可食性果蔬膜包装材料研究进展

雷晏琳，彭巧梅，吴贺君∗，张志清，于冰洋，王玥，申光辉，黎杉珊 （四川农业大学 食品学院，四川 雅安 625000）

摘 要：本文从原料配方、性能指标和包装应用等方面综述以水果和蔬菜为基材的可食性果蔬膜包装材料

的国内外研究现状，并对目前果蔬膜的研究与应用中存在的一些问题进行分析并提出发展建议，以期为果

蔬膜在可食性包装方面的应用提供理论依据和实验参考。

关键词：可食性包装材料，果蔬膜，力学性能，阻隔性能 Research progress of edible packing films based on

fruit and vegetable

LEI Yanlin, PENG Qiaomei, WU Hejun*, ZHANG Zhiqing, YU Bingyang, WANG Yue , SHEN Guanghui, LI Shanshan, (College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya′an , Sichuan, China, 625000) Abstract: This paper reviewed the research status of edible packing films based on fruit and vegetable

（fruit-vegetable films） from the aspects of raw material formula, performance index and packaging application. In addition, the existing problems and development prospects of fruit-vegetable films were also outlined in order to

provide the theoretical and experimental foundation for their edible packaging application.

Key words: edible film；fruit-vegetable film；mechanical properties；barrier properties

中图分类号：TS206 文献标识码：A 文章编号： 随着人们对食品安全的日益重视和环保意识的不断增强，可食性包装因能缓解塑料包装

可能产生的食品污染及其废弃物造成的“白色污染”等问题，正逐渐成为当前食品工业和包装

领域科技发展的重要趋势[1-2]。其中，果蔬膜是以水果和蔬菜等天然农副产品为基材，添加

合适的助剂（如增稠剂和增塑剂等）制成的一类可食性包装材料[3]。它是一种兼有可食和包

装两种功能的新型果蔬深加工产品，不仅保留了果蔬的大部分营养，富含维生素、矿物质

和膳食纤维，具有低糖、低钠、低脂、低热量的特点[4]，而且具备一定的机械性能和阻隔性

能[5]，可作为包装材料延长食品货架期，绿色无毒且能自然降解，近年来已成为食品行业的

一大研究热点。同时我国是果蔬生产大国，仅2010年全国果蔬总产量达7亿多吨，但由于

收稿日期： 作者简介：雷晏琳(1995-)，女，硕士研究生，研究方向：食品包装材料，E-mail：1019184845@qq.com *通信作者：吴贺君(1985-)，男，博士，副教授，研究方向：食品包装材料与技术，E-mail:hejunwu520@163.com 基金项目：四川省教育厅自然科学一般项目（16ZB0057）；国家级大学生创新创业训练计划项目（201610626005）；四川省级大学生创新训练计划项目（201710626027） 网络出版时间：2017-08-29 14:17:21网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1759.TS.20170829.1417.030.html“重采前轻采后”和精深加工技术缺乏等原因使得果蔬附加值较低，果蔬产业经济效益差[6]。

目前国家对农副产品精深加工的发展给予了极大的支持，如何摆脱果蔬利用率低的困境并提

高果蔬经济价值是亟待解决的一个关键难题。因此，研制果蔬膜作为新型绿色健康食品和环

境友好的包装材料，不仅能促进果蔬深加工以解决果蔬滞销积压浪费等问题，又能拓宽可食

性包装种类以减轻塑料包装对环境的污染，对果蔬的综合利用和可食性包装的发展都具有十

分重要的意义[7]。

近年来国内外关于果蔬膜的文献报道较多，但就果蔬膜作为一种新型绿色包装材料在原料选择、性能检测乃至包装应用方面关注较少，相关总结性文章更是匮乏。基于此，本文主

要综述了果蔬膜作为包装材料的研究现状，按原料来源分类并侧重于配方工艺、性能测试和

包装应用等方面的介绍，同时提出了当前相关研究存在的主要问题和发展建议，以期为这类

果蔬深加工产品在可食性包装方面的应用提供理论依据和实验参考，具有较大的指导意义。

1 可食性果蔬膜包装材料的研究现状

果蔬膜的原料选择多样，主要包括蔬菜、水果及果蔬加工副产物三大类。果蔬原料自身

含水量高且胶体物质少不利于产品最终的成型，故需在其浆料中添加一定量的辅料如增稠剂

和增塑剂等来提高膜的性能以达到包装材料的使用要求[8]。果蔬膜的制备不仅能解决果蔬因

未能及时销售而腐烂变质的问题，而且所成膜也能较好的保持果蔬原有的营养物质及风味，

同时制备的果蔬膜具有较好的阻隔性能和力学性能，能满足作为食品包装材料的性能要求，

可供食用以强化营养，废弃后也能自然降解，是一种新型绿色包装材料。如王心宇等[9]以干

白菜为原料制备得到可食性膜，将其制成食品调料包后，在80 ℃热水浸泡5 min，搅拌后便

溶解为粉末纤维，同时白菜膜防霉性能良好，能满足食品的可食性内包装的性能要求。表1

简单总结归纳了现有部分研究中果蔬膜主要的成膜原料及其在包装方面的应用。 表1 果蔬膜原料及包装应用 Table 1 Raw materials and packaging application of fruit-vegetable film 果蔬膜种类 成膜原料 包装应用 大白菜（干态） 食品调料包[7] 蔬菜 卷心菜、CMC、海藻酸钠、明胶、甘油 浅色系的食品内包装[8] 胡萝卜、果胶、甘油、香芹酚或肉桂醛精油 果蔬进行包装保鲜（莴苣、菠菜）[9] 苹果、脂肪酸、脂肪醇、蜂蜡、植物油 包装苹果片[10] 水果 草莓、甘油、果胶及香芹酚和肉桂酸甲酯混合液 草莓保鲜[11] 香蕉、壳聚糖、甘油 蔬菜保鲜（芦笋、玉米、平菇、白菜）[12] 果蔬渣 食品活性包装材料[13] 果蔬加工副产物 橙皮、甘油 冷鲜猪肉包装[14] 豆渣、CMC、海藻酸钠、甘油及玉米淀粉 方便面调味袋[15] 1.1 以蔬菜为原料的果蔬膜包装材料

我国蔬菜年产量约占世界总量的25 %，但其深加工产品还不到全国蔬菜总量的10 %，

每年有30~35 %的新鲜蔬菜因未能及时处理而腐烂损失[18]。因此亟需探索有效途径为蔬菜产

品的深加工提供新的技术和方法以减少蔬菜资源的浪费[19]。近年来，国内许多学者以新鲜

蔬菜为原料制备果蔬膜，除了关注产品的配方工艺及本身的风味品质外，还检测了一些主要

物理机械性能指标（如拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过率及氧气透过率等），为其在包

装方面的应用提供基础数据。 目前果蔬膜的制备原料主要为一些价格低廉、来源广泛且较为常见的蔬菜，如大白菜、

卷心菜、胡萝卜、芹菜、南瓜、番茄等。其中，大白菜营养丰富，除含有VB，VC，矿物质

及各种微量元素外，还含有大量的粗纤维，为白菜膜的生产和加工提供了有利的条件。王心

宇等[9]将经过分选、浸泡（0.5~1 h）和切段的干白菜进行打浆后，在不添加任何助剂条件下，

经纱布滤水得到较干的纤维团，在纸样抄取器上进行抄纸，最后压平及晾干可得到干白菜膜，

其厚度约为0.3 mm，拉伸强度和撕裂强度最高分别可达5.855 MPa和27.412 N/mm。郭玉花等[20]以白菜为基本原料采用抄纸工艺制备了白菜包装膜，并通过比较添加不同改性试剂的白

菜膜的外观、柔韧性、力学性能等得到较为理想的配方和成型方式。研究发现，与直接添加

明胶、海藻酸钠、大豆蛋白相比，以5 %的明胶和5 %的甘油混合溶液为改性试剂所得的白

菜膜各方面性能最优，且浸渍处理是比直接涂抹更为理想的成型方式，此时所得的白菜包装

膜质软且黏，表面较光滑，拉伸强度为2.134 MPa。

此外，选用不同的增稠剂进行复配也可显著提高果蔬膜的力学性能[21]。黄紫娟等[10]选

用卷心菜为原料，以0.04 %的CMC、0.08 %的海藻酸钠和0.16 %的明胶配制成复合增稠剂、

将成型的蔬菜膜置于一定浓度的甘油中浸渍5 min，采用热风干燥法制备了可食性膜。该法

制备的卷心菜膜色泽偏白，拉伸强度为17.36 MPa、裂断伸长率为1.2 %，适于用作浅色系的

食品内包装。此外，为了提高蔬菜膜自身的贮藏特性并使其具备更好的包装保鲜效果，常常

通过添加一些天然抗菌剂，而在天然抗菌剂中，精油已被人们广泛研究[22]。王新伟等[23]的

研究表明，牛至油、香芹酚、肉桂醛等具有抗菌性能和抗氧化性能，他们将其加入胡萝卜膜

液中后使胡萝卜膜也获得一定的抗菌性能并详细研究了添加上述植物精油后对胡萝卜膜热

学性能和吸湿性能的影响，以期为其作为可食性包装材料应用于食品加工中提供数据和参

考。Zhu等[11]以胡萝卜为基材，添加果胶、甘油为助剂制备了胡萝卜膜，并通过加入质量分

数为0.5~3.0 %的香芹酚或肉桂醛精油使其获得抗菌性能，将所制备的胡萝卜抗菌膜包裹以

沙门氏菌浸泡处理后的莴苣、菠菜等蔬菜后放入包装袋，在4 ℃下密封储藏并检测细菌的存活数量，结果表明添加3.0 %的香芹酚制备的胡萝卜膜在1 d内即可使细菌总数低于可检测范

围，且其抗菌效果明显强于添加同浓度肉桂醛精油制备的胡萝卜膜。 1.2 以水果为原料的果蔬膜包装材料

我国水果资源丰富，其产量约2.3亿t[24]，是全球最大的水果生产、输出国。另一方面，

据不完全统计，国内每年产生1500-2000万t残次果与水果加工副产物，其综合利用价值超

过600亿元，但是它们并未得到科学利用，资源被严重浪费的同时也造成环境污染问题[25]。

而将这部分水果研制成可食性膜为解决水果资源浪费与环境污染问题提供了新的思路，但目前国内相关文献的报道较为罕见。

McHugh等[26]以桃、苹果、杏和梨为基材，添加CaCl2溶液为交联剂研制了果蔬膜。将

浓度为26 %（w/w）的桃子浆料真空脱气后分别加入0.8 %、1.6 %的CaCl2溶液得到成型浆料，

每次移取32 g均匀涂覆在有机玻璃板上，在24 ℃、40 %RH条件下干燥约24 h即可得到成品。

研究结果表明，在25 ℃、75 %RH测试环境下，桃子膜WVP值为6.696×10-12 g·cm/(cm2·s·Pa)，

但CaCl2浓度的增加会使桃子膜阻湿性能下降；同时，在中低温湿度环境中，膜OP为

8.056×10-15 cm3·cm/(cm2·s·Pa)左右。他们还将苹果浆和各种浓度的脂肪酸、脂肪醇、蜂蜡、

植物油混合制得可食性膜[12]，结果表明脂类的加入能有效降低膜的水蒸气透过系数和透氧

率，在一定程度上起到了保水与抑制褐变的作用，也对其机械性能产生显著的影响。将其用

于包装苹果片，研究发现在5 ℃条件下放置12 d后，苹果片颜色不仅没有发生改变，而且还

保持着原有的香味，可在商业中得到推广应用于包装其他食品如坚果、烘焙食品、糖果产品

等。Peretto等[13]往浓度为49 %的草莓浆料里添加1 %甘油、3 %果胶及0.75 %的香芹酚和肉桂

酸甲酯混合液等制备可食性膜。选用草莓为供试水果进行保鲜实验时，于10 ℃在湿度为

80 %-90 %的环境中放置10 d，并测定其在第0、3、7、10 d时的物理化学变化。结果表明，

精油的加入能增加水果总酚含量并提高其贮藏期。Pitak等[14]选用香蕉为基材，添加壳聚糖

为抗菌剂，甘油为增塑剂等共混制得外观呈现浅黄色，且性能良好的香蕉膜，其拉伸强度在

5.19-14.22 MPa之间，水蒸气透过率为38.81-41.66 cm3 m/m2 day kPa之间，远低于低密度聚乙

烯膜（1865 cm3 m/m2 day kPa）和高密度聚乙烯膜（427 cm3 m/m2 day kPa）。将上述香蕉膜

制袋（5cm×10 cm）后用于包装新鲜蔬菜（如芦笋，玉米，平菇，白菜等），在10 ℃的冰箱

贮藏1-3 d，结果证明香蕉膜对内装物有良好的保护作用，可推广应用在蔬菜包装领域。以

上相关文献均说明采用水果为原料制备可食性膜用于果蔬包装，能减缓果蔬中水分的散失，

有效隔绝空气中的氧气，抑制果蔬呼吸、褐变及营养物质等的损耗[27]。