CN101194682A - 一种可食性混合膜及其以流延工艺为主的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可食性混合膜及其以流延工艺为主的生产方法，旨在提供一种由可食植物与植物蛋白或/和淀粉制成并具有多种营养的可食性混合膜及其生产方法。本发明的混合膜中按重量百分比包括：可食植物10－35％，植物蛋白或/和植物淀粉80－50％，5－25％的辅料。本发明还提供了一种采用流延法制备混合膜的方法。本发明的纸膜既不是单纯的蔬菜纸又不是单纯的蛋白膜或淀粉膜，其营养丰富，融合了蔬菜纸和蛋白膜或淀粉膜的物理和化学性能的优点。另外，本发明提出了以流延工艺为主的生产方法和相关技术，克服了其生产工艺和技术中的难点。此类混合膜可作为食品的可食性包装，也可作为食品直接食用。

Description

一种可食性混合膜及其以流延工艺为主的生产方法

技术领域

本发明涉及一种可食性包装材料，更具体的说，是涉及一种由可食植物与植物蛋白或/和植物淀粉制成的可食性混合膜及其以流延工艺为主的生产方法。

背景技术

目前，以塑料为主要原材料的包装物和生活用品的废弃物造成的环境污染问题被世人所关注，人们致力于寻求可降解的新型材料，甚至制备可食性包装材料，如蔬菜纸、蛋白膜等。

蔬菜纸最早起源于日本，国内也有一些学者致力于该方面的改进研究。蛋白膜及淀粉膜也是众多学者关注的焦点和一些学者的研究热点。蛋白膜包括动物蛋白膜和植物蛋白膜。无论是蔬菜纸还是蛋白膜或淀粉膜，都是由单一物质制成的，其营养成分单一，并且有各自物理和化学性能的缺点。动物蛋白可食性膜具有一定的柔性，但放置时间长久后变色且气味和口感较差；单纯的植物蛋白膜具有脆性大和强度低等缺点，需加辅料解决；蔬菜纸具有纸张物理性能，含有蔬菜类似的营养成分。而且，在采用流延法生产时，由于揭膜难，常采用添加助剂的方法解决揭膜难的问题，制备工艺复杂。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种由可食植物与植物蛋白或/和植物淀粉制成并具有多种营养的可食性混合膜。

本发明的另一个目的是提供一种由可食植物与植物蛋白或/和植物淀粉制成的可食性混合膜的生产方法。

此类混合膜可作为食品的可食性包装，也可作为食品直接食用。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明由可食植物与植物蛋白或/和植物淀粉制成的可食性混合膜，为了生产不同营养成分、不同比重的混合膜，按重量百分比包括：可食植物10-35％，植物蛋白或/和植物淀粉80-50％，5-25％的辅料。

本发明混合膜所用的可食植物为白菜、芹菜、韭菜、大葱、笋类等中的至少一种，所用植物蛋白为大豆蛋白、玉米蛋白、小麦蛋白等中的至少一种，所用淀粉为玉米淀粉、薯类淀粉等中的至少一种。其中，增强剂类似于食品添加剂中的增稠剂，诸如食品级聚羧酸钠、卡拉胶等；增柔剂诸如食品级甘油、甘油酸脂等。

本发明可食性混合膜的生产方法包括下述步骤：

(1)可食植物浆料的制备：将可食植物磨浆和/或打浆，分选长度小于5mm，直径小于膜厚度的纤维，一般直径小于0.3mm，得到可食植物浆料。

(2)在制备可食植物浆料的同时制备含有辅料的植物蛋白液或植物淀粉液或植物蛋白与植物淀粉的混合液。植物蛋白或植物淀粉或植物蛋白和植物淀粉与水的质量百分比15-30％配比，加入辅料，这样能够使流延顺利进行。将制备植物蛋白液或植物淀粉液或植物蛋白与植物淀粉的混合液降温至40-50℃备用。降温是防止与可食植物浆料混合时使可食植物变熟，影响膜的性能。溶液的制备分为两种方法，一种是植物蛋白或/和植物淀粉与辅料和水一起混合，另一种方法是先将植物蛋白或/和植物淀粉与水混合，待植物蛋白或/和植物淀粉溶解后再加入辅料。第一种的具体制备方法为：植物蛋白液的制备方法为：将植物蛋白与水按照质量百分比为15-30％配比，加入辅料，进行混合，加温并充分搅拌直至植物蛋白和辅料充分溶解，一般保温30-50分钟，得到植物蛋白液；植物淀粉液的制备方法为：将植物淀粉与水按照质量百分比为15-30％配比，加入辅料，进行混合，加温并充分搅拌直至植物淀粉和辅料充分溶解，一般保温30-50分钟，得到植物淀粉液；植物蛋白与植物淀粉的混合液的制备方法为：将植物蛋白、植物淀粉与水按照质量百分比为为15-30％配比，加入辅料，进行混合，加温并充分搅拌直至植物蛋白和植物淀粉以及辅料充分溶解，一般保温30-50分钟，得到植物蛋白与植物淀粉的混合液。第二种的具体制备方法为：植物蛋白液的制备方法为：将植物蛋白与水按照质量百分比为15-30％配比，先将植物蛋白与水混合，加温并充分搅拌直至植物蛋白充分溶解，再加入辅料，搅拌均匀，一般保温30-50分钟，得到植物蛋白液；植物淀粉液的制备方法为：将植物淀粉与水按照质量百分比为15-30％配比，先将植物淀粉与水混合，之后加温并充分搅拌直至植物淀粉充分溶解，再加入辅料，搅拌均匀，一般保温30-50分钟，得到植物淀粉液；植物蛋白与植物淀粉的混合液的制备方法为：将植物蛋白、植物淀粉与水按照质量百分比为15-30％配比，先将植物蛋白、植物淀粉和水混合，之后加温并充分搅拌直至植物蛋白和植物淀粉充分溶解，再加入辅料搅拌均匀，一般保温30-50分钟，得到植物蛋白与植物淀粉的混合液。上述加热的温度根据不同植物蛋白或植物淀粉的溶解温度确定。如大豆蛋白液加温到70-80℃。

(3)按照可食植物占成品膜的重量百分比(干重比)为10-35％取可食植物浆料，一般浆料含水率在80-90％，可反算干重，加入到上述备用的40-50℃植物蛋白液或植物淀粉液或植物蛋白与植物淀粉的混合液中，充分搅拌均匀。

(4)流延：利用导管将得到的植物蛋白或/和植物淀粉与可食植物浆料的最终混合液导入流延槽内，随着钢带的移动，刮刀刮出湿膜，即所谓的流延法。刮刀与钢带的距离决定了将来的干膜厚度，要充分考虑湿膜到干膜的缩水率，一般缩水率在70％以上。

(5)烘干，除湿，收卷：将上述湿膜在60-80℃进行烘干，同时在保持相对湿度50-60RH条件下进行除湿，之后进行收卷，得到由可食植物与植物蛋白或淀粉制成的混合膜。在成品膜中各组分的重量百分比分别为：可食植物10-35％，植物蛋白或/和植物淀粉80-50％，辅料5-25％。通过对上述烘干和除湿条件的选择，混合膜不仅强度高，而且柔性最佳。

在可食植物浆料的制备过程中，如果可食植物浆料含水率过高，一般高于90％，即水分过多，则在磨浆或打浆后进行脱水，将脱出的含有果肉的水收集起来；当在磨浆及打浆过程中浆料含水率过低，一般低于80％，即水分过少，将上述含有果肉的水放回浆料中，或将含有果肉的剩余水提纯为蔬菜汁。

本发明所述的辅料为可食性增柔剂和增强剂。增强剂类似于食品添加剂中的增稠剂，诸如食品级聚羧酸钠、卡拉胶等，使用时可以是其中一种，也可两种以上混合。食品级聚羧酸钠、卡拉胶等的用量在国家标准或指导范围内，按照成品总重一定比例添加。其中，食品级聚羧酸钠添加量0.1-2g/kg；卡拉胶添加量1-20g/kg。本发明所使用的增柔剂相当于食品中的乳化剂，增加柔软性的同时增加塑性，降低脆性，诸如食品级甘油、甘油酸脂等，用量在国家标准或指导范围内。

为了提高力学性能及压光，并能够更好的溶合混合，将烘干、除湿后得到的混合膜进行滚压和压花，之后再收卷。为了解决粘膜问题，在流延机钢带上镀聚四氟或/和涂食用油。

本发明具有下述技术效果：

本发明的混合膜及其生产工艺，融合了蔬菜纸和蛋白膜或淀粉膜的物理和化学性能的优点，克服了其生产工艺和技术的难点。首先，混合膜既不是单纯的蔬菜纸，又不是单纯的蛋白膜或淀粉膜，混合膜其营养丰富，口感好，滑润；  第二，从机械强度角度，通过对混合膜中各组分含量的确定，并通过对生产工艺条件的确定，混合膜具有较单纯的蛋白膜或蔬菜纸强度高的优点，克服了蛋白膜的脆性和蔬菜纸低强度的缺点；第三，实验表明混合膜具有良好的包装热封性能；第四，本发明的混合膜具有水溶性强，可食环保特点；第五，植物蛋白或/和植物淀粉与可食植物的添加量可控；第六，流延机钢带采用了聚四氟涂层，或者在流延机钢带上施加少量的食用油，也可以在聚四氟涂层上再涂食用油，加之膜本身强度高，便于脱模，克服了粘膜的难点。

附图说明

图1为本发明混合膜生产方法的流程图。

具体实施方式

本发明混合膜的生产方法的流程图如图1所示，对于以大比例植物蛋白或植物淀粉或其混合与小比例可食植物混合膜的生产，主要采用了流延工艺，并加以其他处理工艺。首先，由于长植物纤维不易流延刮平，在制浆时要求纤维长度和直径达到一定的程度，就要求磨浆、纤维分选、打浆、柔浆相结合，得到适合于流延法的可食植物浆料，一般纤维长度小于5mm，直径小于0.3mm，含水率80-90％为宜，否则脱水或加水，收集蔬菜水循环制浆，剩余蔬菜水提纯为蔬菜汁。第二，在第一个罐(或反应釜)中，按照植物蛋白或/和植物淀粉与水的质量百分比为15-30％的比例制备含有辅料的植物蛋白液、植物淀粉液、植物蛋白与植物淀粉混合液。溶液的制备分为两种方法。第一种方法：先将植物蛋白或植物淀粉或植物蛋白与植物淀粉的混合物溶于水中，加温至溶解温度，搅拌，并保持30-50分钟左右的溶解时间，添加辅料，再搅拌，直至植物蛋白或植物淀粉或植物蛋白与植物淀粉的混合物与辅料充分溶解和融合。第二种方法：将植物蛋白或植物淀粉或植物蛋白与植物淀粉的混合物及辅料与水混合，加温至某一温度，搅拌，并保持30-50分钟左右的溶解时间，直至植物蛋白或植物淀粉或植物蛋白与植物淀粉的混合物与辅料充分溶解和融合。第三，在第二个罐(或反应釜)中，先将上步制备好的植物蛋白液或植物淀粉液或植物蛋白与植物淀粉的混合液降温至40-50℃，之后将上述制得的适合于流延法的可食植物浆料加入第二个罐中，加以搅拌以提高均匀度。第四，利用导管将得到的植物蛋白或/和植物淀粉与可食植物浆料的混合液导入流延槽内，随着钢带的移动，刮刀刮出湿膜，即所谓的流延法。刮刀与钢带的距离决定了将来的干膜厚度，要充分考虑湿膜到干膜的缩水率，一般在70％以上。  第五，烘干的同时增加了除湿，以提高烘干效果，降低能耗。第六，增加压辊装置进行滚压，既提高力学性能也起到压光作用。第七，轧花不仅起到美观作用还起到加筋增强作用。最后收卷。

可以这样计算混合膜的各种成分干重：蛋白粉及淀粉加入量即为蛋白粉及淀粉干重。在考虑含水率后，可食植物浆料按10-20％折算干重。甘油按80-90％折算重量，其他辅料烘干后重量很小，可不计。

实施例1：制备韭菜与大豆蛋白、玉米淀粉混合膜

根据上述说明及图1的生产方法，采用了机械法制浆，即将韭菜清洗、切割成长度小于5mm小块，经磨浆、打浆、纤维分选等得到含水率为80-90％的韭菜浆料。其中，纤维的直径小于0.3mm。在制备韭菜浆料的过程同时，制备大豆蛋白和玉米淀粉混合液，并取一定量的韭菜浆料，其配方比例如下：

100g水，20g大豆蛋白，5g玉米淀粉，5g食品级甘油，20g浓度为1ppm的食品级聚羧酸钠，60g韭菜浆料。

将20g大豆蛋白粉及5g淀粉溶于100g水中，加温至80℃，搅拌时间40分钟，加入甘油及聚羧酸钠，再搅拌10分钟，得到植物蛋白与植物淀粉混合液，将其降温至40℃，加入上述韭菜浆料，再搅拌10分钟，达到植物蛋白与植物淀粉混合液与韭菜浆料均匀混合，得到最终混合液。利用导管将最终混合液导入流延槽内，进行流延，经在70℃烘箱内烘干，同时在保持相对湿度50-60RH条件下进行除湿，得到韭菜与大豆蛋白、淀粉混合膜。其中，流延机钢带采用了聚四氟涂层。

此例韭菜与大豆蛋白、淀粉混合膜中，大豆蛋白占52.6％，淀粉占13.2％，韭菜干重占23.7％，甘油10.5％。此膜的平均厚度0.317mm，抗张强度2.0590(kN/m)，伸长率13.750％。实验表明有很好的强度和延展率，具有相当的柔性。通过实验，易于热封，易于水溶，口感滑润。

实施例2：制备白菜与大豆蛋白混合膜

根据上述说明及图1的生产方法，采用了机械法制浆，即将白菜清洗、切割成长度小于5mm小块，经磨浆、打浆、纤维分选等得到含水率为80-90％的白菜浆料。其中，纤维的直径小于0.3mm。在制备白菜浆料的同时，制备大豆蛋白液，并取一定量的白菜浆料，其配方比例如下：

130g水，20g大豆蛋白，10g食品级甘油，30g浓度为1ppm的食品级聚羧酸钠，60g白菜浆料。

将20g大豆蛋白粉溶于130g水中，加温至80℃，搅拌时间40分钟，加入甘油及聚羧酸钠，再搅拌10分钟，得到大豆蛋白液，将其降温至40℃，加入白菜浆料，再搅拌10分钟，达到大豆蛋白液与白菜浆料均匀混合，得到最终混合液。利用导管将最终混合液导入流延槽内，进行流延，经在80℃烘箱内烘干，同时在保持相对湿度50-60FH条件下进行除湿，得到白菜与大豆蛋白混合膜。其中，流延机钢带采用了聚四氟涂层。

此膜中，大豆蛋白占57.1％，白菜占17.2％，甘油占25.7％。此膜的平均厚度0.238mm，抗张强度3.765(kN/m)，伸长率11.500％。实验表明有很好的强度和延展率，具有相当的柔性。通过实验，易于热封，易于水溶，口感滑润。

实施例3：制备芹菜与大豆蛋白混合膜

根据上述说明及图1的生产方法，采用了机械法制浆，即将芹菜清洗、切割成长度小于5mm小块，经磨浆、打浆、纤维分选等得到含水率为80-90％的芹菜浆料。其中，纤维的直径小于0.3mm。在制备芹菜浆料的同时，制备大豆蛋白液，并取一定量的芹菜浆料，其配方比例如下：

110g水，20g大豆蛋白，10g食品级甘油，20g浓度为1ppm的食品级聚羧酸钠，60g芹菜浆料。

将20g大豆蛋白粉溶于110g水中，加温至80℃，搅拌时间40分钟，加入甘油及聚羧酸钠，再搅拌10分钟，得到大豆蛋白液，将其降温至40℃，加入芹菜浆料，再搅拌10分钟，达到大豆蛋白液与芹菜浆料均匀混合，得到最终混合液。利用导管将最终混合液导入流延槽内，进行流延，经在80℃烘箱内烘干，同时在保持相对湿度50-60RH条件下进行除湿，得到芹菜与大豆蛋白混合膜。其中，流延机钢带采用了聚四氟涂层。

此膜中，大豆蛋白占52.6％，芹菜占23.7％，甘油占23.7％。此膜的平均厚度0.201mm，抗张强度2.346(kN/m)，伸长率27.500％。实验表明有很好的强度和延展率，具有相当的柔性。通过实验，易于热封，易于水溶，口感滑润。

实施例4：制备芹菜、韭菜与大豆蛋白混合膜

取芹菜、韭菜各半，采用了机械法制浆，即将芹菜、韭菜清洗、切割成长度小于5mm小块，经磨浆、打浆、纤维分选等得到含水率为80-90％的芹菜、韭菜浆料。其中，纤维的直径小于0.3mm。在制备芹菜、韭菜浆料的同时，制备大豆蛋白液，并取一定量的芹菜、韭菜浆料，其配方比例如下：

100g水，30g大豆蛋白，3g食品级甘油，20g浓度为1ppm的食品级聚羧酸钠，30g芹菜韭菜浆料。

将20g大豆蛋白粉溶于100g水中，加温至75℃，搅拌时间40分钟，加入甘油及聚羧酸钠，再搅拌10分钟，得到大豆蛋白液，将其降温至50℃，加入芹菜、韭菜浆料，再搅拌10分钟，达到大豆蛋白液与芹菜韭菜浆料均匀混合，得到最终混合液。利用导管将最终混合液导入流延槽内，进行流延，经在80℃烘箱内烘干，同时在保持相对湿度50-60RH条件下进行除湿，得到芹菜、韭菜与大豆蛋白混合膜。其中，流延机钢带采用了聚四氟涂层，并涂食用油。

此膜中，大豆蛋白占80.8％，芹菜韭菜占12.1％，甘油占7.1％。此膜的平均厚度0.252mm，抗张强度2.538(kN/m)，伸长率9.500％。实验表明有很好的强度和延展率，具有相当的柔性。通过实验，易于热封，易于水溶，口感滑润。

实施例5：制备白菜、韭菜与大豆蛋白、淀粉混合膜

取白菜、韭菜各半，采用了机械法制浆，即将白菜、韭菜清洗、切割成长度小于5mm小块，经磨浆、打浆、纤维分选等得到含水率为80-90％的白菜、韭菜浆料。其中，纤维的直径小于0.3mm。在制备白菜、韭菜浆料的同时，制备大豆蛋白与薯类淀粉的混合液，并取一定量的白菜、韭菜浆料，其配方比例如下：

150g水，15g大豆蛋白，5g薯类淀粉，5g食品级甘油酸脂，20g浓度为1ppm的食品级羧酸钠，80g白菜韭菜浆料。

将20g大豆蛋白粉和5g薯类淀粉溶于150g水中，加温至70℃，搅拌时间30分钟，加入甘油酸脂及聚羧酸钠，再搅拌10分钟，得到大豆蛋白与薯类淀粉混合液，将其降温至45℃，加入白菜、韭菜浆料，再搅拌10分钟，达到大豆蛋白和薯类淀粉混合液与白菜韭菜浆料均匀混合，得到最终混合液。利用导管将最终混合液导入流延槽内，进行流延，经在60℃烘箱内烘干，同时在保持相对湿度50-60RH条件下进行除湿，得到白菜、韭菜与大豆蛋白和薯类淀粉混合膜。流延机钢带涂食用油。

此膜中，大豆蛋白占40.8％，薯类淀粉占13.6％，白菜韭菜占34.01％，甘油占11.6％。此膜的平均厚度0.312mm，抗张强度2.623(kN/m)，伸长率10.300％。实验表明有很好的强度和延展率，具有相当的柔性。通过实验，易于热封，易于水溶，口感滑润。

实施例6：制备白菜与薯类淀粉混合膜

采用了机械法制浆，即将白菜清洗、切割成长度小于5mm小块，经磨浆、打浆、纤维分选等得到含水率为80-90％的白菜浆料。其中，纤维的直径小于0.3mm。在制备白菜浆料的同时，制备薯类淀粉液，并取一定量的白菜浆料，其配方比例如下：

100g水，30g薯类淀粉，5g食品级甘油，0.3g浓卡拉胶，40g白菜浆料。

将30g薯类淀粉及卡拉胶溶于100g水中，加温至70℃，搅拌时间30分钟，加入甘油，再搅拌10分钟，得到薯类淀粉液，将其降温至45℃，加入白菜浆料，再搅拌10分钟，达到薯类淀粉液与白菜浆料均匀混合，得到最终混合液。利用导管将最终混合液导入流延槽内，进行流延，经在60℃烘箱内烘干，同时在保持相对湿度50-60RH条件下进行除湿，得到白菜与薯类淀粉混合膜。流延机钢带涂食用油。

此膜中，薯类淀粉占74.5％，白菜占14.9％，甘油占10.6％。此膜的平均厚度0.337mm，抗张强度1.953(kN/m)，伸长率8.300％。实验表明有很好的强度和较好延展率。通过实验，易于热封，易于水溶，口感滑润。

Claims (7)

1.一种由可食植物与植物蛋白或/和植物淀粉制成的可食性混合膜，其特征在于，按成品重量百分比由下述组分组成：可食植物10-35％，植物蛋白或/和植物淀粉80-50％，辅料5-25％。

2.根据权利要求1所述的由可食植物与植物蛋白或/和植物淀粉制成的可食性混合膜，其特征在于，所述辅料为可食性增柔剂和增强剂。

3.一种权利要求1所述的可食性混合膜的生产方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)可食植物浆料的制备：将可食植物磨浆或/和打浆，分选长度小于5mm，直径小于膜厚度的纤维，得到可食植物浆料；

(2)在制备可食植物浆料的同时制备含有辅料的植物蛋白液或植物淀粉液或植物蛋白与植物淀粉的混合液，并降温至40-50℃备用；其中，植物蛋白或植物淀粉或植物蛋白和植物淀粉与水的质量百分比为15-30％；

(3)按照可食植物占成品膜的重量百分比为10-35％取可食植物浆料，加入到上述备用的40-50℃植物蛋白液或植物淀粉液或植物蛋白与植物淀粉的混合液中，充分搅拌均匀；

(4)流延：将上述得到的植物蛋白或/和植物淀粉与可食植物浆料的混合液导入流延槽内，流延成膜；

(5)烘干，除湿，收卷：将上述流延得到的湿膜在60-80℃进行烘干，同时在保持相对湿度为50-60FH条件下进行除湿，之后进行收卷，得到由可食植物与植物蛋白或/和植物淀粉制成的可食性混合膜，在成品膜中各组分的重量百分比分别为：可食植物10-35％，植物蛋白或/和植物淀粉80-50％，辅料5-25％。

4.根据权利要求3所述的可食性混合膜的生产方法，其特征在于，可食植物浆料的含水率为80-90％；如果可食植物浆料水分过多，则在磨浆或打浆后进行脱水，将脱出的含有果肉的水收集起来；当在磨浆或打浆过程中浆料含水率低，需要加水时，将上述含有果肉的水放回浆料中，或将含有果肉的剩余水提纯为蔬菜汁。

5.根据权利要求3所述的可食性混合膜的生产方法，其特征在于，在流延机钢带上镀聚四氟或/和涂食用油。

6.根据权利要求3所述的混合膜的生产方法，其特征在于，将烘干、除湿后得到的混合膜进行滚压和压花，之后再收卷。

7.根据权利要求3所述的混合膜的生产方法，其特征在于，所述辅料为可食性增柔剂和增强剂。

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