可食性薄膜(Edible Films)是應用於食品科學和包裝領域的一種技術,旨在提供屏障功能、提高食品品質和延長保質期。
根據其主要的組成材料,可食性薄膜通常可分為以下三大類:
可食性薄膜的三大主要類別
1. 多醣類 (Polysaccharides) 薄膜
多醣類薄膜是利用各種天然高分子碳水化合物製成的薄膜,它們因其優良的結構性和氣體阻隔性而被廣泛應用。
主要優勢:
- 結構穩定性: 能提供良好的機械強度。
- 氣體阻隔性: 對於氧氣、二氧化碳等氣體的阻隔性能優良(但在高濕度環境下可能下降)。
- 來源廣泛: 通常成本較低。
常見材料範例:
- 澱粉及其衍生物: 玉米澱粉、馬鈴薯澱粉等。
- 纖維素及其衍生物: 羧甲基纖維素 (CMC)、羥丙基甲基纖維素 (HPMC) 等。
- 藻膠: 海藻酸鹽 (Alginate)、鹿角菜膠 (Carrageenan)。
- 膠體: 果膠 (Pectin)、殼聚醣 (Chitosan,來自甲殼類動物)。
- 膠: 黃原膠 (Xanthan Gum)。
2. 蛋白質類 (Proteins) 薄膜
蛋白質類薄膜是從動物或植物來源的蛋白質中提取製成,它們的優勢在於具有良好的機械強度、氣體阻隔性以及可以作為活性成分的載體。
主要優勢:
- 氣體阻隔性: 由於蛋白質結構緊密,對氧氣的阻隔性非常優秀。
- 營養價值: 本身具有營養成分。
- 功能性: 容易與其他活性物質(如抗氧化劑、抗菌劑)結合。
常見材料範例:
- 動物蛋白質:
- 明膠 (Gelatin): 來自膠原蛋白,具有優良的成膜性。
- 酪蛋白 (Casein) 和乳清蛋白 (Whey Protein): 來自牛奶。
- 植物蛋白質:
- 玉米醇溶蛋白 (Zein): 來自玉米。
- 大豆分離蛋白 (Soy Protein Isolate)。
- 小麥麵筋蛋白 (Gluten)。
3. 脂質類 (Lipids) 薄膜
脂質類薄膜主要由脂肪、蠟或油組成,它們通常無法獨立成膜(機械強度差),但其最大的優勢是提供極佳的水蒸氣阻隔性。
主要優勢:
- 水分屏障: 脂質的非極性特性使其成為阻止水分蒸發或吸收(維持食品濕度)的最佳屏障。
常見材料範例:
- 蠟 (Waxes): 蜂蠟 (Beeswax)、巴西棕櫚蠟 (Carnauba Wax)。
- 脂肪酸及其酯類: 單甘油酯 (Monoglycerides)、硬脂酸 (Stearic Acid)。
- 油脂: 植物油。
總結與實際應用
在實際應用中,為了獲得最佳的屏障性能和機械強度,研究人員通常會將這三大類材料進行複合:
- 結構層 (Structure Layer): 由多醣類或蛋白質類提供機械強度和氣體阻隔。
- 屏障層 (Barrier Layer): 嵌入或塗覆脂質類材料,以增強水蒸氣阻隔性能。
這種複合薄膜可以充分利用每種成分的優點,例如形成脂質-蛋白質複合膜,以達到既堅固又能有效控制水分和氣體傳輸的效果。