01～0.1英寸厚的肉类产品。

比如，猪肉块经过由植物油、蜂蜡、多聚糖、苹果汁、调料和其他组分构成的乳化液浸渍后，将其冷冻在-20°C下几个星期。

在煮制过程中，膜完全被肉所吸收，且浸渍后的肉具有良好的口感。

4可食性膜在冷冻食品应用中存在的问题和对策4.1可食性膜商业化的可行性可食性膜的生产需要新的加工系统，包括挤压、滚转角(roll orientation)、输送干燥、锅包衣(pan coating)及其它加工单元。