CN104987710A - 一种聚谷氨酸基可食性包装膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚谷氨酸基可食性包装膜,按重量份计,所述包装膜的原料组成包括:聚谷氨酸1~15份,增塑剂0.05~1.5份,水100份;其中,所述聚谷氨酸的分子量为5×103~1×106Da。本发明采用聚谷氨酸作为可食性包装膜的基质,聚谷氨酸的聚合程度可控,分子量分布范围较窄,使得各原料在可食性包装膜中所起的作用更加清楚明确,在聚谷氨酸本身的成膜性能较好的情况下,通过调节其他原料的种类和用量以及调节制模工艺参数,可以得到性能可控、具有较好的气体阻隔性能和力学性能、具有明确应用目的的可食性包装膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种可食性包装膜,具体设计一种聚谷氨酸基可食性包装膜及其制备方法。
背景技术
当今,食品的包装材料仍然以纸类和塑料为主,由于环境问题的凸显,人们正在寻找一种包装产品,这种包装产品不仅具有无毒性、对环境污染小的特点,而且能够延长产品货架期和保持产品的原有本性。
可食性包装膜兼具以上特性,逐渐被人们广泛认可。比如公开号为CN 10461080 A的中国专利文献公开了一种可食性植物淀粉-纤维素复合性肉类食品包装膜,该包装膜由如下质量份数的原料制成:植物淀粉80-100份、羟丙甲基纤维素50-60份、羧甲基纤维素钠30-35份、海藻酸钠15-18份、凝结多糖12-15份、低甲氧基果胶10-12份、柠檬酸钙8-10份、丁香10-15份、肉桂10-15份、香辛料10-15份、茶多酚5-8份、菜籽油10-12份、琼脂8-10份、京尼平6-9份、聚甘油脂肪酸酯5-8份、食用蜡3-6份、水800-1000份。
公开号为CN 104610584A的中国专利文献公开了一种种壳聚糖-酪蛋白酸钠复合可食性包装薄膜,涉及可食性包装薄膜技术领域,由如下质量份数的原料制成:壳聚糖80-90份、酪蛋白酸钠40-50份、谷朊粉20-30份、蔗糖酯15-20份、菜籽油15-20份、蜂蜡12-15份、聚乙烯醇10-12份、柠檬酸钙8-10份、低聚果糖8-10份、亚麻油酸5-10份、京尼平7-9份、食用明胶5-8份、魔芋葡甘聚糖5-8份、纳他霉素3-5份、低甲氧基果胶3-5份、茶多酚4-6份、迷迭香酸3-5份、水800-1000份。
现有技术中,可食性包装膜的基质主要为多糖、蛋白、脂类等,但是由于多糖成膜后拉伸性能差、蛋白变性使膜的力学性能稳定性不强和脂类极性差等缺陷限制了此类膜的应用开发;并且,多糖、蛋白、脂类虽然较为易得,但由于多糖、蛋白、脂类的分子量分布范围很宽,致使包装膜制备过程中生产参数较难拿捏,制备过程较为繁琐,而包装膜成本的性能则较难控制。
发明内容
本发明提供了一种聚谷氨酸基可食性包装膜,该可食性包装膜不仅性能可控,而且制备过程较为简便。
一种聚谷氨酸基可食性包装膜,按重量份计,其原料组成包括:聚谷氨酸1~15份,增塑剂0.05~1.5份,水100份;其中,所述聚谷氨酸的分子量为5×103~1×106Da。
本发明采用均聚氨基酸—聚谷氨酸作为可食性包装膜的基质,均聚氨基酸是由同一种氨基酸单体通过化学法活微生物法合成的一类高分子聚合物,其聚合程度可控,得到的均聚氨基酸的分子量分布范围较窄,使得自身在可食性包装膜中所起的作用更加清楚明确,在其本身的成膜性能较好的情况下,通过调节其他原料的种类和用量以及调节制模工艺参数,可以得到性能可控的可食性包装膜。
本发明选择分子量为5×103~1×106Da的聚谷氨酸,若分子量太大,则聚谷氨酸难以合成;若分子量太小,则难以成膜。
作为优选,所述聚谷氨酸的分子量为5×105~1×106Da。
作为优选,所述增塑剂为乙二醇、甘油、山梨醇、蔗糖、聚乙二醇或玉米糖浆,所述聚乙二醇的分子量优选为200~20000Da。
作为优选,按重量份计,其原料组成还包括≤1.5份的添加剂。所述添加剂为抗氧剂、抗菌剂、营养剂、药剂、乳化剂和风味剂中的至少一种。
作为进一步优选,按重量份计,本发明聚谷氨酸基可食性包装膜的原料组成包括:聚谷氨酸6份,增塑剂0.8份,添加剂0.5份,水100份;所述聚谷氨酸的分子量为700000Da。
本发明还提供了所述聚谷氨酸基可食性包装膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚谷氨酸按比例加入水中,待聚谷氨酸充分溶解后调节溶液pH至8~10,获得聚谷氨酸溶液;
将溶液体系的pH值调成弱碱性,有助于保持聚谷氨酸基可食性包装膜的性能稳定性;下同。
具体地,将1~15份聚谷氨酸加入100份水中,先在常温条件下搅拌5~30min,使聚谷氨酸溶解,然后在50~90℃下,100~500rpm搅拌使聚谷氨酸溶解充分,滴加碱液调节溶液pH至8~10,获得聚谷氨酸溶液;
通常情况下,通过微生物发酵法获得的聚谷氨酸一般以盐的形式存在,虽然金属离子的存在并不影响聚谷氨酸的成膜性能,但在调节溶液pH时优选采用含有与聚谷氨酸盐相同的金属离子的碱液,避免包装膜成分过于复杂。
(2)向聚谷氨酸溶液中加入增塑剂和添加剂,充分搅拌并维持溶液pH为8~10,冷却至常温,均质脱气后制成膜液;
具体地,待聚谷氨酸溶液冷却至20~40℃时,加入0.05~1.5份增塑剂,0.05~1.5份添加剂,充分搅拌,并用碱液维持溶液的pH为8~10,冷却至常温后均质脱气,制成膜液;
其中,待聚谷氨酸溶液冷却后再添加增塑剂和添加剂,是为了避免高温条件下聚谷氨酸与增塑剂和添加剂发生不利于产物性能的化学反应。
(3)将膜液平铺在薄板上,经恒温干燥后获得所述聚谷氨酸基可食性包装膜。
具体地,将膜液倒置于薄板上刮制成膜,并在温度为40~70℃、湿度为50~80%的恒温箱中干燥1~24h,最后揭膜,从而制得聚谷氨酸基可食性包装膜。
所述薄板可以是钢板、玻璃板活聚四氟乙烯板;聚谷氨酸基可食性包装膜的厚度可以根据需要制成0.1~5mm。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明采用聚谷氨酸作为可食性包装膜的基质,聚谷氨酸的聚合程度可控,分子量分布范围较窄,使得各原料在可食性包装膜中所起的作用更加清楚明确,在聚谷氨酸本身的成膜性能较好的情况下,通过调节其他原料的种类和用量以及调节制模工艺参数,可以得到性能可控、具有较好的气体阻隔性能和力学性能、具有明确应用目的的可食性包装膜。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种聚谷氨酸基可食性包装膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)在装有加热搅拌装置的反应釜中加入8g聚谷氨酸(分子量为7×105Da)(聚谷氨酸购自南京轩凯生物科技有限公司),加入100ml的去离子水,在室温下搅拌10min,然后在70℃、300rpm下搅拌40min,滴加10%氢氧化钠溶液调节pH至8.5,获得聚谷氨酸溶液;
(2)将聚谷氨酸溶液冷却至40℃,加入0.8g甘油,0.4g软脂酸,充分搅拌,并用10%氢氧化钠溶液维持体系pH 8.5,冷却至常温,用均质机均质一次,抽真空脱气1h后制成膜液;
(3)将膜液倒置于薄板上,刮制成厚度为1mm的膜,并在温度为60℃、湿度为80%左右的恒温箱中干燥2h,最后揭膜,制得聚谷氨酸基可食性包装膜。
实施例2
分别选用分子量为5×103、1×104、5×104、2×105、5×105、1×106Da的聚谷氨酸,利用与实施例1相同的制备方法制备聚谷氨酸基可食性包装膜。
检测实施例1和实施例2所得聚谷氨酸基可食性包装膜的各项性能,检测结果见表1。
表1
由表1可见,综合考察不同分子量的聚谷氨酸成膜性能的比较,特别是力学性能的考察,当分子量为7×105时,成膜性能最优。
实施例3
采用与实施例1相同的制备方法,但选用不同的增塑剂和添加剂,并调整增塑剂和添加剂的添加量(见表2),以获得各项性能均提升的聚谷氨酸基可食性包装膜。
表2
注:聚乙二醇分子量为4000。
检测通过编号①~⑤的方法制备获得的聚谷氨酸基可食性包装膜的各项性能,检测结果见表3。
表3
由表2和表3可见,本发明聚谷氨酸基可食性包装膜的最优原料组成为:聚谷氨酸6g,增塑剂(甘油)0.8g,添加剂(软脂酸)0.5g,水100mL;聚谷氨酸的分子量为700000Da。
对比例1
采用与实施例1相同的制备方法,但选用分子量为97KDa的大豆分离蛋白(谷神科技股份有限公司)制备可食性包装膜;并检测该可食性包装膜的各项性能,检测结果如下:所得可食性包装膜干燥后的膜厚度0.25mm,拉伸强度9.7MPa,断裂伸长率32%,透光率83%,水蒸气透过系数0.12g·mm/m2·h·KPa。
结合实施例1~3可见,与同等分子量的蛋白质相比,单聚氨基酸制备的可食膜具有明确的研究性和成膜产品的可控性,具有较好的市场应用前景。
Claims (8)
1.一种聚谷氨酸基可食性包装膜,其特征在于,按重量份计,其原料组成包括:聚谷氨酸1~15份,增塑剂0.05~1.5份,水100份;其中,所述聚谷氨酸的分子量为5×103~1×106Da。
2.如权利要求1所述的聚谷氨酸基可食性包装膜,其特征在于,所述聚谷氨酸的分子量为5×105~1×106Da。
3.如权利要求1或2所述的聚谷氨酸基可食性包装膜,其特征在于,所述增塑剂为乙二醇、甘油、山梨醇、蔗糖、聚乙二醇或玉米糖浆。
4.如权利要求1所述的聚谷氨酸基可食性包装膜,其特征在于,按重量份计,其原料组成还包括≤1.5份的添加剂。
5.如权利要求4所述的聚谷氨酸基可食性包装膜,其特征在于,所述添加剂为抗氧剂、抗菌剂、营养剂、药剂、乳化剂和风味剂中的至少一种。
6.如权利要求1~5任一所述的聚谷氨酸基可食性包装膜,其特征在于,按重量份计,其原料组成包括:聚谷氨酸6份,增塑剂0.8份,添加剂0.5份,水100份;所述聚谷氨酸的分子量为7×105Da。
7.如权利要求1~6任一所述聚谷氨酸基可食性包装膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚谷氨酸按比例加入水中,待聚谷氨酸充分溶解后调节溶液pH至8~10,获得聚谷氨酸溶液;
(2)向聚谷氨酸溶液中加入增塑剂和添加剂,充分搅拌并维持溶液pH为8~10,冷却至常温,均质脱气后制成膜液;
(3)将膜液平铺在薄板上,经恒温干燥后获得所述聚谷氨酸基可食性包装膜。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述恒温干燥为:在温度为40~70℃、湿度为50~80%的恒温箱中干燥1~24h。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151021 |