CN104140543B - 一种利用天然产物提高可食膜机械强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用天然产物提高可食膜机械强度的方法，步骤如下：(1)向成型干燥后的可食膜喷洒天然产物固化剂，然后风干至表面干燥；所述天然产物固化剂包括京尼平溶液和/或多酚溶液，其中，京尼平溶液的浓度为0.1‑1wt％，多酚溶液的浓度为0.2‑0.5wt％；(2)将可食膜放入85‑90℃、相对湿度95‑100％的已安放紫外灯或臭氧发生器的熟化室中，熟化30‑90分钟，取出，自然冷却后，即为成品。经过此种工艺加工，可食膜的机械强度得到了极大提高。本发明均使用天然产物来固化可食膜，与以往碱法、醛法等化学法相比，具有低毒、绿色的特点，极大地提高了可食膜的食用安全性。
Description
【技术领域】：本发明属于食品包装材料领域，本发明涉及到一种可食膜的天然产物固化方法，主要是利用天然产物固化剂固化可食膜，从而提高可食膜的机械强度。
【背景技术】：以胶原蛋白、大豆蛋白、面筋蛋白等蛋白以及淀粉、海藻酸、壳聚糖等多糖为原料制备的蛋白可食膜、多糖可食膜等可食膜，正在逐渐应用于肉制品生产中。这类可食膜以天然生物大分子(蛋白、多糖、脂类)为原料制备而成，具有透气性好、可以烟熏、规格统一、卫生、比天然可食膜结实、可大量生产等特点，其使用范围和天然可食膜相近，可以灌制早餐肠、台湾烤肠、中西式香肠等产品，灌装后产品可以进行蒸、煮、烤、熏等各种形式的烹饪加工。可食膜还具有可染色性，根据不同需要可改善香肠的外观质量。
蛋白可食膜的固化技术仍然使用碱法或醛法，如乙二醛、戊二醛等，这些化学物质虽然具有很强的蛋白交联作用，但由于其化学毒性较高，在生产过程中即使经过脱除工艺，仍有少量残留在蛋白可食膜上面，带来潜在的食用安全隐患。
据检索，蛋白可食膜固化的相关专利如下：专利“耐高温可食蛋白肠衣的制作方法”(ZL200810138065)，涉及利用0.05-0.5％的乙二醛水溶液固化蛋白可食膜。专利“胶原蛋白肠衣及其生产方法”(ZL95118575.6)，涉及利用0.1-0.3％乙二醛固定胶原蛋白可食膜。专利“可食胶原蛋白肠衣的生产方法”(ZL96122253.0)，涉及利用0.5-1％的碳酸钠水溶液进行可食膜固化。专利“一种用明胶化皮料生产的胶原蛋白肠衣及其生产方法”(200910036651.5)，涉及利用0.05-1份的戊二醛进行可食膜的固化，这些专利均涉及利用碱法或醛法进行可食膜的固定，食用安全性低。
京尼平作为一种优良的生物大分子交联剂，是栀子苷经β-葡萄糖苷酶水解后的产物，是一种优良的天然生物交联剂，可以与蛋白质、胶原、明胶和壳聚糖等生物分子发生交联作用以用来制作生物材料，如人造骨骼、伤口包扎材料等，其毒性远低于戊二醛和其他常用化学交联剂。专利“用京尼平对生物医学材料进行化学改性”(ZL97199454.4)，涉及利用京尼平对胶原、壳聚糖或血红蛋白进行交联，以及以其交联物为原料制备可用于器官移植、粘合剂、伤口敷料和血液替代品的生物工程材料。
多元酚、单宁类物质等多酚类化合物作为一类天然产物，也具有较好的交联效果，常用于食品制造、生物鞣革之中。据检索，利用多元酚类化合物进行蛋白交联的专利如下：专利“豆腐皮品质改良剂及豆腐皮生产方法”(200710067819.X)，涉及利用3份的阿魏酸或富含阿魏酸的香料提取物进行大豆蛋白的交联。专利“一种交联剂”(200310110981.7)，涉及利用0.1％至10％的植物多酚作为淀粉交联剂。专利“一种含有茶多酚-壳聚糖纳米粒的抗氧化明胶膜的制备方法”(200910028063.7)，涉及利用15％-25％茶多酚进行交联。专利“新型微胶囊壁材交联明胶的制备方法”，涉及利用0.02-0.05mol/L的阿魏酸进行明胶的交联.专利“一种基于没食子酸的环氧树脂及其制备方法”(201110118776.X)，涉及利用10％的没食子酸进行交联制备环氧树脂。以上专利仅涉及利用一种或几种多酚简单地对多糖、蛋白等大分子进行交联，没有额外提供氧化源或促氧化剂，交联反应缓慢，交联效果不明显。
【发明内容】：本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可食膜的天然产物固化方法，本方法可提高可食膜的机械强度，增强可食膜的抗抻拉性和抗破损性，同时，本方法以纯天然产物固化可食膜，具有低毒、绿色、食用安全性高的特点。
本发明实现目的的技术方案如下：
(1)向成型干燥后的可食膜喷洒天然产物固化剂，然后风干至表面干燥；
所述天然产物固化剂包括京尼平溶液和/或多酚溶液。
其中，京尼平溶液的浓度为0.1-1wt％，京尼平溶液喷洒量为可食膜质量的0.01-1％，在10-50℃下，风干至表面干燥；
多酚溶液的浓度为0.2-0.5wt％，多酚溶液喷洒量为可食膜质量的0.01-2％，在20-40℃下，风干至表面干燥。
(2)将可食膜放入85-90℃、相对湿度95-100％的已安放紫外灯或臭氧发生器的熟化室中，熟化30-90分钟，取出，自然冷却后，即为固化后的可食膜。
天然产物固化剂，可以为5-99％纯度的京尼平、京尼平苷、京尼平酸，或(和)没食子酸、咖啡酸、阿魏酸、没食子酸脂，或(和)葡萄籽花青素提取物、高梁提取物、五倍子提取物。
天然产物固化的可食膜可以为胶原蛋白可食膜、大豆蛋白可食膜、海藻酸钠可食膜、淀粉可食膜、蛋白可食膜、多糖可食膜或天然动物肠衣(猪、羊、牛)。
天然产物固化剂的使用方式可以为喷洒、浸泡或直接加入到生产可食膜的配料中。
本发明的优点和积极效果如下：
1、本方法利用京尼平与生物分子(多糖、蛋白质)的结合特性，连同多酚、单宁等物质与蛋白质的聚合特性，以及上述物质在紫外照射、臭氧等外源性氧化催化的作用下，可进一步增加其与生物分子交联性能的原理，对可食膜进行固化，本方法可有效提高可食膜的机械强度，增强可食膜的抗抻拉性和抗破损性。
2、本发明均使用纯天然产物固化剂来固化可食膜，与以往碱法、醛法等化学法相比，具有低毒、绿色的特点，极大地提高了可食膜的食用安全性。
3、本发明制成的可食膜与利用乙二醛等化学法固化的可食膜相比，纵身抗断力提高了5-10％，胀破强度提高了10-20％，热收缩温度提高了2-5℃。
【具体实施方式】：
下面结合实施例对本发明的技术内容做进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
以下百分比无特殊标明均为重量百分比。
本发明使用的原料：可进行固化的可食膜包括胶原蛋白可食膜、大豆蛋白可食膜、海藻酸钠可食膜、淀粉可食膜以及一切可食用或非可食用的蛋白可食膜和多糖可食膜，也包括天然动物肠衣(猪、牛、羊)。
本发明使用的天然产物固化剂：京尼平、多酚物质及一切具有蛋白、多糖等生物大分子交联作用的天然产物，两者可单独使用，或配合使用，两者使用次序不限，也可两者直接混合使用。
其中，京尼平为纯度5-99％的京尼平、京尼平苷、京尼平酸以及所有在一定条件下可水解成京尼平或具有蛋白交联作用的京尼平前体物质或衍生物。
多酚物质为没食子酸、咖啡酸、阿魏酸、没食子酸脂以及一切含有黄烷醇结构的缩合单宁，也包括含有这些物质的葡萄籽花青素提取物、高梁提取物、五倍子提取物以及一切天然含单宁类物质的提取物。
京尼平溶液的浓度为0.1-1wt％，干燥温度在10-50℃之间。多酚溶液的浓度为0.2-0.5wt％，干燥温度在20-40℃之间。
固化剂溶液处理可食膜的方式可以为喷洒，也可以为浸泡，还可以以直接加入的方式加入到可食膜生产的配料中。
实施例1
将成型后的胶原蛋白可食膜1000m2，放入干燥室内，在温度40-55℃之间进行干燥，至水分含量为25％后，直接喷洒浓度为0.1％的京尼平溶液，喷洒量为可食膜质量的0.5％，以可食膜表面完全湿润不成滴滴下为止，在50℃下吹热风至表面干燥；再次喷洒浓度为0.5wt％的葡萄籽提取物(原花青素含量在50％以上)溶液，喷洒量为可食膜质量的1％，在40℃下吹热风至表面干燥；将可食膜放入85-90℃、相对湿度95-100％的安装臭氧发生器的100m3熟化室中，臭氧发生器功率为20g O3/h，熟化30min，完毕后，将可食膜取出，自然冷却后，即为成品。
产品质量指标：壁厚约为0.05mm，纵身抗断力大于5N，胀破强度大于0.05MPa，热收缩温度大于80℃。
实施例2
将成型后的胶原蛋白可食膜1000m2，放入干燥室内，在温度40-55℃之间进行干燥，至水分含量为25％后，直接喷洒浓度为0.1％的京尼平溶液，喷洒量为可食膜质量的0.5％，以可食膜表面完全湿润不成滴滴下为止，在50℃下，吹热风至表面干燥；将可食膜放入85-90℃、相对湿度95-100％的安装紫外线灯管的100m3熟化室中，紫外线灯总功率为160W(20W/只×8只)，熟化30min。熟化后，将可食膜取出，自然冷却后，即为成品；
产品质量指标：壁厚约为0.05mm，纵身抗断力大于4N，胀破强度大于0.06MPa，热收缩温度大于80℃。
实施例3
将成型后的以胶原蛋白、大豆蛋白、淀粉、海藻酸钠为原料制成的可食膜2000m2，放入干燥室内，在温度40-55℃之间进行干燥，至水分含量为30％后，直接喷酒浓度为0.3wt％单宁溶液，喷酒量为可食膜质量的1％，在40℃下吹热风至表面干燥；将可食膜放入85-90℃，相对湿度95-100％的安装臭氧发生器的100m3熟化室中，臭氧发生器功率为30gO3/min，熟化40min，熟化后，将可食膜取出，自然冷却后，即为成品。产品质量指标：壁厚为0.08mm，纵身抗断力大于4N，胀破强度大于0.03MPa，热收缩温度大于80℃。
实施例4
将天然猪肠衣(路数36/38)2000m，放入干燥室内，在温度40-55℃之间进行干燥，至水分含量为30％，直接喷洒浓度为0.2％的京尼平溶液，喷洒量为猪肠衣质量的0.3％，以猪肠衣表面完全湿润不成滴滴下为止，在50℃下吹热风至表面干燥；再次喷洒浓度为0.4wt％的葡萄籽提取物(原花青素含量在50％以上)溶液，喷洒量为猪肠衣质量的1％，在40℃下吹热风至表面干燥；将猪肠衣放入85-90℃，相对湿度95-100％的安装臭氧发生器的100m3熟化室中，臭氧发生器功率为20g O3/h，熟化30min，完毕后，将猪肠衣取出，自然冷却后，即为成品。
产品质量指标：壁厚为0.05mm，纵身抗断力大于4N，胀破强度大于0.05MPa，热收缩温度大于80℃。
Claims (1)
1.一种利用天然产物提高可食膜机械强度的方法，其特征是该方法包括：
(1)向成型干燥后的可食膜喷洒天然产物固化剂，然后风干至表面干燥；
所述天然产物固化剂包括京尼平溶液和/或多酚溶液。
其中，京尼平溶液的浓度为0.1-1wt％，京尼平溶液喷洒量为可食膜质量的0.01-1％，在10-50℃下，风干至表面干燥；
多酚溶液的浓度为0.2-0.5wt％，多酚溶液喷洒量为可食膜质量的0.01-2％，在20-40℃下，风干至表面干燥。
(2)将可食膜放入85-90℃、相对湿度95-100％的已安放紫外灯或臭氧发生器的熟化室中，熟化30-90分钟，取出，自然冷却后，即为固化后的可食膜；
所述可食膜包括胶原蛋白可食膜、大豆蛋白可食膜、海藻酸钠可食膜、淀粉可食膜、天然动物肠衣；
所述京尼平为5-99％纯度的京尼平、京尼平苷、京尼平酸；
所述多酚即多酚类化合物，是指分子结构中有若干个酚性羟基的具有一定抗氧化能力的植物成分的总称，包括苯酚酸、黄酮类化合物单体及其缩合物；
所述多酚包括咖啡酸、阿魏酸、没食子酸、没食子酸脂；
所述多酚包括葡萄籽花青素提取物、高梁提取物、五倍子提取物；
所述紫外灯的总功率为100W-300W/100m3，紫外线的波长为254nm；
所述臭氧发生器的功率为10-30gO3/(h·100m3)。
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