CN105968511A - 一种缓释型抗氧化食品包装膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有缓释功能的抗氧化食品包装膜，能够有效延长抗氧化剂的递送时间，属于活性食品包装膜的研究范畴。本发明所述的食品包装膜以介孔分子筛作为载体搭载抗氧化剂，所得组装体与母料熔融造粒后在挤出流延机中成膜，其中，分子筛/抗氧化剂组装体的添加量为0.1％～10％。缓释实验效果表明，薄膜中的抗氧化剂的释放速率得以延缓，同时，组装体的添加对薄膜本身的性能并没有造成破坏性的影响，缓释薄膜仍然具备良好的拉伸强度和阻氧阻湿性能。

Description

一种缓释型抗氧化食品包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及抗氧化活性食品包装材料，具体涉及一种添加抗氧化剂/介孔分子筛组装体的缓释型抗氧化薄膜制备方法，属于活性食品包装材料技术领域。
背景技术
当前，油脂食品的氧化是食品企业在物流和仓储中面临的最严重问题之一，食品货架期内变质或货架期较短会大幅降低食品企业的经济效益。为了延长油脂食品的货架期，人们采取了很多措施来降低油脂氧化的速率，在包装工艺方面，将高阻隔材料与真空或气调包装相结合以降低食品包装内部的氧气含量，但是由于包装过程中少量氧气的残余或氧气从外部通过包装材料迁移至包装内部，使得这些方法并不能完全有效地阻止食品的氧化。而且，部分食品如鲜肉或鱼类不能够采用完全无氧的包装，因为真空包装下的肉的外观呈现淡紫色，消费者不容易接受。另一方面，将抗氧化剂加入食品或包装中来降低抗氧化速率。但是这种直接加入的方法也存在弊端，即一旦包装体系内的抗氧化剂在货架期内消耗完全，油脂氧化便不再受到抑制。
为了弥补传统抗氧化包装方法中存在的货架期较短等问题，抗氧化活性包装得到广泛研究。这种新的包装方法是基于将抗氧化剂加入到包装体系中，同时结合其它缓/控释方法，从而延长抗氧化剂在包装体系中的作用时间，进一步达到最大限度地延长油脂食品货架期的目的。但是，仅仅将抗氧化剂加入到包装基材中并不能达到大幅度降低释放速率从而延长抗氧化剂在包装体系中的作用时间的效果，所以，近年来研究人员开始研究将其他缓/控释方法与活性包装基材相结合，但是国内外关于包装材料中活性物质缓/控释研究的新方法较少，缓释效果方面仍存在活性物质释放过快或过慢的问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺点，本发明目的在于提供一种新型缓释型食品包装膜，该薄膜具有对一定分子尺寸范围内的抗氧化剂的缓释功能，能够明显降低抗氧化剂的释放速率，从而延长抗氧化剂在包装体系内的作用时间，同时兼具良好的拉伸性能和阻湿阻氧性能。
技术方案如下：
一种缓释型抗氧化食品包装膜，其特征在于：所用薄膜基材为聚合物，并添加0.1～10重量份的抗氧化剂/介孔分子筛组装体。
具体制备步骤如下：
(1)制备组装体。将5～80重量份的抗氧化剂溶于100重量份的无水乙醇，同时，按照抗氧化剂与介孔分子筛的比例加入介孔分子筛，充分搅拌后抽滤，所得固态部分真空干燥，得到抗氧化剂/介孔分子筛组装体。
(2)将抗氧化剂/介孔分子筛组装体与聚合物母料充分混合，双螺杆挤出机的挤出温度设置为70～280℃，挤出造粒，得到混合母料。
(3)将混合母料倒入70～280℃预热好的挤出流延机中制得缓释型抗氧化食品包装膜。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.该包装材料将抗氧化剂搭载到无毒的MCM-41介孔分子筛中，一方面保证了包装膜本身的绿色安全，另一方面，由于受到孔道结构的限制，又能够实现抗氧化剂的相对较长时间递送，最大限度延长油脂类食品的货架期。
2.采用MCM-41介孔分子筛，利用其孔径可调和表面可修饰的性质，能够实现对孔径在一定范围内的抗氧化剂的搭载，进而控制抗氧化剂在包装材料中的释放。并且，MCM-41具有较高的热稳定性能够广泛适用PP，PE等聚合物包装薄膜材料。
综上，本发明缓释型食品抗氧化包装膜具有对一定尺寸范围内抗氧化剂的缓释效果，延长抗氧化剂在包装体系内的作用时间，进而有助于延长食品的货架期，同时具有绿色安全的特点。并且，本发明涉及的缓释包装膜制备工艺适用多种抗氧化剂和聚合物包装基材，在生产实践中具有较为广泛的适用范围。
附图说明
图1为本发明实施例1所制薄膜和添加量为1％α-生育酚的LDPE薄膜(LDPE/α-生育酚)中抗氧化剂的释放效果图。
具体实施方式
以下列举实施实例对本发明作进一步具体说明。
实施例1
本实施例包装薄膜制备步骤如下：
(1)将4.308gα-生育酚溶解于40mL乙醇中，向溶液中加入2gMCM-41，常温下磁力搅拌3h后用砂芯漏斗抽滤，所得固体在35℃真空干燥箱中干燥过夜，制得组装体。
(2)称取2g步骤1)制得的组装体，与200gLDPE母料均匀混合，加入到175℃预热保温的双螺杆挤出造粒机进料斗中,设置螺杆转速为60rpm,造粒。
(3)将步骤(2)中制得的共混母料倒入175℃预热保温的单螺杆挤出流延机进料斗中，设置螺杆转速为30rpm,制得薄膜。将制得的薄膜避光真空密封贮存直至取样检测。
实施例2
本实施例包装薄膜制备步骤如下：
(1)将2.58gα-生育酚溶解于20mL乙醇中，向溶液中加入2gMCM-41，常温下磁力搅拌3h后用砂芯漏斗抽滤，所得固体在35℃真空干燥箱中干燥过夜，制得组装体。
(2)称取1g步骤1)制得的组装体，与200gLDPE母料均匀混合，加入到175℃预热保温的双螺杆挤出造粒机进料斗中,设置螺杆转速为60rpm,造粒。
(3)将步骤(2)中制得的共混母料倒入175℃预热保温的单螺杆挤出流延机进料斗中，设置螺杆转速为30rpm,制得薄膜。将制得的薄膜避光真空密封贮存直至取样检测。
实施例3
本实施例包装薄膜制备步骤如下：
(1)将2.58gα-生育酚溶解于20mL乙醇中，向溶液中加入2gMCM-41，常温下磁力搅拌3h后用砂芯漏斗抽滤，所得固体在35℃真空干燥箱中干燥过夜，制得组装体。
(2)称取1g步骤1)制得的组装体，与200g聚丙烯母料均匀混合，加入到230℃预热保温的双螺杆挤出造粒机进料斗中,设置螺杆转速为60rpm,造粒。
(3)将步骤(2)中制得的共混母料倒入230℃预热保温的单螺杆挤出流延机进料斗中，设置螺杆转速为30rpm,制得薄膜。将制得的薄膜避光真空密封贮存直至取样检测。
薄膜的机械性能和阻隔性能测试。按照GB1040.3-2006的方法分别对LDPE薄膜，添加1％生育酚的LDPE薄膜(LDPE/α-生育酚)和实例1中制得的薄膜进行拉伸强度和断裂伸长率的测试；按照GB1038-2002中的方法分别对LDPE薄膜，添加1％生育酚的LDPE薄膜(LDPE/α-生育酚)和实例1中制得的薄膜进行透氧性测试；按照GB1037-1988的方法分别对LDPE薄膜，添加1％生育酚的LDPE薄膜(LDPE/α-生育酚)和实例1中制得的薄膜进行水蒸气透过率测试，测试结果见表1。
表1.LDPE薄膜，添加1％生育酚的LDPE薄膜(LDPE/α-生育酚)和实例1中制得的薄膜包装膜的拉伸性能，透氧透湿性能：
从表1中可以看出，相较于纯LDPE膜而言，仅添加α-生育酚的LDPE薄膜拉伸强度略有提高，横向断裂伸长率提高了24.7％。而实施例1中的薄膜拉伸强度和断裂伸长率较LDPE薄膜均略有降低。相较于LDPE膜而言，添加了α-生育酚和组装体的薄膜阻氧性能略有降低，而就阻湿性而言，实例1中的薄膜较实LDPE薄膜阻隔性能降低明显，透湿系数提高了111.6％。
膜中抗氧化剂的释放行为测试。分别将添加1％生育酚的LDPE薄膜和实施例1制得的包装薄膜裁成40×60cm2大小的长方形，浸入到40mL95％乙醇溶液(美国食品与药品管理局推荐的脂肪类食品模拟液)中，将迁移测试单元放入40℃恒温振荡培养箱中，转速设为80rpm，避光震荡。每隔一段时间取样0.5mL,同时补充0.5mL的空白液。其中，α-生育酚的浓度用高效液相色谱仪进行测试。测试结果见图1。
由此可见，本发明制备的缓释型抗氧化食品包装膜具有较好的拉伸性能和阻氧阻湿性能，并且，将抗氧化剂搭载到MCM-41的孔道结构中能够有效延长抗氧化剂的释放时间，从而延长抗氧化剂在包装体系内的作用时间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明不局限于以上实施例。可以理解，本领域的技术人员在不脱离本发明的构思的前提下直接导出或联想到的其他改进或变化，均认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种缓释型抗氧化食品包装膜,其特征在于：其薄膜基材为聚合物材料，薄膜中含有0.1～10重量份的抗氧化剂/介孔分子筛组装体。
2.根据权利要求1所述缓释型抗氧化食品包装膜，其特征在于所述抗氧化剂分子尺寸介于0.1×0.1×0.1～10×10×10nm3。
3.根据权利要求1所述缓释型抗氧化食品包装膜，其特征在于所述介孔分子筛包括MCM-41介孔分子筛及对其进行孔径调节或表面修饰所得的产物。
4.根据权利要求1所述缓释型抗氧化食品包装膜，其特征在于组装体中有10～60重量份的抗氧化剂和40～90重量份的介孔分子筛。
5.根据权利要求1所述的缓释型抗氧化食品包装膜，其特征在于所述薄膜基材为聚合物材料PE、PP、PA、EVA、PVA、EVOH中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的缓释型抗氧化食品包装膜，其特征在于其制备方法依次包含以下步骤：
(1)制备组装体。将5～80重量份的抗氧化剂溶于100重量份的无水乙醇，同时，按照抗氧化剂与介孔分子筛的比例加入介孔分子筛，充分搅拌后抽滤，所得固态部分真空干燥，得到抗氧化剂/介孔分子筛组装体。
(2)将抗氧化剂/介孔分子筛组装体与聚合物母料充分混合，双螺杆挤出机的挤出温度设置为70～280℃，挤出造粒，得到混合母料。
(3)将混合母料倒入70～280℃预热好的挤出流延机中制得缓释型抗氧化食品包装膜。
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