CN107840981A - 一种海藻酸钠‑壳聚糖双层可食用膜、其制备方法及其应用 - Google Patents

一种海藻酸钠‑壳聚糖双层可食用膜、其制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海藻酸钠‑壳聚糖双层可食用膜、其制备方法及其应用，海藻酸钠‑壳聚糖双层可食用膜，由海藻酸钠膜和壳聚糖膜交联复合而成。本发明应用安全无毒的材料组合，提高了可食性内包装膜的食用安全性；原料来源广泛，生产成本低，成膜性好，通过各组分之间的协同促进，使得所得膜的透气性和透氧率显著降低，拉伸性能和透明度显著提高，且所得膜易降解；添加了天然的抗菌剂，能过很好的防止微生物的污染；可以通过改变海藻酸钠与壳聚糖的配比控制膜厚度，而控制膜的机械性能，溶解度和抗菌剂释放快慢；制备步骤简单，采用本发明制作的保鲜膜，能缓解果蔬在运输、贮存和加工过程中水分的流失及微生物的污染。

Description

一种海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜、其制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜、其制备方法及其应用，属于食用膜领域。
背景技术
传统的食品包装材料包括食品袋、食品隔离膜等大多采用聚丙烯、聚乙烯等化工产品，使用后作为废弃物进入环境，因其不可降解，则不可避免的加剧了“白色污染”，造成了长期的、深层次的生态环境问题。针对食品包装材料的特殊性，研究开发真正安全、可降解的包装材料的进展已经有很多相关报道。
可食膜，属于包装材料的一种，以可食性天然材料制备而成，通过膜自身的阻隔性能，防止食品受到外界环境的影响，保证食品的质量，通常根据制备可食膜的材料不同可分为多糖类可食膜、蛋白质可食膜和复合型可食膜等。目前，研究表明，可食膜可以部分代替塑料薄膜，从而有效的降低对环境造成的污染程度，是一种具有开发前景的绿色包装材料。
现有的可食膜存在组分繁多复杂、透气高、透氧率高，拉伸性能差，透明度低等问题。
发明内容
为了解决现有技术中可食膜存在组分繁多复杂、透气高、透氧率高，拉伸性能差，透明度低等缺陷，本发明提供一种海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜、其制备方法及其应用。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜，由海藻酸钠膜和壳聚糖膜交联复合而成。
上述可食膜，密封性好、拉伸性能好、透明度高，能对果蔬等起到很好的保鲜效果。
为了延长保鲜时间，海藻酸钠膜中设有天然抗菌剂。壳聚糖对抗菌剂能起到控制缓慢释放作用。
上述海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜的原料组分包括：海藻酸钠20％-40％，壳聚糖30％-50％，甘油10％-30％，乳化剂5％-15％和天然抗菌剂5％-30％，所述百分比为质量百分比。上述原料组分简单，然而通过各组分之间的协同促进，使得所得膜的透气性和透氧率显著降低，拉伸性能和透明度显著提高。
海藻酸钠别名褐藻酸钠，是海藻酸古罗糖醛酸和甘露糖醛酸的钠盐，大量存在于褐藻中，具有高度的安全性，溶于水后，有良好的凝胶特性和成膜能力；壳聚糖是由甲壳素经脱乙酞基化反应得到的一种多糖类有机聚合物，壳聚糖的成膜性能好，具有广谱抗菌性，生物相容性和生物降解性，而且它可以作为一种功能性成分被人体吸收。
为了防止食品污染，同时包括抑菌效果，延长保鲜期，本申请天然抗菌剂为植物提取物，优选，天然抗菌剂为辣根素、百里香精油、肉桂醛精油、柠檬精油、迷迭香精油或茴香精油中的至少一种。
乳化剂为可食用乳化剂，优选，乳化剂为Span系列乳化剂或Tween系列乳化剂。
为了进一步提高可食膜的拉伸性能和透明度，壳聚糖脱乙酰度为70％～90％之间。
上述海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将海藻酸钠溶于水，加入乳化剂、甘油和天然抗菌剂，搅拌至完全溶解，然后在真空状态下用高速分散机在8000rpm～12000rpm下均质10±2min，得到海藻酸钠膜液记为SA液，其中，海藻酸钠与水的质量比为(1-2)：100；
(2)将壳聚糖溶于乙酸溶液，加入甘油，搅拌至完全溶解，然后在真空状态下用高速分散机在8000rpm～12000rpm下均质10±2min，得到壳聚糖膜液记为CS液，其中，壳聚糖与乙酸溶液的质量比为(1.5-2)：100，步骤(1)中的甘油与步骤(2)中的甘油的质量比为(2-5)：(2-4)；
(3)配制2mol/L的CaCl2溶液作为海藻酸钠的交联剂；
(4)将步骤(1)所得SA溶液流延于模具中，自然风干形成海藻酸钠膜，然后在海藻酸钠膜上流延一层步骤(2)所得CS溶液，自然干燥形成海藻酸钠—壳聚糖双层复合膜；
(5)将步骤(4)所得复合膜放入盛有步骤(3)所配置溶液的交联剂中交联5min-10min，取出，用蒸馏水洗除复合膜表面多余的CaCl2，于45±5℃下干燥，得到海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜。
本申请乙酸溶液为将乙酸溶于水所形成的溶液。
为了进一步保证所得膜的均匀性，步骤(1)中，搅拌至完全溶解的搅拌速度为200-1500r/min，搅拌时间为3～10小时；步骤(2)中，搅拌至完全溶解的搅拌速度为200-1500r/min，搅拌时间为3～10小时。
上述海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜可用作果蔬、肉制品等的包装膜。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜主要有以下优点：
(1)应用安全无毒的材料组合，提高了可食性内包装膜的食用安全性；
(2)原料来源广泛，生产成本低，成膜性好，通过各组分之间的协同促进，使得所得膜的透气性和透氧率显著降低，拉伸性能和透明度显著提高，且所得膜易降解；
(3)添加了天然的抗菌剂，能过很好的防止微生物的污染；
(4)可以通过改变海藻酸钠与壳聚糖的配比控制膜厚度，而控制膜的机械性能，溶解度和抗菌剂释放快慢；
(5)本发明制备步骤简单，采用本发明制作的保鲜膜，能缓解果蔬在运输、贮存和加工过程中水分的流失及微生物的污染，本发明为果蔬类食品提供了一种新型有效的保鲜途径，可明显提高果蔬的品质，增加其经济效益。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜，各原料组分质量含量如下：海藻酸钠(青岛明月海藻集团有限公司)35％，壳聚糖(上海陆安生物科技有限公司)35％，甘油10％，Span805％，Tween80 5％，辣根素(西安维特生物科技有限责任公司)10％。
海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠膜液制备：准确称取1.5g海藻酸钠溶于100ml蒸馏水，然后依次加入0.2g甘油，0.1g Span80，0.1g Tween80，0.6g辣根素，搅拌(500转/min)5小时使其完全溶解，混合均匀溶液呈乳状液，然后在真空状态下用高速分散机在10000rpm均质10min，得到海藻酸钠膜液记为SA液，静置备用。
(2)壳聚糖膜液制备：先配制好0.5％的乙酸溶液，然后准确称取1.5g壳聚糖溶于100ml上述乙酸溶液中，搅拌溶解，加入0.2g甘油，继续搅拌(800转/min)3h使其完全溶解，得到偏黄色透明溶液，然后在真空状态下用高速分散机在8000rpm均质10min，得到壳聚糖膜液记为CS液，静置备用。
(3)交联剂配制：配制2mol/LCaCl2溶液作为海藻酸钠的交联剂。
(4)制膜过程：用30ml注射器吸取20ml步骤(1)所得SA溶液流延于模具中，自然风干形成海藻酸钠膜，然后在海藻酸钠膜上流延20ml步骤(2)所得CS溶液，自然干燥形成海藻酸钠—壳聚糖双层复合膜，将膜放入盛有步骤(3)所配置溶液的烧杯中交联5min，取出，用蒸馏水洗除表面多余的CaCl2，放置于45℃烘箱中干燥40min，即制备得到海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜。
实施例2
海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜，各原料组分质量含量如下：海藻酸钠(青岛明月海藻集团有限公司)23％，壳聚糖(上海陆安生物科技有限公司)46.5％，甘油14％，Span204.6％，Tween80 2.4％，百里香油(国际香精香料有限公司)9.5％。
海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠膜液制备：准确称取1g海藻酸钠溶于100ml蒸馏水，然后依次加入0.3g甘油，0.2g Span20，0.1g Tween80，0.4g百里香油，用搅拌器搅拌(200转/min)6小时使其完全溶解，混合均匀溶液呈乳状液，然后在真空状态下用高速分散机在8000rpm均质10min，得到海藻酸钠膜液记为SA液，静置备用。
(2)壳聚糖膜液制备：先配制好0.5％的乙酸溶液，然后准确称取2g壳聚糖溶于100ml上述乙酸溶液中，搅拌溶解，加入0.3g甘油，继续搅拌(400转/min)3h使其完全溶解，得到偏黄色透明溶液，然后在真空状态下用高速分散机在8000rpm均质10min，得到壳聚糖膜液记为CS液，静置备用。
(3)交联剂配制：配制2mol/LCaCl2溶液作为海藻酸钠的交联剂。
(4)制膜过程：用30ml注射器吸取20ml步骤(1)所得SA溶液流延于模具中，自然风干形成海藻酸钠膜，然后在海藻酸钠膜上流延20ml步骤(2)所得CS溶液，自然干燥形成海藻酸钠—壳聚糖双层复合膜，将膜放入盛有步骤(3)所配置溶液的烧杯中交联8min，取出，用蒸馏水洗除表面多余的CaCl2，放置于45℃烘箱中干燥40min，即制备得到海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜。
实施例3
海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜，组分及各组分百分含量如下：海藻酸钠(青岛明月海藻集团有限公司)23.3％，壳聚糖(上海陆安生物科技有限公司)30.4％，甘油15.4％，Span20 6.2％，Tween80 6.2％，辣根素(西安维特生物科技有限责任公司)9.25％，百里香油(国际香精香料有限公司)9.25％。
海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠膜液制备：准确称取1.5g海藻酸钠溶于100ml蒸馏水，然后依次加入0.5g甘油，0.4g Span20，0.4g Tween80，0.6g百里香油，0.6g辣根素用搅拌器搅拌(800转/min)8小时使其完全溶解，混合均匀溶液呈乳状液，然后在真空状态下用高速分散机在12000rpm均质10min，得到海藻酸钠膜液记为SA液，静置备用。
(2)壳聚糖膜液制备：先配制好0.5％的乙酸溶液，然后准确称取2g壳聚糖溶于100ml上述乙酸溶液中，搅拌溶解，加入0.4g甘油，继续搅拌(800转/min)3h使其完全溶解，得到偏黄色透明溶液，然后在真空状态下用高速分散机在8000rpm均质10min，得到壳聚糖膜液记为CS液，静置备用。
(3)交联剂配制：配制2mol/LCaCl2溶液作为海藻酸钠的交联剂。
(4)制膜过程：用30ml注射器吸取20ml步骤(1)所得SA溶液流延于模具中，自然风干形成海藻酸钠膜，然后在海藻酸钠膜上流延20ml步骤(2)所得CS溶液，自然干燥形成海藻酸钠—壳聚糖双层复合膜，将膜放入盛有步骤(3)所配置溶液的烧杯中交联10min，取出，用蒸馏水洗除表面多余的CaCl2，放置于45℃烘箱中干燥40min，即制备得到海藻酸钠-壳聚糖双层可食用保鲜膜。
表中数据为平均值±标准偏差(n＝3)。

Claims (9)

1.一种海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜，其特征在于，由海藻酸钠膜和壳聚糖膜交联复合而成。
2.如权利要求1所述的海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜，其特征在于，海藻酸钠膜中设有天然抗菌剂。
3.如权利要求1或2所述的海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜，其特征在于，其原料组分包括：海藻酸钠20％-40％，壳聚糖30％-50％，甘油10％-30％，乳化剂5％-15％和天然抗菌剂5％-30％，所述百分比为质量百分比。
4.如权利要求3所述的海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜，其特征在于，天然抗菌剂为辣根素、百里香精油、肉桂醛精油、柠檬精油、迷迭香精油或茴香精油中的至少一种。
5.如权利要求3所述的海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜，其特征在于，乳化剂为Span系列乳化剂或Tween系列乳化剂。
6.如权利要求3所述的海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜，其特征在于，壳聚糖脱乙酰度为70％～90％。
7.权利要求1-6任意一项所述的海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将海藻酸钠溶于水，加入乳化剂、甘油和天然抗菌剂，搅拌至完全溶解，然后在真空状态下用高速分散机在8000rpm～12000rpm下均质10±2min，得到海藻酸钠膜液记为SA液，其中，海藻酸钠与水的质量比为(1-2)：100；
(2)将壳聚糖溶于乙酸溶液，加入甘油，搅拌至完全溶解，然后在真空状态下用高速分散机在8000rpm～12000rpm下均质10±2min，得到壳聚糖膜液记为CS液，其中，壳聚糖与乙酸溶液的质量比为(1.5-2)：100，步骤(1)中的甘油与步骤(2)中的甘油的质量比为(2-5)：(2-4)；
(3)配制2mol/L的CaCl2溶液作为海藻酸钠的交联剂；
(4)将步骤(1)所得SA溶液流延于模具中，自然风干形成海藻酸钠膜，然后在海藻酸钠膜上流延一层步骤(2)所得CS溶液，自然干燥形成海藻酸钠—壳聚糖双层复合膜；
(5)将步骤(4)所得复合膜放入盛有步骤(3)所配置溶液的交联剂中交联5min-10min，取出，用蒸馏水洗除复合膜表面多余的CaCl2，于45±5℃下干燥，得到海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌至完全溶解的搅拌速度为200-1500r/min，搅拌时间为3～10小时；步骤(2)中，搅拌至完全溶解的搅拌速度为200-1500r/min，搅拌时间为3～10小时；步骤(2)中，乙酸溶液的体积浓度为0.5±0.1％。
9.权利要求1-6任意一项所述的海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜的应用，其特征在于，应用于果蔬、肉制品包装膜。
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