CN105646951A - 功能性可溶可食复合膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功能性可溶可食复合膜的制备方法，其特征在于：所述复合膜是以多糖类、蛋白类和淀粉为原料，以成膜剂、增强剂、增塑剂、交联剂和抗氧剂为辅料以及以及明胶构成；将各步骤水溶液混合、搅拌、匀质构成水溶液A或混合水溶液B，静置备用；加热处理，流延成均匀薄膜，所述复合膜经切膜、包装即为成品。本发明通过其不同分子间相互作用而形成的多孔网络结构——膜，具有一定强度但柔软，能热水溶但在常温下具有抗湿性，能热封、可食，对健康有益无害，可广泛应用于食品包装领域。

Description

功能性可溶可食复合膜的制备方法

技术领域

本发明涉及食品包装材料，特别是涉及一种功能性可溶可食复合膜的制备方法。

背景技术

包装材料是一个庞大的产业，据统计世界人均包装材料的消费达到了145kg/年，其中包括大量的食品包装，在过去的几十年里，塑料包装材料因其质轻价廉而被广泛的应用，特别是在食品包装上(包括如方便面的调料，速溶固体饮料以及粉剂药品等)，但塑料它因不能降解日积月累的污染对人类生存环境带来了严重威胁，作为食品包装又有害人体健康，因为塑料属于高分子聚合物，在聚合合成的工艺中会有一些单体残留和低分子量物质溶出，同时为了改善塑料的性能，在塑料生产中会加一些助剂(如增塑剂)这些助剂在一些条件下会向与之接触的食品中迁移，危害人体健康。因此全世界都在积极的寻找可降解，对人体无害的包装材料，特别是食品包装，它已成为当今食品工业科技发展的主攻项目。

几十年来，国内外已有很多关于可溶可食膜的研究(发明专利已上百个)，根据成膜原料的不同可分为多糖类，蛋白类和聚酯类，但各类原料都不能达到既有强度，又透明，又有韧性，即水溶又有良好的抗湿性(良好的耐候性)，脂类膜柔软但强度差。因此国内外的研究都重视复合膜的研制，即蛋白质，糖，脂类等多类原材料复配。例：

①[发明]可溶可食复合膜包装材料的制配方法-201110130684.3

申请人：郑正炯-申请日：2011-05-19-主分类号：B65D65/46(2006.01)I

摘要:本发明公开了一种可溶可食复合膜包装材料的制配方法,所述的制配方法包括以下工艺步骤:A、备料:B、改性:将改性物加入盛有淀粉和多糖的容器内,备用；C、制胶:甲胶的制取,将改性淀粉、改性多糖、胶原蛋白、玉米蛋白、酪蛋白、甘油、山梨醇一起置入反应...

②[发明]复合型可食性壳聚糖膜的制备方法-02151253.1

申请人：上海爱普食品工业有限公司-申请日：2002-12-13-主分类号：C08L5/08

摘要:本发明公开了一种复合型可食性壳聚糖膜的制备方法,它以壳聚糖及其衍生物为成膜的主要材料,以成膜剂或增强剂、增塑剂和交联剂为辅助成分,其特征在于将壳聚糖及其衍生物溶于稀醋酸制成稀溶液,然后与成膜剂或增强剂的稀溶液相复合,并加入一定量的增塑剂和交...

③[发明]可食性壳聚糖绿茶多酚活性包装涂膜材料及其制备方法-201310046853.4

申请人：上海交通大学-申请日：2013-02-05-主分类号：C08L5/08(2006.01)I

摘要:本发明公开了一种可食性壳聚糖/绿茶多酚活性包装涂膜材料，所述的可食性绿茶多酚活性包装涂膜材料至少包括以下组分及重量配比：壳聚糖1-2份，稀醋酸水溶液95-100份，甘油0.5-1.2份，吐温20为0-0.1份，绿茶多酚0.5-2份，水95-..

④[发明]大豆蛋白/二醛淀粉/纳米银复合膜及其制备方法和应用-200810220531.6

申请人：中山大学-申请日：2008-12-29-主分类号：C08J5/18(2006.01)I

摘要:本发明公开了一种具有抗菌功能的大豆蛋白/二醛淀粉/纳米银复合膜及制备方法。采用溶液浇铸成膜的方法制备大豆蛋白/二醛淀粉/纳米银复合膜,将大豆蛋白和增塑剂丙三醇分散在水中,然后将大豆蛋白水溶液与二醛淀粉及硝酸银溶液混合均匀,浇铸后烘烤成膜,在...

⑤日本在动植物胶EPF(可食包装膜)的开发应用上一直处于世界领先水平，这类EPF是以动物胶如：明胶，骨胶，虫胶和植物胶如葡甘聚糖，角叉胶，果胶，海藻酸钠，普鲁蓝等为基质而制成的EPF。

由于各种原料都有不同的分子结构和特性，如何选材？如何利用材料各自结构特性的差异进行互补，如何创造有利于各种材料互补的条件，使其形成一种全新的既有强度又柔软，即水溶又能热封对人体不仅无害而且有益的食品包装膜。这就有大量的研究工作要进行，本申请人自二十世纪九十年代起，多年从事可溶可食膜的研究(已有多个发明专利)，在此基础上我们又进行了新的研究探索，而且在配制过程中为各种不同分子结构的原料相互结合，为形成具有新特性的膜创造有利条件(特定溶胶条件和特定的微波条件等)。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种功能性可溶可食复合膜的制备方法。即以天然可食性生物高分子材料(包括多糖类，蛋白类，聚脂类及其复合物)为原料。通过其不同分子间相互作用而形成的多孔网络结构——膜。它具有一定强度但柔软。它能热水溶但在常温下具有抗湿性，它能热封、可食，对健康有益无害。

本发明提供的一种功能性可溶可食复合膜的制备方法，所述复合膜是以多糖类、蛋白类和淀粉为原料，以成膜剂、增强剂、增塑剂、交联剂和抗氧剂为辅料以及以及明胶构成；所述多糖类包括魔芋葡甘聚糖、壳聚糖、魔芋胶、桔梗多糖、甲基纤维素、沙嵩子胶和海藻酸钠；所述多糖为改性多糖；所述蛋白类包括胶原蛋白、酪蛋白、谷物蛋白和大豆分离蛋白；所述淀粉类包括马铃薯淀粉和玉米磷酸酯淀粉；所述淀粉为改性淀粉；所述成膜剂包括海藻酸钠、沙嵩子胶；所述增强剂包括魔芋葡甘聚糖、甲基纤维素；所述增塑剂包括甘油山梨醇和蜂蜡；所述交联剂包括柠檬酸和海藻酸钠；所述抗氧剂为茶多酚；所述的制备方法，包括下述工艺步骤：(一)取所述魔芋葡甘聚糖2-4份、海藻酸钠2-4份、玉米磷酸酯淀粉11-13份、去离子水500份混合均匀搅拌，静置备用；(二)取壳聚糖1-3份、柠檬酸2-4份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；(三)取明胶9-11份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；(四)取茶多酚0.03-0.08份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；(五)取甘油0.9-1.1份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；(六)取大豆分离蛋白11-13份、甲基纤维素2-4份、沙嵩子胶0.08-0.12份、去离子水500份混合均匀搅拌，静置备用；(七)取魔芋胶2-4份、壳聚糖0.9-1.1份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；(八)取海藻酸钠2-4份、聚乙烯醇0.9-1.1份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；(九)将所述步骤(一)、(二)、(四)、(五)的水溶液混合、搅拌、匀质构成水溶液A，静置备用；或将所述步骤(四)、(五)、(六)、(七)、(八)的水溶液混合、搅拌、匀质构成混合水溶液B，静置备用；(十)将步骤(九)中所述混合水溶液A或混合水溶液B置入微波装置中进行加热处理，加热温度50-80℃、每次加热时间30至60秒，间断性加热3次，微频率为300MHz至300GHz，使混合水溶液A和混合水溶液B分别成为一种复合胶体甲或复合胶体乙；(十一)将步骤(十)中所述的复合胶体甲或复合胶体乙置入抄膜机上进行流延成均匀薄膜，成膜后在膜表面涂上步骤(三)所述的明胶水溶液，使流延成膜为一种可溶可食复合膜，所述复合膜经切膜、包装即为成品。

在上述技术方案中，所述的魔芋葡甘聚糖3份、海藻酸钠3份、玉米磷酸酯淀粉12份、壳聚糖2份、柠檬酸3份、聚乙烯醇1份、明胶10份、茶多酚0.05份、甘油1份。

在上述技术方案中，所述微波频率为100GHz、加热温度为60℃、每次加热时间为45秒。

在上述技术方案中，所述可溶可食复合膜的含水率不低于10％。

本发明按需设定膜厚度为0.05—0.08mm。

膜的物理特性：

断裂伸长率35％∽55％，拉伸断裂应力18∽35mpa，弹性模量30∽110mpa

膜的生物化学特性：

具可热熔性(能热封)，所述明胶具有可热熔性；

疏油性，中等疏水性，热水(80℃以上)中渐溶解。

本发明所述各组分特性和作用简述如下：

壳聚糖：

壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，其化学结构带阳离子的高分子碱性多糖聚合物，具有独特的理化性能和生物活化功能。它具有很好的成模性，并具有抗菌，保鲜功能，是一种可食性包装膜材料。

魔芋葡甘聚糖：

魔芋胶是从各种魔芋属植物的块茎中提取出的水凝胶多糖，是一种高分子非离子型葡甘露聚糖，具有较好的成膜性，可以制成透明度和致密度高度薄膜。

海藻酸钠：

海藻酸钠是一种天然多糖，具有浓缩浓液形成凝胶和成膜的能力，冷热水都可以溶解，溶液具有柔软性，均一性，有保护胶体的作用，对油脂乳化强。

玉米磷酸酯淀粉：

是一种阴离子淀粉，变性淀粉的一类，所成膜均匀透明，揭膜容易，抗张强度，透明度好，外观上接近塑料，适合做方便袋。

桔梗多糖：

是一种菊糖型多聚糖具有多种生物活性，具有涂除羟基自由基和超氧自由基的能力，对大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，枯草龅牙杆菌均有抑制生长的作用。

大豆分离蛋白：

是一种经碱溶酸沉法提取的高营养物质，蛋白质含量达92％，经微波处理后大豆分离蛋白膜机械强度，得到提高，有良好的乳化性，吸水性，粘弹性。

甲基纤维素：

水溶液在常温下相当稳定，高温时能凝胶，具有优良的润湿性，分散性，粘结性，增稠性，乳化性，保水性，成膜性以及对油脂的不透性，所成膜有优良的韧性，柔曲性和透明度，PH2-12范围内稳定。

沙嵩胶：

是一种有胶黏结构的多糖类物质，不溶于水，分散水中，成模型十分稳定，粘着力强，剥离后的膜，有一定弹性和韧性。

茶多酚：

有较强的抗氧化作用，具有抑菌作用，可吸附食品中异味，抑制亚硝酸盐的形成和积累作用，延迟食品保质期。

成膜剂：

海藻酸钠

增强剂：

魔芋葡甘聚糖，卡拉胶，果胶，甲基纤维素。

增塑剂：

甘油，丙二醇，山梨醇，蜂腊，软磷脂，硬脂酸，琼脂，羟甲基纤维素

交联剂：

柠檬酸，丁二酸，海藻酸钠。

微波部分：

微波频率300MHz至300GHz的电磁波，30秒至1分钟，间断性3次，每次30秒，温度50℃—80℃。

微波的作用：

整合胶液在微波的作用下，使各组分溶液相互作用，在电场中每个极性分子都受到转动力力距的作用而发生旋转，偶极分子会重新进行排列，即分子中带正电荷一端趋向负极，带负电荷一段趋向正极，使分子排列有序化。

本发明具有以下功能特性：

本发明——功能性可溶可食复合膜是由多糖、淀粉、蛋白质、脂类以及茶多酚等天然可食性原料制成，可热封成袋，可用于包装巧克力奶茶(粉冲剂)、豆奶粉、芝麻糊等固体饮品、方便面的调味袋、干蔬菜袋以及中西药粉剂。使用时放入碗或杯中，冲入80℃以上的热水，浸泡3-5分钟，用筷子或小勺搅动，包装袋即溶解破碎，渐溶可食。本膜的膜成份中含有壳聚糖，它具有良好的保湿，防碎，抗菌，防腐作用并具有透明，弹性好阻氧性能等特点，是一种可食的高效，无毒，无味的保鲜剂。由于配制时加有天然茶多酚，因此包装膜成浅绿色，除异味并具有清除自由基，阻断脂质过氧化过程。本发明所述的复合膜具有使用方便，可减少塑料，纸张对环境的污染和对健康的不利影响，是纯真的低碳产品，原料天然可食，可再生，本发明技术构思新颖，操作简单，易于掌握，无污染，可尽快迅速工业化批量生产。本发明可广泛用于食品、饮料、调味品、蔬菜、药品等领域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

实施例一：

1.魔芋葡甘聚糖3g，海藻酸钠3g，玉米磷酸酯淀粉12g，去离子水500ml，均匀搅拌，备用；

2.壳聚糖2g，柠檬酸3g，溶于100ml去离子水，均匀搅拌，备用；

3.明胶10g，加入去离子水100ml，均匀搅拌，备用；

4.茶多酚0.03g-0.08g，加入去离子水100ml，备用；

5.甘油1g，加入去离子水100ml，均匀搅拌，备用；

将上述步骤1、2、4、5中的成分混合均匀，均质，微波处理：频率100GHz、温度60℃、每次加热时间40秒；

流延成膜，成膜后加入步骤3中的成分，成品可食膜含水不要低于10％。

实施例二：

1.大豆分离蛋白12g，甲基纤维素3g，沙嵩子胶0.1g，去离子水500ml，均匀搅拌，备用；

2.魔芋胶3g，壳聚糖1g，加入去离子水100ml，均匀搅拌，备用；

3.海藻酸钠3g，聚乙烯醇1g，加入去离子水100ml，均匀搅拌，备用；

4.明胶10g，加入去离子水100ml，均匀搅拌，备用；

5.茶多酚0.03g-0.08g，加入去离子水100ml，备用；

6.甘油1g，加入去离子水100ml，均匀搅拌，备用；

将上述步骤1、2、3、5、6中的成分混合均匀，均质，微波处理：频率150GHz、温度65℃、每次加热时间50秒；

流延成膜，成膜后加入步骤4中的成分，成品可食膜含水不要低于10％。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种功能性可溶可食复合膜的制备方法，其特征在于：所述复合膜是以多糖类、蛋白类和淀粉为原料，以成膜剂、增强剂、增塑剂、交联剂和抗氧剂为辅料以及以及明胶构成；

所述多糖类包括魔芋葡甘聚糖、壳聚糖、魔芋胶、桔梗多糖、甲基纤维素、沙嵩子胶和海藻酸钠；所述多糖为改性多糖；

所述蛋白类包括胶原蛋白、酪蛋白、谷物蛋白和大豆分离蛋白；

所述淀粉类包括马铃薯淀粉和玉米磷酸酯淀粉；所述淀粉为改性淀粉；

所述成膜剂包括海藻酸钠、沙嵩子胶；

所述增强剂包括魔芋葡甘聚糖、甲基纤维素；

所述增塑剂包括甘油、山梨醇和蜂蜡；

所述交联剂包括柠檬酸和海藻酸钠；

所述抗氧剂为茶多酚；

所述的制备方法，包括下述工艺步骤：

(一)取所述魔芋葡甘聚糖2-4份、海藻酸钠2-4份、玉米磷酸酯淀粉11-13份、去离子水500份混合均匀搅拌，静置备用；

(二)取壳聚糖1-3份、柠檬酸2-4份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；

(三)取明胶9-11份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；

(四)取茶多酚0.03-0.08份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；

(五)取甘油0.9-1.1份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；

(六)取大豆分离蛋白11-13份、甲基纤维素2-4份、沙嵩子胶0.08-0.12份、去离子水500份混合均匀搅拌，静置备用；

(七)取魔芋胶2-4份、壳聚糖0.9-1.1份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；

(八)取海藻酸钠2-4份、聚乙烯醇0.9-1.1份、去离子水100份混合均匀搅拌，静置备用；

(九)将所述步骤(一)、(二)、(四)、(五)的水溶液混合、搅拌、匀质构成水溶液A，静置备用；或将所述步骤(四)、(五)、(六)、(七)、(八)的水溶液混合、搅拌、匀质构成混合水溶液B，静置备用；

(十)将步骤(九)中所述混合水溶液A或混合水溶液B置入微波装置中进行加热处理，加热温度50-80℃、每次加热时间30至60秒，间断性加热3次，微波频率为300MHz至300GHz，使混合水溶液A和混合水溶液B分别成为一种复合胶体甲或复合胶体乙；

(十一)将步骤(十)中所述的复合胶体甲或复合胶体乙置入抄膜机上进行流延成均匀薄膜，成膜后在膜表面涂上步骤(三)所述的明胶水溶液，使流延成膜为一种可溶可食复合膜，所述复合膜经切膜、包装即为成品。

2.根据权利要求1所述的功能性可溶可食复合膜的制备方法，其特征在于：所述的魔芋葡甘聚糖3份、海藻酸钠3份、玉米磷酸酯淀粉12份、壳聚糖2份、柠檬酸3份、聚乙烯醇1份、明胶10份、茶多酚0.05份、甘油1份。

3.根据权利要求1所述的功能性可溶可食复合膜的制备方法，其特征在于：所述微波频率为100GHz、加热温度为60℃、每次加热时间为45秒。

4.根据权利要求1所述的功能性可溶可食复合膜的制备方法，其特征在于：所述可溶可食复合膜的含水率不低于10％。