玉米醇溶蛋白膜制备与应用的研究现状与展望_白红超

粮食加工２００8年第33卷第6期作为包装材料，塑料以其优良的综合性能，给我们的生产和生活带来了诸多便利。

但由于塑料的不可降解性而导致的白色污染问题，日益引起人们的重视，开发可降解、环境友好型包装材料成为当前亟待解决的问题。

玉米醇溶蛋白溶于乙醇、异丙醇等有机溶剂，待这些有机溶剂蒸发后，玉米醇溶蛋白成膜，因此具有成为包装材料的潜力，倍受人们关注。

1玉米醇溶蛋白膜的国内外研究现状1.1玉米醇溶蛋白膜制备条件的研究由于纯玉米醇溶蛋膜的抗拉强度、延展性、吸湿性等指标还不理想，膜比较硬且脆，塑性较差，需通过各种方法来改善玉米醇溶蛋白膜的性能。

通过添加增塑剂，可使增塑剂分子插入到玉米醇溶蛋白分子链之间，削弱了蛋白分子链间的应力，增加了蛋白分子链的移动性、降低了蛋白分子链的结晶程度，从而使玉米醇溶蛋白膜的塑性增加[1]，常用的增塑剂有多糖、多醇、硬脂酸和软脂酸等。

半乳糖可降低玉米醇溶蛋白膜水蒸气透过率，提高膜的机械性能，果糖能均匀地分布在玉米醇溶蛋白膜的表面并能弥补纯玉米蛋白膜表面的空洞使膜表面变得平滑[2,3]。

油酸能大幅度地改善玉米醇溶蛋白膜的柔韧性，使膜的抗拉强度和伸长率提高，并且制得的膜柔软、有光泽和富有弹性，防潮性能方面较好，具备了生物可降解材料应有的特性，有着良好的应用前景[4~7]。

甘油/聚乙二醇(400)复合物对玉米醇溶蛋白膜延伸率的影响比较显著,当添加比例为0.8(g/g)时,蛋白膜的延伸率变大约是甘油作为增塑剂的膜的50倍。

聚乙二醇(400)提高了玉米醇溶蛋玉米醇溶蛋白膜制备与应用的研究现状与展望白红超，郭兴凤（河南工业大学粮油食品学院，郑州450052）摘要：总结了国内外玉米醇溶蛋白膜制备与应用的研究现状，并对其应用进行了展望。

解决由不可降解塑料导致的环境污染问题，开发可降解、环境友好型材料是当前社会发展的趋势，玉米醇溶蛋白膜做为天然可降解材料，以原料来源广，易成膜的特点引起了人们的关注，关键词：玉米醇溶蛋白膜；制备与应用中图分类号：TS 210.1文献标志码：B文章编号：1007-6395(2008)06-0056-03白膜的抗张指数、降低了膜的吸水率，并且能提高膜的柔韧性，但使膜的抗拉强度大幅降低[5,6]。

将聚乙二醇和月桂酸的混合物加入玉米醇溶蛋白溶液，随着聚乙二醇添加量的增加，玉米醇溶蛋白膜的弹性增强，但膜的水蒸气透过率增大，氧气透过率不稳定[8]。

添加一定量的交联剂，可以加强蛋白质分子间或者分子内的键合作用，有利于膜结构的致密，改善膜的机械性能和阻湿性能[9,10]。

向玉米蛋白溶液加入交联剂1-乙基-3-(3-二甲丙氨基)碳化二酰亚胺(EDC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)，可提高玉米醇溶蛋白的成膜能力，使膜的表面变得平滑，而且能使膜的抗拉强度得到极大的增强[11]。

交联剂甲醛、戊二醛、已二醛、肉桂醛都能提高膜的抗拉强度，但肉桂醛的安全性最高[12]。

射线照射处理可改善玉米醇溶蛋白膜的性能。

用紫外线照射玉米醇溶蛋白膜后，膜的抗拉强度增大，可溶性物质减少，水蒸气透过率不变，颜色变浅[13]；通过对玉米醇溶蛋白溶液进行γ照射，溶液成膜后膜的平均抗拉强度降低，但膜的微观结构平滑和膜的颜色变浅[14]。

控制成膜条件也可改善玉米醇溶蛋白膜的性能。

当乙醇溶液的体积分数为90%～95%、pH 值为8.0～8.8时，膜的透明度较高；当乙醇溶液的体积分数为25%～30%、pH 值为8.4～9.2时，膜的抗拉性较好；在高pH 值下，降低乙醇溶液的体积分数或在高乙醇的体积分数下，降低溶液的pH 值，膜的透湿性明显下降[15]。

当膜干燥时所处环境的相对湿度不同，会导致膜的含水量不同，进而影响膜的机械性能[16]。

1.2玉米醇溶蛋白膜的应用研究醇溶蛋白膜具有良好的阻湿性及阻氧性，以及抗紫外线、保香、阻油和防静电等特性,对细菌有一定抑制作用，因而可以用于食品保鲜、包装以及制药收稿日期：2008－04－14作者简介：白红超（1981-），男，硕士研究生，研究方向：粮食、油脂及植物蛋白工程。

56粮食加工２００8年第33卷第6期行业。

加入抗菌物质与玉米醇溶蛋白复合，可提高玉米醇溶蛋白膜的抗菌功能。

尼生素、月桂酸、EDTA 以及三者的复合物都能提高膜的抗菌性能[17]。

用含有肠球菌素的玉米醇溶蛋白膜包装火腿，对单核细胞增生李斯特菌有较好的抗菌性能[18]。

把溶菌酶加到玉米醇溶蛋白溶液后，与鹰嘴豆清蛋白复合，不但能提高复合膜的溶解能力，而且能使溶菌酶均匀分布在复合膜上，更好地控制了酶的释放速度，提高了复合膜的抗菌和抗氧化性能[19]。

从鸡蛋清蛋白提取溶菌酶后，加入玉米醇溶蛋白，当溶菌酶纯度较高时，复合膜对芽胞杆菌和乳酸杆菌有效，如果在复合膜中再加入EDTA，则复合膜对大肠杆菌也有效[20]。

玉米醇溶蛋白膜不溶于水，又是天然物质，可作为药物包衣材料使用。

向玉米醇溶蛋白溶液添加增塑胶和防腐剂后，制成的膜在模拟胃液的胃蛋白酶溶液中可使膜释放药物的能力提高，表明玉米醇溶蛋白膜可以作为药物包衣材料[21]。

油酸增塑后的玉米醇溶蛋白膜具有良好的抗酸性，在pH>10时才开始溶解，这一特性使得开发蛋白膜包覆的功能性产品有了理论依据。

玉米醇溶蛋白膜在各种蛋白酶水溶液中24h内不能使蛋白膜水解，具有抗胃蛋白酶和抗胰酶的能力，说明蛋白膜不能被人体内的酶水解，因此可以作为一种便宜而又能有效替代传统药物包衣材料的膜来使用[22,23]。

玉米醇溶蛋白膜具有较好的阻氧性和阻湿性，因此可应用于食品的保鲜。

用玉米醇溶蛋白溶液涂布杏仁后，玉米醇溶蛋白膜可使杏仁的保质期明显提高[15]。

采用玉米醇溶蛋白液浸涂硬糖，可以延缓硬糖吸水溶化，防止硬糖发烊、返砂，以便长久地保持硬糖的质量，在玉米醇溶蛋白溶液中添加增塑剂能更有效地增强其保湿性。

用玉米醇溶蛋白浸涂杏仁及核桃仁能延缓其氧化酸败速度，而添加增塑剂能使膜更好地粘着于食品表面，从而增强了膜的阻氧性[24]。

将虫胶加入玉米醇溶蛋白溶液，复合后的玉米醇溶蛋白膜可使核桃仁的保质期达到250d以上，有效地抑制了核桃仁的氧化酸败[25]。

在番茄成熟期将番茄涂抹玉米醇溶蛋白，可以推迟番茄的成熟时间[26]。

向玉米醇溶蛋白溶液分别加入BHA、抗菌酶和乳化剂，复合膜的抗氧化效果比二氯乙烯膜好[27]。

Dong等人研究了玉米蛋白膜作为培养人类肝细胞和小鼠纤维原细胞材料的可能性，结果表明玉米蛋白膜与上述两种细胞有较好的生物相容性，可作为研究人体组织工程的材料使用[28]。

2玉米醇溶蛋白膜应用研究发展趋势玉米醇溶蛋白膜以原料来源广、可降解引起了人们的关注。

但玉米醇溶蛋白膜的制备和应用技术目前尚处于实验室阶段，为了提高玉米醇溶蛋白膜性能和扩大玉米醇溶蛋白膜的应用范围，需要就以下几个方面进行研究：2.1开发复合型玉米醇溶蛋白膜由单材料向多材料,由单层膜向多层膜方向发展是当前可降解膜的发展趋势。

将玉米醇溶蛋白与其它天然产物如多糖、蛋白、微生物发酵糖蜜、油脂产生的共聚聚酯等复合，充分利用各组分的长处，弥补彼此的缺点，制备具有较好性能的复合膜材料。

2.2开发功能型玉米醇溶蛋白膜为了扩大玉米醇溶蛋白膜的使用范围，可根据实际需要开发具有特殊功能型玉米醇溶蛋白膜。

例如可向玉米醇溶蛋白溶液添加天然抑菌剂和酶制剂，涂抹在农产品或食品表面，干燥成膜后可起到阻湿、阻气、防虫、抑菌、抗氧化等效果，延长产品的货架期。

2.3玉米醇溶蛋白的成膜机理研究尽管人们用各种方法来提高玉米醇溶蛋白膜的性能，但关于其成膜机理还不太清楚。

只有确定成膜机理才能有效提高成膜的性能，因此尚需对成膜机理进行深入的研究。

参考文献：[1]Guilbert S,Biquet B.Edible films and coatings.In Foodpackaging technology[M].New York:VCH Publishers,Inc, 1996.[2]Ghanbarzadeh Babak,Oromiehie A R,Musavi Mohamad,etal.Effect of plasticizing sugars on rheological and thermalproperties of zein resins and mechanical properties of zein films[J].Food Research International,2006,(39):882-890. [3]Ghanbarzadeh Babak,Oromiehie A R,Musavi Mohamad,etal.Effect of plasticizing sugars on water vapor permeability, surface energy and microstructure properties of zein films[J].LWT,2007,40:1191-1197.[4]田少君,阎景坤,阎静.不同增塑剂对玉米醇溶蛋白膜机械性能的影响[J].粮油加工，2006，(8):88-90.[5]黄国平,杨晓泉,温其标.增塑剂对玉米醇溶蛋白成膜性能的影响[J].华南理工大学学报(自然科学版),2004,32(3):37-40.[6]黄国平,温其标,杨晓泉,等.玉米醇溶蛋白的增塑改性研究[J].粮油加工与食品机械,2003,(10):52-54.[7]Youn Ryu Sou,Whan Rhim Jong,Jong Lee Won,et al.Re-57粮食加工２００8年第33卷第6期Progress and Prospect of Research in Zein FilmBAI Hong-chao ，GUO Xing-feng(School of Food Science and Engineering ，Henan University of Technology ，450052Zhengzhou,China)Abstract:The research status of zein film was analyzed and the prospect of zein film was predicted.Solve the pollution problem of non-degradation plastic,the development of degradative and amicable materials is needed nowadays.The zein film gets people ’s attention because of its rich stuff and easy accomplishment.Key words:zein film,preparation and applicationlationship between moisture barrier properties and sorption characteristics of edible composite films[J].Food Science and Biotechnology,2005,14(1):68-72.[8]Paramawati R,Yoshino T,Isobe S.Properties of plasticized-zein film as affected by plasticizer treatments[J].Food Scie-nce and Technology Research,2001,7(3):191-194.[9]辛嘉英.可食性食品包装膜的研制[J].适用技术市场,1995,(7):16.[10]Rayas L M,Hernandez R J,et al.Development and char-acterzation of biodegradable/edible wheat protein films[J].Journal of Food Science,1997,(1):160-162.[11]Kim S,Sessa D J,Lawton J W.Characterization of zeinmodified with a mild cross-linking agent[J].Industrial Crops and Products,2004,(20):291-300.[12]Lee Myoungsuk,Lee Sehee,Ma Yuhyun,et al.Effect ofplasticizer and cross-linking agent on the physical proper-ties of protein films[J].Journal of Food Science and Nutri-tion,2005,10(1):88-91.[13]Rhim J W,Gennadios A,Fu Dengjing,et al .Properties ofultraviolet irradiated protein films[J].Lebensmittel-Wis-senschaft und-Technologie,1999,32(3):129-133.[14]Lee Sehee,Lee Myoungsuk,Song Kyung Bin.Effect of γ-irradiation on the physicochemical properties of zein films [J].Journal of Food Science and Nutrition,2003,8(4):343-348.[15]刘雪雁,殷丽君,杨婀娜,等.玉米醇溶蛋白可食性保鲜膜的研究[J].中国粮油学报,1996,11(3):24-32.[16]Yoshino T,Isobe S,Maekawa T.Influence of preparationconditions on the physical properties of zein films[J].Jour-nal of the American Oil Chemists'Society,2002,79(4):345-349.[17]Hoffman K L,Han I Y,Dawson P L.Antimicrobial effectsof corn zein films impregnated with nisin,lauric acid,and EDTA[J].Journal of Food Protection,2001,64(6):885-889.[18]Marcos Begonya,Aymerich Teresa,Monfort Josep M,et al.Use of antimicrobial biodegradable packaging to control Listeria monocytogenes during storage of cooked ham[J].In-ternational Journal of Food Microbiology,2007,(120):152-158.[19]G ücbilmez Cigfdem Mecitoglu,Yemeniciogflu A,Arslanog-lu A.Antimicrobial and antioxidant activity of edible zein films incorporated with lysozyme,albumin proteins and disodium EDTA[J].Food Research International,2007,(40):80-91.[20]Mecitofglu Cigdem,Yemenicioglu Ahmet,ArslanogluAlper,et al.Incorporation of partially purified hen egg white lysozyme into zein films for antimicrobial food pack-aging[J].Food Research International,2006,(39):12-21.[21]O ’Donnell Patrick B,Wu Chuanbin,Wang Jijun,et al.Aqueous pseudolatex of zein for film coating of solid dosage forms[J].European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics,1997,(43):83-89.[22]黄国平,杨晓泉.玉米醇溶蛋白膜的降解性能和水蒸气透过率的研究[J].食品研究与开发,2006,27(3):22-23,29.[23]Beck M I,Tomka I,Waysek E.Physico-chemical charac-terization of zein as a film polymer :A direct comparison with ethyl cellulose coating[J].International Journal of Pharmaceutics,1996,(141):137-150.[24]徐丽萍,王亚南,马会来.玉米醇溶蛋白阻湿性及抗氧化性应用的研究[J].中国粮油学报,1999,14(5):40-42.[25]周柏玲,李蕾,孙秋雁,等.玉米醇溶蛋白复合膜包衣对核桃仁酸败抑制效果的研究[J].农业工程学报,2004,20(3):180-183.[26]Park H J,Chinnan M S,Shewfelt R L.Edible corn-zeinfilm coatings to extend storage life of tomatoes[J].Journal of Food Processing and Preservation,1994,18(4):317-331.[27]Herald T J,Hachmeister K A,Huang S,et al .Corn zeinpackaging materials for cooked turkey[J].Journal of Food Science,1996,61(2):415-417,421.[28]Dong Jian,Sun Qingshen,Wang Jin-Ye.Basic study ofcorn protein,zein,as a biomaterial in tissue engineering,surface morphology and biocompatibility[J].Biomaterials,2004,(25):4691-4697.58。