2024年1月，我室张宇昊教授团队在《Food Hydrocolloids》（IF 10.7）上在线发表了题为“Enhanced barrier and antioxidant properties of gelatin films by structural-colored bioactive materials for food packaging”的研究论文。本研究通过生物活性材料与生物聚合物之间的氢键和静电相互作用形成致密的网络结构，基于结构着色的生物活性材料制备了新型功能明胶膜，并将其应用于实际的食品中。

明胶主要提取于不同动物的骨头和兽皮，是一种水溶性纤维状的高度纯化的蛋白质，其稳定性、分散性、凝胶性能、封装性能、乳化能力、成膜性能、粘附性、发泡特性以及持水能力具有明显优势，因此在食品保鲜领域得到广泛应用。此外，明胶可以与其他生物聚合物协同作用，制造高质量的功能性包装薄膜。但是明胶膜的溶胀和阻隔能力较弱，限制了其实际应用。壳聚糖是一种天然阳离子线性多糖，由N-乙酰基-D-氨基葡萄糖基团组成，通过O-葡萄糖苷键β（1→4）连接，具有较强成膜能力和与明胶显著的相容性。

红曲红（MR）、藻蓝蛋白（PH）和红花黄（SY）为天然生物活性材料，具有优异的抗氧化性能和颜色特性。MR作为红曲属中重要的次生代谢产物，具有很好的抗氧化、抗菌和抗真菌特性。PH的抗氧化活性、抗炎能力和免疫调节能力较好，同时可以清除体内过量的活性氧。SY具有抗氧化活性、抗炎特性、镇痛作用和心血管保护作用，得到了广泛的应用。

本实验采用不同类型的明胶对明胶/壳聚糖成膜性能进行了验证，结果显示A型明胶成膜性不好，薄膜基质中有许多气泡，而B型明胶可以形成光滑、无缺陷、致密透明的复合膜。

图一、（A）明胶/壳聚糖基薄膜的图片。（B）厚度。（C）机械性能。不同大小写字母表示不同成膜配方下不同测试项目差异显著（p<0 .05）。

本实验将营养丰富的蓝莓用塑料薄膜（PE）和制备的薄膜（GC2、GF3、GB3和GY3）包装，在25°C条件下保存，观察蓝莓的变化。结果表明，掺入生物活性材料后包装的蓝莓的失水收缩和霉菌生长受到明显抑制，这可能是由于生物活性材料的抗菌能力和抗氧化性能较强。

图二（A）未包装和包装蓝莓在储存6天时的蓝莓的外观。（B）重量损失。（C）硬度。

复合薄膜由可食用成分制成并具有可食用性，分别采用商业薄膜（PE）和复合薄膜对食品原料（大米和燕麦）进行包装，前者在去除PE薄膜（不可食用）后进行蒸煮，后者与复合包装薄膜一起蒸煮，最终得到燕麦粥样品。在高温煮沸过程中，复合膜并没有完全溶解在粥中，而是呈现出果冻凝胶的质地，很容易咀嚼和吞咽。

图三（一）复合膜和商业膜的折叠恢复性能。（B）复合薄膜（CF3、GB3和GY3）在零食和巧克力糖果上的包装应用。（C）不同薄膜包装燕麦粥的实用烹饪比较。（D）不同薄膜包装燕麦粥的电子鼻分析（PCA）。

本研究开发了生物活性天然材料的功能性明胶/壳聚糖薄膜，并研究了其作为食品包装的实际应用。在实际食品应用中，所制备的薄膜延缓了蓝莓的失重和软化，也可以与大米和燕麦一起煮成粥，具有特殊的口感和颜色。因此，含有生物活性物质的功能性明胶薄膜在保鲜食品包装和食用/蒸煮食品包装中具有广阔的应用前景。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X24000183