CN101899173A - 一种可食性淀粉基食品包装膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可食性淀粉基食品包装膜及其制备方法，是以稳定化交联复合变性淀粉为主要成膜原料，添加食品级的增塑剂、润滑剂、增强剂和稳定剂等辅料，通过高速搅拌混合、双螺杆挤出造粒，单螺杆挤出吹膜，制备出机械强度、阻隔性能、耐老化性能、热封性能良好的淀粉基可食性包装膜。本发明具有能耗低、生产效率高，适于工业化连续生产的特点。本发明制备的膜具有可食性、全降解性，可广泛用于食品内包装，可避免非降解食品包装对环境的污染。

Description

一种可食性淀粉基食品包装膜及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及一种淀粉基可食性包装膜及其制备方法，属于食品包装材料领域。

(二)背景技术

目前用于食品包装的主要材料是石油基非降解塑料薄膜。由于食品包装属于一次性、短期包装，而且我国人口众多，食品消费总量巨大，因而带来的非降解塑料污染比其它国家和地区更为突出。同时，我国快餐食品包装、鲜切果蔬包装、各种食品小包装主要原料为聚乙烯或聚氯乙烯，这些食品包装膜在生产过程中加入增塑剂和各种加工助剂，对所包装食品的安全构成威胁。

以淀粉为基料制备的可食性全降解食品包装膜具有水分、气体的选择通透性，可延长食品的货价期，改善食品食用的方便性，改善食品的感观，提高食品质量等作用，受到食品生产者和消费者的共同欢迎。目前可食性淀粉膜的制备方法主要是溶液流延法，这种方法在膜干燥过程中需要蒸发掉大量的溶剂，不但能耗高，而且生产效率也很低，不适用于工业化生产。因此，开发能耗低、生产效率高的可食性膜的生产方法是十分必要的。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种原料可再生、能耗低、效率高的淀粉基可食性包装膜的工业化生产方法。

本发明制备的淀粉膜具有良好的机械强度、透明度、热封性、柔韧性，并具有可食性和完全生物降解性，从而可避免大量食品内包装中非降解塑料造成的环境污染。

一种可食性淀粉基食品包装膜，各组成成分及比例(重量比)为：稳定化交联淀粉30％～90％、增塑剂10％～50％、润滑剂0.01％～10％、增强剂1％～50％和稳定剂0.01％～10％。

所述的稳定化交联淀粉是指由玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、豌豆淀粉、绿豆淀粉或稻米淀粉中的一种或其两种及以上的混合物经稳定化交联复合变性而得。

所述的交联淀粉稳定化的方法包括羟丙基化、乙酰化、磷酸酯化、脂肪酸酯化、羧甲基化、阳离子化、甲基化或琥珀酰化等；淀粉交联使用的交联剂包括三氯氧磷交联、环氧氯丙烷交联、复合磷酸盐交联、三偏(或三聚)磷酸钠交联或六偏磷酸钠交联等。

所述的增塑剂是指水、甘油、山梨醇、木糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二醇、葡萄糖、果糖、普鲁兰多糖、蔗糖或柠檬酸中的一种或几种；

所述的润滑剂是指植物油、动物脂肪、脂肪酸、果蜡、蜂蜡、米糠蜡或合成蜡中的一种或几种；

所述的增强剂是指纤维素及其衍生物、壳聚糖及其衍生物、明胶、海藻酸钠、黄原胶、果胶、卡拉胶或魔芋胶中的一种或几种；

所述的稳定剂是指单硬脂酸甘油酯、卵磷脂、蔗糖酯或纳米蒙脱土及其衍生物中的一种或几种。

除上述成分外，同时按常规添加添加食品中常用的防腐剂和抗氧化剂。

一种可食性淀粉基食品包装膜的制备方法为：

一种可食性淀粉基食品包装膜，各组成成分及比例(重量比)为：稳定化交联淀粉30％～90％、增塑剂10％～50％、润滑剂0.01％～10％、增强剂1％～50％和稳定剂0.01％～10％。

其制作步骤如下：

1、物料的混合：将稳定化交联复合变性淀粉和增强剂的混合物加入高速混合机中，充分搅拌至均匀，然后将混匀的增塑剂、润滑剂和稳定剂边搅拌边缓慢加入到高速混合机中，混合均匀。

2、造粒：混合均匀的物料使用同向或逆向双螺杆造粒机，各区温度在40～180℃之间，螺杆转速在20～300转/min，加工成直径为0.5～5mm的热塑性淀粉粒料。

3、挤出吹膜：将热塑性淀粉粒料加入到单螺杆挤出机中，各区温度在40～180℃之间，螺杆转速在20～300转/min，将粒料吹成厚度为0.01～0.5mm厚的薄膜。

淀粉基可食性、全降解食品包装膜制作方法中，淀粉属于高分子材料，具有良好的成膜性。然而单纯的原淀粉熔体强度低，粘度大，很难吹塑成型，而且制成的膜具有强度低、吸湿性大、透明度差、热封性能差等缺陷，这类膜基本没有实用价值。为了弥补这些缺陷，本发明采用两种措施：一是将原淀粉进行稳定化交联复合变性，以提高淀粉膜的熔体强度和抗老化稳定性；二是在淀粉中加入食品级的增塑剂、增强剂、润滑剂和稳定剂，可显著改善淀粉膜的机械强度和应用性能。

目前普遍采用的溶液流延法制备可食性淀粉膜具有工艺控制困难、能耗大、效率低等缺点，本发明采用传统塑料加工设备，通过挤压吹塑成膜，可以克服上述缺点，并能实现可食性全降解食品包装膜的连续、高效生产。

本发明具有如下优点：

1、本发明中使用的原辅料均为天然可再生资源，原料来源丰富，生产成本低。

2、本发明制备的可食性、全降解食品包装膜具有可食性、全降解性，废弃后不对环境造成污染。

3、本发明制备的可食性、全降解食品包装膜具有良好的机械性能、阻隔性能、热封性能和抗老化性能。

4、本发明的可食性全降解食品包装膜采用挤出吹膜工艺生产，具有能耗低、生产效率高的显著优点。

(四)具体实施方式

实施例1：将30Kg乙酰化交联木薯淀粉、3.75Kg羧甲基纤维素、125g硬脂酸、30g单硬脂酸甘油酯倒入高速搅拌机中，充分混匀。将90g石蜡和9.28Kg甘油的混合物均匀、缓慢的加入到高速搅拌机中，高速混合。将混匀的物料在双螺杆挤出机中造粒，一区温度50℃，二区温度120℃，螺杆转速50转/分钟，将粉料加工成直径为3mm厚的颗粒。粒料在单螺杆挤出机吹塑系统中制膜，单螺杆挤出机机筒温度为一区50℃，二区120℃，三区130℃，吹膜机头温度为125℃，吹胀比为4，可制得厚度为62μm的可食性、全降解食品包装膜。

实施例2：将30Kg磷酸化交联玉米淀粉、10Kg果胶、230g硬脂酸、50g单硬脂酸甘油酯倒入高速搅拌机中，充分混匀。将120g蜂蜡和13.15Kg甘油的混合物均匀、缓慢的加入到高速搅拌机中，高速混合。将混匀的物料在双螺杆挤出机中造粒，一区温度70℃，二区温度130℃，螺杆转速50转/分钟，将粉料加工成直径为2.5mm厚的颗粒。粒料在单螺杆挤出机吹塑系统中制膜，单螺杆挤出机机筒温度为一区60℃，二区125℃，三区135℃，吹膜机头温度为130℃，吹胀比为3.5，可制得厚度为81μm的可食性全降解食品包装膜。

实施例3：将30Kg羟丙基交联马铃薯淀粉、3.0Kg普鲁兰多糖、46g蔗糖脂肪酸酯倒入高速搅拌机中，充分混匀。将127g花生油、230g油酸和10.5Kg甘油的混合物均匀、缓慢的加入到高速搅拌机中，高速混合。将混匀的物料在双螺杆挤出机中造粒，一区温度80℃，二区温度130℃，螺杆转速30转/分钟，将粉料加工成直径为2.4mm厚的颗粒。粒料在单螺杆挤出机吹塑系统中制膜，单螺杆挤出机机筒温度为一区90℃，二区130℃，三区130℃，吹膜机头温度为125℃，吹胀比为5.6，可制得厚度为58μm的可食性全降解食品包装膜。

实施例4：将30Kg琥珀酰化交联豌豆淀粉、2.41Kg海藻酸钠、132g纳米蒙脱土倒入高速搅拌机中，充分混匀。将90g果蜡和10.69Kg甘油的混合物均匀、缓慢的加入到高速搅拌机中，高速混合。将混匀的物料在双螺杆挤出机中造粒，一区温度70℃，二区温度135℃，螺杆转速60转/分钟，将粉料加工成直径为3.5mm厚的颗粒。粒料在单螺杆挤出机吹塑系统中制膜，单螺杆挤出机机筒温度为一区70℃，二区135℃，三区140℃，吹膜机头温度为135℃，吹胀比为3.6，可制得厚度为76μm的可食性全降解食品包装膜。

Claims (8)

1.一种可食性淀粉基食品包装膜，其特征在于各组成成分按重量比为：稳定化交联淀粉30％～90％、增塑剂10％～50％、润滑剂0.01％～10％、增强剂1％～50％和稳定剂0.01％～10％。

2.根据权利要求1所述的一种可食性淀粉基食品包装膜，其特征在于所述的稳定化交联淀粉是指由玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、豌豆淀粉、绿豆淀粉或稻米淀粉中的一种或两种以上的混合物经稳定化交联复合变性而得。

3.根据权利要求2所述的一种可食性淀粉基食品包装膜，其特征在于所述的交联淀粉稳定化的方法是指羟丙基化、乙酰化、磷酸酯化、脂肪酸酯化、羧甲基化、阳离子化、甲基化或琥珀酰化；淀粉交联使用的交联剂是指三氯氧磷交联、环氧氯丙烷交联、复合磷酸盐交联、三偏或三聚磷酸钠交联或六偏磷酸钠交联。

4.根据权利要求1所述的一种可食性淀粉基食品包装膜，其特征在于所述的增塑剂是指水、甘油、山梨醇、木糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二醇、葡萄糖、果糖、普鲁兰多糖、蔗糖或柠檬酸中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种可食性淀粉基食品包装膜，其特征在于所述的润滑剂是指植物油、动物脂肪、脂肪酸、果蜡、蜂蜡、米糠蜡或合成蜡中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种可食性淀粉基食品包装膜，其特征在于所述的增强剂是指纤维素及其衍生物、壳聚糖及其衍生物、明胶、海藻酸钠、黄原胶、果胶、卡拉胶或魔芋胶中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种可食性淀粉基食品包装膜，其特征在于所述的稳定剂是指单硬脂酸甘油酯、卵磷脂、蔗糖酯或纳米蒙脱土及其衍生物中的一种或几种。

8.一种可食性淀粉基食品包装膜的制备方法，其特征在于一种可食性淀粉基食品包装膜，各组成成分按重量比为：稳定化交联淀粉30％～90％、增塑剂10％～50％、润滑剂0.01％～10％、增强剂1％～50％和稳定剂0.01％～10％。

其制作步骤如下：

1、物料的混合：将稳定化交联复合变性淀粉和增强剂的混合物加入高速混合机中，充分搅拌至均匀，然后将混匀的增塑剂、润滑剂和稳定剂边搅拌边缓慢加入到高速混合机中，混合均匀。

2、造粒：混合均匀的物料使用同向或逆向双螺杆造粒机，各区温度在40～180℃之间，螺杆转速在20～300转/min，加工成直径为0.5～5mm的热塑性淀粉粒料。

3、挤出吹膜：将热塑性淀粉粒料加入到单螺杆挤出机中，各区温度在40～180℃之间，螺杆转速在20～300转/min，将粒料吹成厚度为0.01～0.5mm厚的薄膜。