CN103073737A - 一种强化植物蛋白膜材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种强化植物蛋白膜材及其制备方法，属于食品包装材料技术领域。将油酸、山梨醇、半乳糖按一定比例及方法充分混合，以此混合液为强化剂,以乙醇为溶剂及速干剂,加入适当配比的玉米蛋白、大豆蛋白及食品级聚乙烯吡咯烷酮，经匀浆、制膜、干燥制备植物蛋白膜材，制备工艺简单易于操作，制备的植物蛋白膜材具有良好的韧性、抗拉性；无安全隐患，可用于食品的直接包装。本方法制备条件温和，无废弃物产生，对环境无污染。
Description
技术领域
本发明属于可食性食品包装材料及其制备方法技术领域。
背景技术
随着社会经济的发展和人们环保意识的增强，化学合成包装材料引发的严重生态问题及食品安全问题日益受到人们重视。尤其塑料包装使用量巨大、化学性质稳定，难以降解，其废弃物污染已成世界性环保难题。另外塑料包装材料中的化学成分在食品贮存过程中还会向食品中迁移，给食品带来二次污染，降低食品的食用安全性。植物蛋白膜因形成的膜均匀透明，具有出色的阻氧性和较好的机械性能；可在自然界中降解，对环境无污染；具有可食及可消化性，安全，无毒副作用，等等优点；尤其具有明显的阻湿性、可延缓食品中水分和油以及其它成分的迁移和扩散、可选择性透气和抗渗透、阻止食品中风味物质的挥发、较好力学性能、抗氧化、对食品和环境无污染等优点的植物质薄膜，已成为食品包装材料的研究热点。目前有以谷朊粉或玉米醇溶蛋白为原料生产蛋白膜的研究报道，对溶剂、增塑剂的筛选及成膜条件进行了探讨。另外也有以天然的可食性物质多糖、纤维素及其衍生物等为原料，通过不同分子间的作用而形成的具有多孔网络结构的非蛋白薄膜的研究报道。采用的溶剂有水、乙醇等，塑化剂有甘油、油酸、戊二醛、山梨醇等，成膜方法有流延法及涂布或喷雾法。由于普通的蛋白膜脆而易碎，拉伸性及延展性能较差，易吸潮软化、腐败变质等，目前尚无此类产业化、规模化产品。
发明内容
本发明提供一种强化植物蛋白膜材及其制备方法，以解决目前蛋白膜脆而易碎，拉伸性及延展性能较差，易吸潮软化、腐败变质等问题。
本发明采取的技术方案是由下列步骤得到的：
（一）复合强化剂制备
油酸30-40g/100g、山梨醇30-35g/100g、半乳糖30-35g/100g， 20-30℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速15-30r/min，时间3-6min；
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于105-120℃湿热变性处理5-10min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量5-10 g/100g,粉碎得粒度小于61μm玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉；取玉米蛋白微细粉85-95g/100g、大豆蛋白微细粉5-15g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为30-40g/100g的乙醇溶液配制成浓度为5-15g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮0.1-1.5g/100g乳液，温度40-55℃条件下，微波900-1100w助融处理1-5min,然后加入复合强化剂0.6-3g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.0-8.5，30-48℃匀浆处理5-10 min，搅拌速率15-30r/min，得到膜准备液，脱气消泡后涂布于平静光滑表面制膜，50-55℃干燥 0.5h-3h，揭膜，于25-30℃、相对湿度75％环境下，平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
一种强化植物蛋白膜材的制备方法，包括下列步骤：
（一）复合强化剂制备
油酸30-40g/100g、山梨醇30-35g/100g、半乳糖30-35g/100g， 20-30℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速15-30r/min，时间3-6min；
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于105-120℃湿热变性处理5-10min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量5-10 g/100g,粉碎得粒度小于61μm玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉；取玉米蛋白微细粉85-95g/100g、大豆蛋白微细粉5-15g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为30-40g/100g的乙醇溶液配制成浓度为5-15g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮0.1-1.5g/100g乳液，温度40-55℃条件下，微波900-1100w助融处理1-5min,然后加入复合强化剂0.6-3g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.0-8.5，30-48℃匀浆处理5-10 min，搅拌速率15-30r/min，得到膜准备液，脱气消泡后涂布于平静光滑表面制膜，50-55℃干燥 0.5h-3h，揭膜，于25-30℃、相对湿度75％环境下，平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
本发明与其它不同植物蛋白膜材强度比较表
从表中可知：样品1结构紧密并表面光滑，没有凸起和孔隙，但膜刚性强、质地较脆、易断裂，拉伸强度仅为5.72MPa，膜无包装性能。样品2微观结构多层片状、表面粗糙，出现孔隙，缝隙大于20μm，拉伸强度仅为6.73MPa，不适于包装用。样品3表面较光滑，而且微观结构较为紧密，有少量凸起，凸起均小于2μm，不影响膜表面的光滑程度，其拉伸强度为19.43MPa，较样品1、2有显著提高，具有良好的包装性能。
本发明优点是充分利用植物蛋白资源，将玉米蛋白及大豆蛋白热变性处理后，添加一定比例的油酸、山梨醇、半乳糖、聚乙烯吡咯烷酮，经微波助融、匀浆、制膜、干燥制得强化植物蛋白膜材，提供了一种新结构的强化植物蛋白膜材，可增加膜材的致密度，有效降低膜材的脆性，提升膜材的韧性及抗拉性，较普通蛋白膜具有良好抗机械破坏能力，包装性强，抗拉强度大幅度提高；其生产过程条件温和，无污染，无废渣、废汽及有害物质产生，符合资源节约型、环境友好型的生产模式要求。
具体实施方式
实施例1：
（一）复合强化剂制备
油酸30g/100g、山梨醇35g/100g、半乳糖35g/100g，20℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速15r/min，时间3min。
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于105℃湿热变性处理10min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量5g/100g,粉碎得粒度小于61μm的玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉，取玉米蛋白微细粉85g/100g大豆蛋白微细粉15g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为30g/100g的乙醇溶液配制成浓度为5g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮0.1g/100g乳液，温度40℃条件下，微波900w助融处理5min,然后加入复合强化剂0.6g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.0，30℃匀浆处理10 min，搅拌速率15r/min，得到膜准备液，脱气消泡后，涂布于平静光滑表面制膜，50℃干燥3h，揭膜，于25℃、相对湿度75％环境、平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
实施例2：
（一）复合强化剂制备
油酸40g/100g、山梨醇30g/100g、半乳糖30g/100g，30℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速30r/min，时间6min；
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于120℃湿热变性处理5min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量10g/100g,粉碎得粒度小于61μm的玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉,取玉米蛋白微细粉95g/100g、大豆蛋白微细粉5g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为40g/100g的乙醇溶液配制成浓度为15g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮1.5g/100g乳液，温度55℃条件下，微波1100w助融处理1min,然后加入复合强化剂3g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.5，48℃匀浆处理5 min，搅拌速率30r/min，得到膜准备液，脱气消泡后，涂布于平静光滑表面制膜，55℃干燥 0.5h，揭膜，于30℃、相对湿度75％环境下、平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
实施例3
（一）复合强化剂制备
油酸35g/100g、山梨醇32.5g/100g、半乳糖32.5g/100g，25℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速17.5r/min，时间4.5min；
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于112.5℃湿热变性处理7.5min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量7.5g/100g,粉碎得粒度小于61μm的玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉；取玉米蛋白微细粉90g/100g、大豆蛋白微细粉10g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为35g/100g的乙醇溶液配制成浓度为7.5g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮0.8g/100g乳液，温度47.5℃条件下，微波1000w助融处理3min,然后加入复合强化剂1.8g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.3，39℃匀浆处理7.5 min，搅拌速率17.5r/min，得到膜准备液，脱气消泡后，涂布平静光滑表面制膜，52.5℃干燥 1.75h，揭膜，于27.5℃、相对湿度75％环境下、平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
实施例4：
（一）复合强化剂制备
油酸37g/100g、山梨醇33g/100g、半乳糖30g/100g，29℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速30r/min，时间6min；
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于108℃湿热变性处理6min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量6%,粉碎得粒度小于61μm的玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉；取玉米蛋白微细粉93g/100g、大豆蛋白微细粉7g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为35g/100g的乙醇溶液配制成浓度为12g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮1.0g/100g乳液，温度40℃条件下，微波900w助融处理4min,然后加入复合强化剂2g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.5，45℃匀浆处理7 min，搅拌速率20r/min，得到膜准备液，脱气消泡后，涂布平静光滑表面制膜，55℃干燥 2h，揭膜，于26℃、相对湿度75％环境下、平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
实施例5：
（一）复合强化剂制备
油酸38g/100g、山梨醇30g/100g、半乳糖32g/100g，22℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速30r/min，时间6min；
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于115℃湿热变性处理8min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量9g/100g,粉碎得粒度小于61μm的玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉；取玉米蛋白微细粉89g/100g、大豆蛋白微细粉11g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为40g/100g的乙醇溶液配制成浓度为10g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮1.5g/100g乳液，温度55℃条件下，微波1100w助融处理3min,然后加入复合强化剂2.5g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.0，45℃匀浆处理10 min，搅拌速率15r/min，得到膜准备液，脱气消泡后，涂布平静光滑表面制膜，50℃干燥3h，揭膜，于30℃、相对湿度75％环境下、平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
Claims (2)
1.一种强化植物蛋白膜材，其特征在于是由下列步骤得到的：
（一）复合强化剂制备
油酸30-40g/100g、山梨醇30-35g/100g、半乳糖30-35g/100g， 20-30℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速15-30r/min，时间3-6min；
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于105-120℃湿热变性处理5-10min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量5-10 g/100g,粉碎得粒度小于61μm玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉；取玉米蛋白微细粉85-95g/100g、大豆蛋白微细粉5-15g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为30-40g/100g的乙醇溶液配制成浓度为5-15g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮0.1-1.5g/100g乳液，温度40-55℃条件下，微波900-1100w助融处理1-5min,然后加入复合强化剂0.6-3g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.0-8.5，30-48℃匀浆处理5-10 min，搅拌速率15-30r/min，得到膜准备液，脱气消泡后涂布于平静光滑表面制膜，50-55℃干燥 0.5h-3h，揭膜，于25-30℃、相对湿度75％环境下，平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
2.如权利要求1所述的一种强化植物蛋白膜材的制备方法，包括下列步骤：
（一）复合强化剂制备
油酸30-40g/100g、山梨醇30-35g/100g、半乳糖30-35g/100g， 20-30℃条件下，剪切混合匀浆处理，剪切混合转速15-30r/min，时间3-6min；
（二）植物蛋白改性处理
纯净无杂质的玉米蛋白、大豆蛋白分别于105-120℃湿热变性处理5-10min后，分别按料水质量份数比1∶4加入纯净水，研磨均质处理，获得可完全通过75μm孔径筛的浆料，干燥至含水量5-10 g/100g,粉碎得粒度小于61μm玉米蛋白微细粉及大豆蛋白微细粉；取玉米蛋白微细粉85-95g/100g、大豆蛋白微细粉5-15g/100g混合均匀，得到复合植物蛋白微细粉备用；
（三）强化植物蛋白膜材的制备
取复合植物蛋白粉用浓度为30-40g/100g的乙醇溶液配制成浓度为5-15g/100g的蛋白乳液,加入食品级聚乙烯吡咯烷酮0.1-1.5g/100g乳液，温度40-55℃条件下，微波900-1100w助融处理1-5min,然后加入复合强化剂0.6-3g/g复合植物蛋白微细粉，调节 pH8.0-8.5，30-48℃匀浆处理5-10 min，搅拌速率15-30r/min，得到膜准备液，脱气消泡后涂布于平静光滑表面制膜，50-55℃干燥 0.5h-3h，揭膜，于25-30℃、相对湿度75％环境下，平衡回软处理得到柔韧、光滑的强化植物蛋白膜材。
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