馮田田 劉寧 溫沐潮 趙凱

摘要：淀粉有易降解、綠色環(huán)保、資源豐富等優(yōu)點，通過化學(xué)、物理改性后協(xié)同增塑劑可有效提升其機械性能，是開發(fā)新型食品包裝膜的重要原料。以淀粉為基材制備的包裝膜具有優(yōu)良的力學(xué)性能及抑菌效果，可有效延長食品的保鮮時間。淀粉基食品包裝膜在功能性的前提下還可以彌補傳統(tǒng)化石包裝含有有害物質(zhì)的短板，使食品安全更有保障。對國內(nèi)外淀粉在包裝膜領(lǐng)域的研究進行了綜述，以淀粉的酯化、交聯(lián)、氧化、復(fù)合、熱處理、輻照、超聲波7種改性方式分別進行歸納評價，為淀粉基包裝膜的設(shè)計與制備提供了參考和思路。闡述了淀粉基包裝膜在食品安全防控方面的應(yīng)用價值，總結(jié)了近幾年國內(nèi)外淀粉基包裝膜的制備方法及其在保證食品安全方面的成效，對淀粉基包裝膜的發(fā)展前景進行了展望。

關(guān)鍵詞：淀粉；包裝膜；食品安全

中圖分類號：TS239? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1000-9973（2023）05-0214-07

Abstract： Starch is easy to degrade， green and environmental protection， and its resources are rich. Through chemical and physical modification， synergistic plasticizer can effectively improve its mechanical properties， and starch is an important raw material for the development of new food packaging film. The packaging film prepared with starch as the base has excellent mechanical properties and antibacterial effect， which can effectively prolong the preservation time of food. On the premise of functionality， starch-based food packaging film can also make up for the short board of traditional fossil packaging containing harmful substances， making food safety more secure. The research of starch in the field of packaging film at home and abroad is reviewed， and seven modification methods of starch， including esterification， cross-linking， oxidation， recombination， heat treatment， irradiation and ultrasonic， are summarized and evaluated respectively， which has provided references and ideas for the design and preparation of starch-based packaging film. The application value of starch-based packaging film in food safety prevention and control is expounded， the preparation methods of starch-based packaging film at home and abroad in recent years and its effect on ensuring food safety are summarized， and the development prospect of starch-based packaging film is prospected.

Key words： starch; packaging film; food safety

收稿日期：2022-12-09

基金項目：黑龍江省自然基金引導(dǎo)項目（JJ2020LH0512）；哈爾濱商業(yè)大學(xué)本科教學(xué)領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計劃項目（201905）

作者簡介：馮田田（1998－），女，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。

*通信作者：劉寧（1978－），女，教授，博士，研究方向：食品化學(xué)。

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，食品種類也愈發(fā)新穎繁多。隨之引起大眾高度關(guān)注的就是食品安全問題，食品的包裝是確保食品安全的重要因素之一，包裝將食品與外界環(huán)境相隔開，避免接觸污染，以保證食品質(zhì)量。然而與食品直接接觸的包裝材料中會有少量物質(zhì)遷移到食品本身，若包裝中含有有害成分，在累積到一定的量后會對人體造成傷害，因此食品包裝的材料趨向于無毒且易降解。傳統(tǒng)的包裝材料如使用最普遍的塑料包裝，其中樹脂聚氯乙烯及裂解產(chǎn)物易遷移至食品中，若進入肝臟可導(dǎo)致腫瘤的產(chǎn)生；其次玻璃包裝易碎，且其制作過程中使用的著色劑有鉛含量超標(biāo)的隱患；以及金屬包裝材料中的金屬離子會遷移到所接觸的食品中；紙類包裝過于消耗資源，且其中的微生物殘留以及造紙過程中的熒光劑殘留都對人體存在危害。對此，研究者們提出的淀粉基包裝膜更顯優(yōu)勢，淀粉作為純天然材料，資源豐富，近年來我國淀粉產(chǎn)量持續(xù)上漲，應(yīng)用范圍也在持續(xù)擴大，同時淀粉作為一種食品，不存在有毒有害物質(zhì)，用于制備食品用包裝膜更具安全性。淀粉基食品包裝膜在保證較高機械強度的同時，維持著低透水性、透油性，應(yīng)用在食品及調(diào)味品方面可防止內(nèi)容物漏出，還可避免食物及調(diào)味料的吸濕受潮和外界污染，且其相較于普通包裝具有遇水即溶的優(yōu)點，在存裝小容量調(diào)味料時體現(xiàn)出方便、快捷、衛(wèi)生的優(yōu)點，如在存放方便面中的調(diào)料包方面，可直接沖熱水使用。還有研究將八角精油包埋至包裝膜中，用于鮮切果蔬的保鮮，可有效抑制果蔬褐變。此外，檸檬酸作為一種調(diào)味品，協(xié)同山梨酸鉀與淀粉所制備的可食性膜可有效抑制中溫需氧菌、霉菌和酵母菌的生長。同時，醬油渣與淀粉共混干燥制膜工藝也有所報道，現(xiàn)如今食品安全問題頗受重視，對于包裝的需求愈發(fā)嚴(yán)格，淀粉基包裝膜的功能性也隨之提高。本文綜述了近年來國內(nèi)外對于淀粉基包裝膜的材料、制備工藝以及其應(yīng)用效果，為淀粉基包裝膜的研究提供了理論參考[1-8]。

1 淀粉基食品用包裝膜材料

1.1 淀粉

淀粉是由α-D-吡喃葡萄糖構(gòu)成的高分子碳水化合物，在自然環(huán)境下易分解為二氧化碳和水。目前應(yīng)用較多的有玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉和綠豆淀粉等。淀粉來源廣泛、價格低廉、綠色環(huán)保，無論是對環(huán)境污染還是社會經(jīng)濟都有正面影響，可見淀粉作為基礎(chǔ)材料應(yīng)用到包裝膜的制備中具有很好的前景。淀粉從結(jié)構(gòu)上分為直鏈淀粉、支鏈淀粉兩種，直鏈淀粉呈線性，流動性更好，更容易形成致密的結(jié)晶，干燥后的淀粉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更緊密。因此，直鏈淀粉含量占比大的淀粉膜抗拉伸效果好，楊氏模量高，氧氣和水蒸氣的通過率低，不易溶于水，不易酶解。由于品種、原料的種植環(huán)境不同，表現(xiàn)出的抗拉強度、斷裂伸長率等性能會有所差異[9-10]。

1.2 輔助材料

僅靠單一的淀粉基材并不能制成食品包裝，需與增塑劑、抗菌劑以及其他天然材料共用來改善淀粉基包裝膜的性能[11-13]。

1.2.1 增塑劑

增塑劑有加強薄膜抗拉伸能力的作用，現(xiàn)如今使用率最高的增塑劑是甘油，其是一種有機物，能溶于水，對環(huán)境無污染，具有吸濕性。甘油可以使混合物分子間作用力下降，從而使聚合物的黏度下降，韌性更強。除甘油外，山梨醇、乙二醇都是淀粉常用的增塑劑，添加增塑劑的薄膜手感更柔軟，伸長率更高[14]。

1.2.2 抗菌劑

為了更好地發(fā)揮包裝的作用，研究者們發(fā)現(xiàn)可以在包裝膜原料中加入抗菌劑來增強食品安全性，延長貨架期和保質(zhì)期?？咕鷦┌ㄨ肿幼烟崛∥?、氧化鋅、納米銀、茶多酚、溶菌酶以及各類植物精油和多酚類化合物等。銀離子類抗菌劑是使用最廣泛的抗菌劑，有時還與銅離子、鋅離子一同使用提高協(xié)同作用[15]。

1.2.3 其他天然材料

花青素是一種水溶性色素，具有抗氧化性能和抑菌性能。其常常存在于天然植物中，可在貯藏期間與食品產(chǎn)生的氣體發(fā)生反應(yīng)從而顯色。隨著pH的改變，花青素表現(xiàn)出來的顏色也隨之變化，酸性環(huán)境下偏紅，堿性環(huán)境下偏藍，人們可通過包裝膜呈現(xiàn)出來的顏色來判斷食品狀態(tài)[16]。

纖維素在自然界中分布廣、含量多，對人體具有促消化、降血壓、治療糖尿病等有益作用，經(jīng)過改性可與淀粉一同作為包裝膜基材使用來提高包裝膜的機械性能。通過化學(xué)和機械方法可以獲得納米纖維素，納米纖維素按其形貌和制備方法可分為纖維素納米晶體和纖維素納米纖絲。添加了納米纖維的包裝膜不僅防水、防油，還有杰出的透氣性。納米纖維具有高強度、高反應(yīng)活性、易降解、可再生等優(yōu)點，添加到基材中可增強包裝膜的抗拉強度[17-19]。

殼聚糖可用作固定酶的載體，具有較強的吸濕性、成膜性、吸附性等。在制備淀粉基包裝膜的過程中殼聚糖一般以載體形式出現(xiàn)，但殼聚糖不易溶于水和有機溶劑，需通過物理、化學(xué)、復(fù)合改性等方法對其改性來改善自身缺陷。殼聚糖與抗菌物質(zhì)以正負(fù)電荷相互吸引的方式結(jié)合，協(xié)同發(fā)揮抗菌作用，大幅提高抑菌效果[20]。

2 淀粉基食品包裝膜的制備及應(yīng)用

天然淀粉由于本身結(jié)構(gòu)的特殊性，在應(yīng)用上有所限制，如低透氧性、機械性能較差、易斷裂、且親水性太強，直接用來制備包裝膜會表現(xiàn)出脆、易潮的情況。針對此問題，專家提出了改性淀粉的方法。淀粉的改性手段目前有化學(xué)改性、物理改性、酶法改性等?；瘜W(xué)改性利用化學(xué)試劑與淀粉反應(yīng)，引入新的官能團，使淀粉具有更好的性能。物理改性沒有化學(xué)試劑的參與，通過物理手段改變其內(nèi)部分子鏈結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)，從而使得淀粉理化特性得到完善，應(yīng)用更為廣泛。改性后的淀粉作為基材，添加增塑劑、增強劑、抗氧化劑等添加劑，而后通過流延加熱法或者澆鑄法制得食品包裝膜[21-22]。

2.1 化學(xué)改性淀粉基包裝膜

淀粉從微觀的角度來看是由眾多葡萄糖基構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)大分子。淀粉分子中存在大量的羥基，這些羥基容易被其他官能團取代，從而改變淀粉的理化性質(zhì)?；瘜W(xué)改性淀粉的手段包括酯化改性、交聯(lián)改性、氧化改性、復(fù)合化學(xué)改性等。

2.1.1 酯化淀粉基包裝膜

酯化改性是指淀粉中的羥基和酸酐發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成酯的過程，常用的酯化劑有辛烯基琥珀酸（OSA）、醋酸、檸檬酸等[23-24]。淀粉上的羥基被相應(yīng)的酯化劑中固有的官能團所取代從而得到酯化改性淀粉，其在包裝膜應(yīng)用中的優(yōu)勢見表1。

楊斌等[25]采用辛烯基琥珀酸酯化玉米淀粉與納米銀組合，制備淀粉基包裝膜，用于對牛肉的貯藏。貯藏過程中對牛肉的菌落總數(shù)、含水量、pH值等各項指標(biāo)進行監(jiān)測。分析后得出結(jié)論：由于其低透氧率、低透濕率等優(yōu)勢，牛肉的保鮮時間被延長至24 d。郭宗林[26]也使用辛烯基琥珀酸酐酯化后的馬鈴薯淀粉為基材，同時混合濃度為4%的沙棘渣提取物制備淀粉基薄膜。通過對貯藏13個月的牛肉干進行觀察分析，對照普通塑料包裝的牛肉干其菌落總數(shù)有顯著降低，表明此薄膜可以有效延緩變質(zhì)時間，同時減輕牛肉干的水分流失。除此之外，該材料薄膜的拉伸強度可達16.95 MPa。孫慧敏[27]同樣以辛烯基琥珀酸淀粉酯作原料，以此制備皮克林乳液薄膜，搭載了肉桂精油作抑菌劑。試驗表明，該薄膜具有優(yōu)異的機械性能和阻隔性，較一般保鮮膜更安全，更能保證食品安全，貨架期更長。瞿詩瑜等[28]采用醋酸酯化淀粉為基礎(chǔ)材料制備高分子材料可降解薄膜，后續(xù)利用二甲基亞砜以及聚丁二酸丁二醇酯對其改性，經(jīng)測試表明此種經(jīng)改性后的材料生物降解率可達到70%，在食品包裝中的應(yīng)用價值較高，且相對于塑料可減少環(huán)境污染。Li等[29]旨在通過控制酯化淀粉的取代度來使塑化劑鄰苯二甲酸二乙酯的遷移量控制在最低限度，以保證食品安全。實驗結(jié)果表明，當(dāng)取代度為1.81時，鄰苯二甲酸二乙酯從包裝向食品的遷移量最小。在使淀粉有效改性的前提下又避免了有害物質(zhì)遷移的隱患。淀粉內(nèi)部的羥基被酯化后，分子結(jié)構(gòu)變松散，從而使水分子更容易進入，由此增強了淀粉的溶解度以及淀粉基包裝的吸水性。同時，水分含量也會影響塑化劑與淀粉分子之間的作用，適量的水含量會幫助淀粉達到較高的拉伸強度，從而使以此制備的包裝膜更有利于食物及調(diào)味品的保鮮。

2.1.2 交聯(lián)淀粉基包裝膜

交聯(lián)改性淀粉是淀粉衍生物中的一種，指含有多元官能團的交聯(lián)劑與淀粉分子中的羥基發(fā)生反應(yīng)，使得多個淀粉分子通過氫鍵連接在一起，從而形成交聯(lián)淀粉聚合物。常見的交聯(lián)劑有三偏磷酸鈉、三氯氧磷、氯化鈣等。由于其空間呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此交聯(lián)淀粉的結(jié)構(gòu)緊密，抗拉伸強度、阻隔性等方面功能優(yōu)異，見表2。

陰彤彤[30]用環(huán)氧丙烷作交聯(lián)劑改性玉米淀粉，將交聯(lián)玉米淀粉與大豆分離蛋白混合作為包裝膜的基材，而后在其中添加了納米TiO2和甘油，并將此包裝膜用于圣女果保鮮，18 d后圣女果仍新鮮。劉雅云[31]以淀粉為成膜基材，三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑改性交聯(lián)淀粉，混合搭載有茶多酚的殼聚糖納米粒子，制備包裝膜。試驗表明，該種包裝膜具有很好的抗氧化性，同時對大腸桿菌具有一定的抗菌作用，且透明度得到了提高，但斷裂伸長率有所下降。袁新福[32]選取羥丙基交聯(lián)淀粉為基材，添加經(jīng)十八烷基二甲基氯化銨改性的蒙脫土作添加劑，改性過程中以超聲輔助，而后加入ε-聚賴氨酸鹽酸鹽作抑菌劑。實驗結(jié)果表明，此淀粉基抗菌膜對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌有明顯的抑制作用。天然淀粉經(jīng)交聯(lián)改性后具有緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可有效地將水與食物阻隔開；同時交聯(lián)劑將分子間連接在一起，分子鏈變長，分子間相互作用增強，以此制備的包裝膜具有優(yōu)越的拉伸強度，但分子間的相對移動也因此受限，表現(xiàn)在包裝膜較脆，斷裂伸長率較低。

2.1.3 氧化淀粉基包裝膜

氧化改性過程是指淀粉上C-2、C-3、C-6位上的羥基被氧化劑氧化成羰基、羧基或醛基。由于分子鏈斷裂，淀粉結(jié)構(gòu)改變，所以性質(zhì)改變。常用的氧化劑有次氯酸鈉、過氧化氫、高碘酸鈉等，以此為基材制備的包裝膜透明度高，抗拉伸強度高，且保鮮效果好，能夠延長食品的保質(zhì)期，見表3。

Martha等[33]采用次氯酸鈉氧化改性木薯淀粉，制備可食性涂膜。經(jīng)過多次試驗得出，以濃度5%的氧化木薯淀粉為基材，向其中添加0.5%抗壞血酸、0.1%巴西棕櫚蠟、甘油增塑劑和吐溫80增溶劑，制備成涂膜懸浮液，涂抹于山藥上觀察變質(zhì)速度。結(jié)果表明，此可食性涂膜可以使山藥的顏色和亮度的持久度保持35 d，硬度保持42 d。李平等[34]以馬鈴薯淀粉為基材，次氯酸鈉作氧化劑，除此之外加入了甘油，采用流延法制備包裝膜。由分析實驗結(jié)果可知，馬鈴薯淀粉經(jīng)氧化后，黏度降低為866 mPa·s，透明度提高到96.6%，平衡含水率降低為10.71%，阻隔性也明顯提高。使用氧化改性馬鈴薯淀粉制備的包裝膜，其拉伸強度達到了21.998 MPa，是原淀粉基包裝膜的兩倍。

董增等[35]使用高碘酸鈉作氧化劑改性木薯淀粉。將氧化木薯淀粉溶液與海藻酸鈉溶液以6∶4的比例混合作包裝膜的基材，而后添加了甘油、硬脂酸，最后塑料板流延成膜。以此制備的包裝膜抗拉伸強度、斷裂伸長率、吸光度和透氣性都比較優(yōu)異。林兆云等[36]使用玉米淀粉和纖維素納米晶體一同作包裝膜基材，二者都用次氯酸鈉進行氧化。而后與聚乙烯醇和甘油流延成膜，包裝膜抗拉伸強度提高。將混有一定量纖維素納米晶體的玉米淀粉氧化后，混合聚乙烯醇和甘油流延成膜。試驗表明，當(dāng)納米纖維晶體的添加量為0.5%時，在透明度和熱穩(wěn)定性兩方面最優(yōu)，透明度可達 0.66，隨著納米纖維晶體添加量達到3%，此時拉伸強度達到11.89 MPa 。郭偉茜[37]也選擇了氧化淀粉，混有羧甲基纖維素鈉、甘油以及應(yīng)用較多的抗菌劑納米銀復(fù)合制備保鮮膜。通過SEM觀察該膜較光滑平整，結(jié)構(gòu)較致密，通過DSC觀察該膜熱穩(wěn)定性較好。孫玥[38]利用次氯酸鈉對山藥淀粉進行改性，而后用改性的山藥淀粉固載茶多酚，再通過流延法制備成可食性淀粉基抑菌膜。利用草莓試驗此膜的抑菌效果，試驗結(jié)果表明，該膜可有效抑制食品表面細(xì)菌的繁殖速度，且避免了營養(yǎng)物質(zhì)大量流失，保證口感和質(zhì)量。淀粉顆粒經(jīng)氧化反應(yīng)后變得更小且分布更均勻，使得氧化淀粉包裝膜具有更加均一致密的結(jié)構(gòu)。在淀粉分子內(nèi)部引入了羧基和羰基，易與淀粉的羥基形成氫鍵，從而使拉伸強度增大；同時，由于強極性基團羧基的生成，使得以此制備的包裝膜的水溶性增加，淀粉中的親水基團隨羧基含量的升高也隨之升高，因此水蒸氣透過率提高。并且此膜制備材料具有可食性，可直接涂抹在食物上使用。

2.1.4 復(fù)合化學(xué)改性淀粉基包裝膜

復(fù)合化學(xué)改性是指兩種及兩種以上改性方式同時作用于淀粉，復(fù)合改性較其他方法制備過程略復(fù)雜，但制備的包裝膜的抑菌效果非常突出。賈雪[39]采用普魯蘭酶酶解淀粉和羥甲基醚化淀粉混合作基材，而后添加了檸檬酸和抗菌劑ZnO-殼聚糖，最后利用溶液流延法制備玉米淀粉基薄膜。此方法制備的淀粉基薄膜透氣性略低，但阻氧能力強，在抗菌方面對金黃色葡萄球菌的抑菌率高達91.2%。該方法由于成本高且技術(shù)停留在實驗室階段，未能大規(guī)模使用，該薄膜在食品工業(yè)中的應(yīng)用還有待開發(fā)。張露珍[40]也采用普魯蘭酶對淀粉進行了處理，再利用十八烷基三氯硅烷-正己烷改性，所得的改性淀粉作基材，而后添加碳酰胺和甲酰胺作增塑劑，淀粉納米晶和氧化鋅納米晶作增強劑。研究結(jié)果表明，采用此方法制備的包裝薄膜有較高的拉伸強度，可達8.9 MPa，透明度達到86.9%，透水、透油率升高，添加了增強劑的馬鈴薯淀粉薄膜的降解率可達90.7%。Peighambardoust等[41]也用到了氧化鋅，和其他兩種金屬納米顆粒一同制備包裝膜。將銀、氧化鋅、氧化亞銅納米顆粒加入到淀粉乳中和甘油一同油浴加熱，最后用溶液澆鑄法制備淀粉基復(fù)合膜。對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌進行微生物檢測。試驗表明，氧化鋅和銀納米顆粒具有吸收紫外線的功能，氧化鋅對大腸桿菌的抑菌效果顯著，氧化亞銅則起到了改善機械性能的作用，3種金屬納米顆粒具有協(xié)同效應(yīng)。彭娟[42]采用乙?；{米纖維素和木薯淀粉作為包裝膜基材，添加了乳酸鏈球菌素作抗菌劑。乳酸鏈球菌素的加入雖使包裝膜的機械性能、透光度和耐熱能力略有下降，但抑菌效果大幅提升。Chawla等[43]將淀粉基乳鏈菌肽可食性薄膜、納他霉素薄膜與MAP聚合成一個復(fù)合膜，抗菌效果顯著，主要體現(xiàn)在對蠟樣芽孢桿菌和黑曲霉的抑制。以甜品作樣品，保質(zhì)期由原來的21 d延長到了42 d。復(fù)合改性淀粉制備的包裝膜抑菌效果最顯著，但制備過程較繁瑣，大量生產(chǎn)的條件較高。復(fù)合改性大多先采用酶解的方法打開淀粉分子鏈，使更多的活性羥基暴露出來，后續(xù)再加入抗菌劑、交聯(lián)劑等，較大程度地提高了保鮮效果，大幅度地延長了食品的保質(zhì)期。不足之處就是酶的使用要求高，過程較繁瑣，耗時長。

2.2 物理改性淀粉基包裝膜

淀粉的物理改性是指采用熱液處理、超聲波、輻照、擠壓等物理手段來改變淀粉內(nèi)部晶體的結(jié)構(gòu)，改變分子排列順序，從而改變理化性質(zhì)。物理方法改性淀粉的操作簡易有效、綠色環(huán)保。

2.2.1 熱處理改性淀粉基包裝膜

熱處理是淀粉處理手段中最常見的工藝，經(jīng)過熱處理后淀粉的顆粒形貌以及結(jié)晶結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而性質(zhì)也改變，淀粉在高溫下發(fā)生溶脹、分散形成均勻糊狀溶液，稱為淀粉的糊化。原淀粉不溶于水且易老化回生，作為原料制成的膜抗拉強度低，易斷裂，而糊化后的淀粉易溶于水，機械性能有所提升。Zhao等[44]采用了一種亞臨界水技術(shù)針對李斯特菌的抑制研制包裝膜，以木薯淀粉為基材，分別添加了沒食子酸、殼聚糖、香芹酚3種抑菌劑，而后加入甘油和水一同放入亞臨界流體反應(yīng)器，以此方法制備包裝膜。實驗結(jié)果表明，相比之下沒食子酸的抑菌效果并不理想，而殼聚糖和香芹酚對李斯特菌有較強的抑制作用，在4周內(nèi)完全抑制細(xì)菌生長。Fonseca-García等[45]首先加熱攪拌玉米淀粉溶液至50 ℃，而后加入殼聚糖繼續(xù)加熱攪拌到85 ℃，保持 5 min，充分糊化。使用真空泵排出氣泡后倒模制成包裝膜。試驗表明該方法制備的包裝膜在阻隔水蒸汽方面和力學(xué)性能較優(yōu)異。

Souza等[46]將淀粉乳糊化，而后加入甘油、抑菌劑與皮克林乳液和納米纖維素一同采用流延法制備熱塑性淀粉基薄膜。Jha[47]也采用糊化的方法，首先將玉米淀粉加蒸餾水，殼聚糖溶于醋酸進行糊化。而后還添加了納米黏土、甘油來提高熱穩(wěn)定性和抗拉伸性能，山梨酸鉀作為抗菌劑。試驗表明，山梨酸鉀、葡萄柚籽提取物對黑曲霉的抑制效果顯著，將其應(yīng)用于面包的貯藏實驗，可使面包保存20 d。該薄膜具有高結(jié)晶度、低親水性、高力學(xué)性能和良好的熱穩(wěn)定性、環(huán)保性。與其他薄膜相比表面更均勻。Lee等[48]采用綠豆淀粉制備可食性涂層，綠豆淀粉中的支鏈淀粉含量高達30%～45%，可形成緊密且有黏性的薄膜。首先將綠豆淀粉溶液糊化，而后先后加入瓜爾膠、甘氨酸、葵花籽油和柚子籽提取物?？ㄗ延妥魇杷畡?，起到延緩老化的效果。柚子籽提取物作抗菌劑，對蠟樣芽孢桿菌和桔青霉的抑制效果顯著。試驗中將該可食性涂膜應(yīng)用于米糕中，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，此涂膜可延緩米糕變硬和結(jié)晶的速度，降低失水率，可應(yīng)用于保證食品的質(zhì)量和安全。陳杰[49]提出采用熱壓法制備紙塑復(fù)合材料，向熱塑性淀粉薄膜中添加微晶纖維素來提高抗拉、抗撕裂強度，添加光電因子石墨烯量子點來增加導(dǎo)電性能。試驗表明，該方法制備的淀粉基復(fù)合薄膜改善了易回生、脆性高、水溶解率低的缺點，具有優(yōu)越的機械性能、熱穩(wěn)定性、吸濕性、水溶性。對淀粉進行熱處理，會提高淀粉分子中的直鏈淀粉含量，使其在水中的溶解度升高；結(jié)晶區(qū)的結(jié)構(gòu)更均勻、穩(wěn)定；淀粉鏈分子之間的相互作用力較強，以此制備的薄膜熱穩(wěn)定性較高。向淀粉乳中加入的增塑劑可提高薄膜的拉伸強度；抗菌劑可有效延緩食品的腐敗速率，延長保鮮時間。

2.2.2 輻照改性淀粉基包裝膜

輻照是指利用特性波長或強度的電磁波、射線產(chǎn)生電子、離子、光子、紫外線、伽馬射線等活性粒子并將其能量作用于材料表面或內(nèi)部。嚴(yán)雨婷等[50]通過實驗證實了輻照處理對淀粉的結(jié)構(gòu)以及理化性質(zhì)會產(chǎn)生影響，證實了輻照會幫助酯化劑進入到淀粉顆粒內(nèi)部。廖娟等[51]采用了60Co-γ射線修飾玉米淀粉。結(jié)果表明，該操作可使所制備的薄膜表面更均勻，力學(xué)性能可達國標(biāo)。Kanatt[52]采用了輻照技術(shù)，將輻照淀粉與明膠以2∶1的比例混合，以甘油為增塑劑，采用澆鑄法制成淀粉基薄膜。試驗結(jié)果表明，輻照方法制備的薄膜的溶脹量和水解度低于其他薄膜，溶解度和透光率高于其他薄膜，具有改善微生物品質(zhì)和降低腐敗程度等效果。輻照可以破壞淀粉分子內(nèi)部以及淀粉分子與淀粉分子之間的氫鍵，使得淀粉顆粒變小，致使淀粉分子的流動性增強；淀粉經(jīng)輻照后直鏈淀粉含量降低，使淀粉乳黏稠、透明。以此可見，輻照改性淀粉更適用于制備對透明度需求較高的包裝膜。

2.2.3 超聲波改性淀粉基包裝膜

超聲波根據(jù)頻率可分為功率超聲波、高頻超聲和診斷超聲。在輕工業(yè)手工業(yè)中，超聲波的應(yīng)用范圍可涉及清洗、均質(zhì)、殺菌等方面。同時也可應(yīng)用到淀粉改性中，經(jīng)過超聲的淀粉顆粒分子量減小，且具備改性時間短、操作簡易、綠色環(huán)保等優(yōu)勢。Kirsh等[53]研究了超聲波處理在淀粉基包裝材料制備過程中的影響。以熱塑性淀粉、聚乙烯、樺樹皮提取物為主要原料，樺樹皮提取物有抗菌作用，聚乙烯的添加可以提高包裝材料的透氣性，在擠壓過程中采用超聲波處理。試驗結(jié)果表明，超聲波處理后的淀粉基包裝中添加劑分布更均勻，延長了貨架期。Liu等[54]在制備淀粉-聚乙烯醇復(fù)合膜過程中添加了氧化鋅、茉莉花提取物、肉豆蔻油，制備pH智能傳感包裝材料。茉莉花提取物可根據(jù)pH變化表現(xiàn)出不同的顏色，肉豆蔻油具有抗菌、抗氧化、止瀉和抗癌等作用，但用量需謹(jǐn)慎。該包裝材料阻水、阻紫外線和抗菌效果顯著，力學(xué)性能也較好，具有廣闊前景。經(jīng)超聲波處理過的材料更透明、更具流動性；所添加的增塑劑、抗菌劑等添加劑在包裝膜中的分布更均勻。從而以超聲波改性淀粉為基材的包裝材料其斷裂伸長率相應(yīng)地有所提高，且抗菌物質(zhì)可更好地發(fā)揮作用，使得抗菌能力提高；此外，在生物降解方面有用時短、高效的優(yōu)點。

3 結(jié)語

淀粉具備綠色無毒、易降解、生物相容性好等優(yōu)點，在制備包裝膜領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。淀粉基包裝膜與傳統(tǒng)包裝相較，由于搭載了抑菌材料，其對于食品及調(diào)味品的保鮮效果要優(yōu)于傳統(tǒng)包裝，由此可以減少防腐劑、干燥劑的使用，更有益于食品的安全保障。淀粉分子中含有羥基基團，易于進行化學(xué)改性，依據(jù)所包裝的食品及調(diào)味品需要的條件，選擇相應(yīng)的改性方式制備淀粉衍生物，拓寬淀粉在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，為提升食品及調(diào)味品的保鮮貯藏奠定了基礎(chǔ)。隨著研究的愈加深入、技術(shù)的愈加成熟，淀粉基包裝膜會成為大勢所趨，淀粉在未來的研發(fā)中，不僅可作為包裝膜材料，還會有更廣闊的發(fā)展前景。

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