CN102653600B - 一种可食性包装膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型可食用包装膜及其制备方法，新型可食用包装膜包含羧甲基纤维素钠、壳聚糖和甘油醛，通过成膜组分间配比调整，提高可食用包装膜的各项性能。本发明的包装膜制作工艺简单、成本较低，并具有良好的机械性能，且该膜不添加人工合成防腐剂，作为食品、药品和保健品的内包装膜使用安全性高。

Description

一种可食性包装膜及其制备方法

【技术领域】

本发明是关于一种可食用膜及其制备方法，具体是指一种具有良好安全性可作为冲调型食品、药品、保健品的包装膜及其制备方法。

【背景技术】

传统的食品包装材料(包括食品袋、食品隔离膜等)大多采用聚丙烯、聚乙烯等化工产品，使用后作为废弃物进入环境，因其不可降解，则不可避免的加剧了“白色污染”，造成了长期的、深层次的生态环境问题。针对食品包装材料的特殊性，研究开发真正安全、可降解的包装材料的进展已经有很多相关报道。可食性包装膜能够阻水、阻气、阻油，可以作为食品成分或添加剂(色素、香料等)的载体，也能提供机械保护；而且可食用膜易被生物降解，可与被包装食品一起食用，无任何环境污染。由于可食性包装膜功能多样，无害环境，取材方便，可供食用，因此近年来发达国家食品业竞相研制开发，已投入了相当的人力、物力，在开发新型的可食包装材料、改善薄膜性质以及可食膜应用等方面做了大量深入细致的工作。

为了满足人体安全性和环境友好性，已经公开的可食用材料主要是以蛋白质、脂肪、多糖类或其混合物等可以食用的原料为基料加工制成的，通常是类似包装纸一样的膜材料。例如，CN1743379A公开了一种主要利用大豆分离蛋白和明胶制备得到的可食性包装膜；CN1174039C金开了一种以马铃薯淀粉为主要原料、添加增稠剂和增塑剂后制作得到的复合食品包装膜；CN1166724C公开了一种主要由魔芋精粉、褐藻酸盐、增塑剂、固化剂等交联固化得到的有营养可食用的食品包装膜；CN1781978A公开了一种由葡甘聚糖酯化改性产物、壳聚糖、B一环状糊精、黄原胶和卡拉胶等制成的可食性耐水耐高温复合凝胶抗菌膜，可说

用于果蔬保鲜防腐；CN1256370C公开了一种壳聚糖包装膜的制备方法，其是利用脱乙酰壳聚糖的水溶解性能制作得到的一种水溶性的中性膜，可作为商品内衬膜或包装膜使用。目前的可食用包装材料的一些固有性质(包括阻温、阻气、防水、防脂、防虫、防腐、抗氧化、抗褐变等性能)相比不可食用的合成高分子材料膜还有种种局限性，主要体现在：(1)当可食用包装膜材料不含交联剂时，机械强度低；(2)应用交联剂的可食用包装膜机械强度较好，但已报道的可食用包装膜制备过程中应用的交联剂都有一定的毒性，需要后期复杂过程去除多余的交联剂；(3)已报道的可食用包装膜材料在溶液中溶解速度变化不规律，不能满足不同规格的冲调型食品或药品的需要。基于上述原因，目前的具有良好机械强度且安全性能好的可食用包装膜仍处于实验开发阶段，并没有在食品包装市场得到广泛应用。

【发明内容】

本发明所要解决的主要技术问题是针对上述现有技术中的可食用膜机械强度低、安全性能差、制作工艺复杂等不足，提供一种机械性能强、制作工艺简单且不添加人工合成防腐剂的可食用包装膜及其制备方法，更适于在食品、药品和保健品包装领域应用。

本发明研究者发现，甘油醛是人体糖类代谢的一个中间产物，其结构是一个单糖，但同时又是最简单的醛糖，容易通过烯醇化作用异构化为二羟基丙酮，在水溶液中呈平衡混合物，因此其醛基很活泼，可以利用其醛基和壳聚糖上的氨基起反应，生成可降解的无毒产物。此外，壳聚糖作为天然的碱性多糖，具有较好的防腐作用。

通过大量实验，本发明提供了一种安全的可食性包装膜，其原料组成包含羧甲基纤维素钠、壳聚糖和甘油醛，可以通过改变组分配比或控制铺膜厚度，控制膜的机械拉伸强度和溶解速度。

上述的可食性包装膜中羧甲基纤维素钠的百分含量是30％～60％，壳聚糖的百分含量是30％～60％，甘油醛的含量是5％～20％。

上述的可食性包装膜中可进一步加入增塑剂、天然色素和稳定剂中的一种或一种以上的混合物。

上述的色素是指药学公知的食用色素，包括姜辣素、红花黄素、叶绿素铜钠盐、辣椒红色素及β-胡萝卜素。

上述的稳定剂是硬脂酸类物质和聚乙二醇类物质或它们的混合物，增塑剂为甘油。

一种制备上述的可食性包装膜的制备方法包括以下步骤：

(1)成膜溶液的制备：将所述的羧甲基纤维素钠和壳聚糖在水浴中搅拌溶解，加入增塑剂、稳定剂一种或一种以上的混合物，维持400～1500rpm搅拌下添加甘油醛，持续搅拌3～12小时，得到成膜溶液，用超声、减压或冷置过夜处理消除溶液中的气泡，得到成膜溶液。

(2)制膜方法，可采用流延法(a)、喷雾法(b)或冷冻干燥法(c)制成膜，各方法如下：

a.流延法：步骤(1)得到的成膜溶液，于平板上流延形成一定厚度的膜，或者将成膜溶液倾于平板上，应用刮板推膜或刮膜形成一定厚度的膜，自然风干或低温低压干燥后，脱膜即得。

b.喷雾干燥法：步骤(1)得到的成膜溶液，装入喷雾瓶中，高压下将成膜溶液均匀的喷于平板上，自然风干或低温低压干燥后，脱膜即得。

c.冷冻干燥法：步骤(1)得到的成膜溶液，注入玻璃平皿内，再放到冷冻干燥机进行冷冻干燥处理，形成干燥的膜。

本发明提供的可食用膜材料将羧甲基纤维素钠、具有天然防腐作用的壳聚糖和机体糖类代谢中间产物甘油醛组合在一起应用，提高膜的机械强度同时保证食用安全性，并通过加入甘油、稳定剂、食用色素一种或一种以上的混合物，使各成分间的结合更加紧密，增加膜的各项性能，便于更好的应用。

根据以上说明可以得出本发明的主要优点：

(1)应用安全无毒的材料组合应用，提高了可食性内包装膜的食用安全性；(2)应用具有天然防腐作用的壳聚糖和机体糖类代谢中间产物甘油醛组合，保证食用膜的机械性能，降低传统食用膜操作中去除有毒副产物的繁琐过程；(3)根据所包装的食品、药品或保健品的个性化需要，可以通过改变壳聚糖与甘油醛的配比或控制铺膜厚度，从而控制膜的机械性能和溶解速度；(4)可以通过添加不同的天然色素进行食用膜的标示。

【具体实施方式】

现结合下列实例来进一步描述本发明。

实施例1

壳聚糖溶液的制备：称取1.5g壳聚糖，加入质量分数为0.1％的冰醋酸溶液100ml，在60℃的水浴锅内溶解，溶解过程不断搅拌。经过2h后完全溶解，得到质量分数分别为1.5％的壳聚糖溶液。

羧甲基纤维素钠溶液的制备：称取1.5g羧甲基纤维素钠，加入100ml蒸馏水，在60℃的水浴锅内溶解，溶解过程不断搅拌。经过3h搅拌后完全溶解，得到质量分数分别为1.5％的羧甲基纤维素钠溶液。

甘油醛溶液的制备：称取1.5g甘油醛，加入100ml蒸馏水，在30℃的水浴锅内溶解，溶解过程不断搅拌，经过30min后完全溶解，得到质量分数分别为1.5％的甘油醛溶液。

实验组膜的制备：量取壳聚糖溶液60ml，羧甲基纤维素钠溶液30ml搅拌混合均匀，并在搅拌过程中加入甘油醛溶液8ml，持续搅拌6h后得到实验组成膜溶液，倒入抽滤瓶中，在0.1MPa真空放置0.5～2h使溶液脱气，将脱气后的溶液均匀平铺于洁净干燥的玻璃板上，在低温减压条件下，流延成膜，厚度控制在2mm，对形成的膜进行自然风干，干燥后揭膜。

对照组膜的制备：量取壳聚糖溶液60ml，羧甲基纤维素钠溶液30ml搅拌混合均匀得到对照组成膜溶液。制膜方法同实验组。

断裂伸长率的测试：断裂伸长率是体现包装膜的机械性能最主要的参数，应用本发明的实验组膜和对照组膜进行断裂伸长率的测试，检测结果表明，本发明制备的实验组膜的断裂伸长率平均值为55.3％，而对照组膜断裂伸长率平均值仅为25％，可见本发明的实验组膜断裂伸长率比对照组显著提高，说明本发明的膜机械性能较好，可满足一般食品、药品或保健品的内包装需要。

实施例2

分别配置质量分数为2.0％的壳聚糖溶液、羧甲基纤维素钠溶液、甘油醛溶液，方法同实施例1。

实验组1膜的制备：量取壳聚糖溶液30ml，羧甲基纤维素钠溶液60ml搅拌混合均匀，并在搅拌过程中加入甘油醛溶液10ml，持续搅拌10h后得到实验组成膜溶液，倒入抽滤瓶中，在0.1MPa真空放置0.5～2h使溶液脱气后，装入喷雾瓶中，高压下将成膜溶液均匀的喷于平板上形成厚度1mm的膜，自然风干或低温低压干燥后，脱膜即得。

实验组2膜的制备：量取壳聚糖溶液30ml，羧甲基纤维素钠溶液50ml，并在搅拌过程中加入甘油醛溶液15ml，持续搅拌12h后得到对照组成膜溶液，制膜方法同实验组1。

溶解速率测试：应用本发明的实验组1和实验组2得到的膜进行溶解速率测试，即将膜放在50℃的500ml水中检测膜完全溶解所需要的时间。检测结果表明，实验组1得到的膜2min即可完全溶解，而实验组2得到的膜完全溶解需要10min。通过以上实验结果表明，调整甘油醛的配比，可以控制本发明的可食用性膜的溶解速度，满足不同要求的冲调型食品、药品或保健品的包装需要。

实施例3

分别配置质量分数为2.5％的壳聚糖溶液、羧甲基纤维素钠溶液、甘油醛溶液，方法同实施例1。

成膜溶液的制备和制膜：量取壳聚糖溶液40ml，羧甲基纤维素钠溶液40ml，姜辣素1ml搅拌混合均匀，并在搅拌过程中加入甘油醛溶液20ml，持续搅拌12h后得到成膜溶液，倒入抽滤瓶中，在0.1MPa真空放置0.5～2h使溶液脱气后，注入玻璃平皿内，厚度约3mm，放到冷冻干燥机中进行冷冻干燥处理形成干燥的膜。

实验结果：得到的可食性包装膜断裂伸长率平均值为78.8％，并且颜色呈均匀透明的淡黄色，可适用于需要颜色标记的食品、药品或保健品的包装使用。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (8)

1.一种可食性包装膜，其特征是：所述的可食性包装膜中包含羧甲基纤维素钠、壳聚糖和甘油醛，可以通过改变组分配比或控制铺膜厚度，控制膜的机械拉伸强度和溶解速度。

2.根据权利要求1所述的可食性包装膜，其特征是：所述的可食性包装膜中羧甲基纤维素钠的百分含量是30％～60％，壳聚糖的百分含量是30％～60％，甘油醛的含量是5％～20％。

3.根据权利要求1所述的可食性包装膜，其特征是：所述的可食性包装膜中可进一步加入增塑剂、天然色素和稳定剂中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的可食性包装膜，其特征是：所述的色素是指药学公知的食用色素，选自姜辣素、红花黄素、叶绿素铜钠盐、辣椒红色素及β-胡萝卜素中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求3所述的可食性包装膜，其特征是：所述的稳定剂是硬脂酸类物质和聚乙二醇类物质或它们的混合物，增塑剂为甘油。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述可食性包装膜的制备方法，其特征是：将所述的羧甲基纤维素钠和壳聚糖在水浴中搅拌溶解，加入增塑剂、天然色素、稳定剂中的至少一种，400～1500rpm搅拌下添加甘油醛，持续搅拌3～12小时，得到成膜溶液，用超声、减压或冷置过夜处理消除溶液中的气泡，采用药学公知的制膜方法制成膜。

7.根据权利要求6所述的可食性包装膜制备方法，其特征是：所述的制膜方法包括流延法、喷雾法或冷冻干燥法。

8.权利要求1～5任一项所述的可食性包装膜，其特征是：所述的包装膜应用于冲调型食品、药品、保健品的内包装膜。