CN108342095B - 一种基于柠檬皮的可食性包装膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于柠檬皮的可食性包装膜，属于食品工程技术领域。所述可食性包装膜包括以下重量份的原料组分：柠檬皮粉20～30份、鸡蛋清10～16份、琼脂0.5～0.8份、去离子水100‑120份、增稠剂0.1～0.3份、增塑剂0.2～0.7份；所述柠檬皮粉的粒径为50～100μm。本发明还提供了上述可食性包装膜的制备方法和应用。本发明提供的制备工艺简单、可操作性强，无需复杂的烫漂和打浆处理，制备所得包装膜的成型性好、均匀度较好；所得可食性包装膜具备优良的机械性能，且成膜原料易得，果皮原料采用粉末原料大大方便了运输和保存。

Description

一种基于柠檬皮的可食性包装膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于食品工程技术领域，具体涉及一种基于柠檬皮的可食性包装膜及其制备方法和应用。
背景技术
随着食品安全问题和环境污染问题的日益突出，传统的塑料包装在食品中的应用越来越不受人们接纳，而一种易降解、可食的、对食品和环境友好的可食性包装膜逐渐进入人们的视野。可食性包装膜(EPF)是一种以天然可食性物质为原料，通过不同分子间的相互作用而形成的具有多孔网络结构的薄膜，是一种极具开发潜力的食品包装材料，有着良好的发展前景。
目前，可食性包装膜在食品包装中已广泛应用，各种可食性原料制备的食品包装膜已不断被研发和应用。如哈尔滨派特纳生物科技开发有限公司研发出一种哈蜜瓜可食膜(CN 103613937 A)，如四川农业大学研制出一种基于火龙果皮的可食性包装膜(CN105419370 A)。
虽然上述专利公开了多种果皮用于可食性膜的制备，由于其所选用的成膜原料大多是较软的果皮原料，且其制备工艺大多是采用将果皮进行烫漂和打浆处理，这种操作方式容易导致可食性膜的机械强度较低，其拉伸强度仅为20MPa左右。另一方面，由于各种水果受生长季节和全年产量不均衡的影响，果皮浆料不容易保存，在不是水果成熟的季节，基于该果皮的可食性包装膜的原料供给常常不足，严重影响了可食性包装膜的市场销售，难以满足现阶段我们食品生产大国对可食性包装膜的需求量。因此，开发出一种具有较强机械性能的可食性包装膜材料，以及研制出一种适合果皮原料保存的可食性膜制备工艺，成为可食膜能否普遍推广应用的一道关键门槛。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种基于柠檬皮的可食性包装膜及其制备方法和应用，以柠檬皮做为成膜原料，提供了一种适合柠檬皮成膜的制备工艺，使得可食性膜的果皮原料容易保存，很好避免了现有工艺将果皮打浆后不易运输和保存的缺陷，且与火龙果皮等原料相比，本发明提供的可食性包装膜的机械性能得到大大提高。
为了实现本发明的第一个目的，本发明提供了一种基于柠檬皮的可食性包装膜，该可食性包装膜材料包括以下重量份的原料组分：
柠檬皮粉20～30份、鸡蛋清10～16份、琼脂0.5～0.8份、去离子水100-120份、增稠剂0.1～0.3份、增塑剂0.2～0.7份；所述柠檬皮粉的粒径为50～100μm。
本发明提供的可食膜是以柠檬皮粉作为成膜原料，并复配以鸡蛋清和琼脂，在去离子水的混合下制备可食性膜，其中的柠檬皮粉具备方便运输和保存的优点，原料无需经过烫漂处理，能够很好保证果皮的组织纤维结构和强度，采用上述原料，省去了现有可食膜需要制备果皮浆料的缺陷。另外，对于柠檬皮粉的粒径选择是关键的，由于不经过烫漂处理和打浆，柠檬皮粉的粒径容易不均匀，过大或过小的颗粒均容易导致可食性膜的成型性不好、均匀度不佳，从而影响可食性膜的拉伸强度和透光透气性。发明人经过大量研究，最终确定了在上述原料配方下，柠檬皮粉的粒径设置为50～100μm最佳。本发明提供的上述可食性包装膜，还具备优异的机械强度，其拉伸强度可达43.15MPa以上，断裂伸长率可达16.1％。
进一步的，上述增稠剂为黄原胶与羧甲基纤维素钠的混合物，所述黄原胶与羧甲基纤维素钠的重量比为1～2:2～3。在制备可食性膜的过程中，添加增稠剂是必要的，采用本发明的增稠剂比例配方，更有利于膜的成型和涂覆，使得膜的成型性更好，均匀性更佳。
进一步的，所述增塑剂选用甘油或山梨醇。增塑剂种类为可食性包装膜中常添加的增塑剂，具备安全、可靠的优点。
为了实现本发明的第二个目的，本发明还提供了一种基于柠檬皮的可食性包装膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：
1)将柠檬皮洗净并切块，进行真空冷冻干燥，用中药粉碎机粉碎至50～100μm，得到柠檬皮粉，保存备用；
2)取步骤1)所得柠檬皮粉20～30份、鸡蛋清10～16份，向其中加入去离子水80～90份进行混合，在15～25℃的恒温下以180～260转/分钟的速度搅拌均匀；
3)取琼脂0.5～0.8份、增稠剂0.1～0.3份、增塑剂0.2～0.7份，与剩余重量份的去离子水混合，在35～40℃的恒温下以300～500转/分钟的速度搅拌10～15分钟；
4)待步骤3)所得物冷却至室温后，将步骤3)所得物与步骤2)所得物混合后进行均质处理，然后进行脱气处理并静置，得到成膜液；
5)将成膜液进行流延、干燥之后，然后进行平衡、揭膜，即得。
进一步的，上述步骤1)中所述柠檬皮为新鲜的柠檬皮，所述真空冷冻干燥的条件为：温度-80℃以下、真空度2.5～6.5Pa。
进一步的，上述步骤4)中所述均质处理的操作为：均质处理速率为10000～12000转/分钟，处理时间为5～8分钟。
进一步的，上述步骤4)中所述脱气处理的操作为：在真空度0.10MPa、温度20℃的条件下保存50～80分钟脱掉成膜液中的气体。
进一步的，上述步骤5)中进行流延的操作为：将成膜液涂覆在聚碳酸酯板上，控制涂覆厚度为0.5～1.5mm。由于本发明的可食性膜机械强度足够好，因而可大大减小成膜液的涂覆厚度，有利于节约成本。
进一步的，上述步骤5)中所述干燥的条件为：干燥温度30～45℃、干燥时间2～4小时、相对温度65～70％。
本发明提供的上述柠檬皮的可食性包装膜的制备方法，是将柠檬皮经冷冻干燥后制成50～100μm的粉末颗粒，然后分步骤2)和步骤3)对成膜原料进行调配组合，采用上述制备工艺，能够最大化减小制备成膜液过程中对柠檬皮组织纤维结构的破坏，使得制备得到的可食性膜的机械强度较佳。整个制备过程具备操作简单、方便，且无污染的特点。
本发明的第三个目的是提供上述基于柠檬皮的可食性包装膜或者在上述方法下制备得到的可食性包装膜用于食品保鲜或抑菌包装上的应用。由于本发明的可食性包装膜机械强度好、成型性好、涂覆厚度较薄，且均匀性好，因而在食品保鲜或抑菌包装上具有良好的应用前景，可起到较好的抑菌效果，并延长食品的货架期。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明以柠檬皮粉为成膜原料，方便进行运输和保存，成膜工艺无需进行复杂的烫漂和打浆处理；
(2)本发明提供的可食性包装膜具备优良的机械性能，其抗拉强度可达43.15MPa以上，断裂伸长率可达16.1％；
(3)本发明可食性包装膜的制备工艺简单、可操作性强、成膜原料易得，制备所得包装膜的成型性好、均匀度较好。
附图说明
图1为本发明以柠檬皮制备得到的可食性包装膜。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
一种基于柠檬皮的可食性包装膜，其含有如下重量份的原料：柠檬皮粉20份、鸡蛋清10份、琼脂0.5份、去离子水100份、增稠剂0.1份、增塑剂0.2份；其中，柠檬皮粉的粒径为50～60μm，增稠剂为黄原胶:羧甲基纤维素钠＝1:2，增塑剂为甘油。
上述可食性包装膜的制备工艺如下：
1)将柠檬皮洗净并切块，于温度-80℃、真空度2.5Pa下进行真空冷冻干燥，用中药粉碎机粉碎至50～60μm，得到柠檬皮粉，保存备用；
2)取步骤1)所得柠檬皮粉20份、鸡蛋清10份，向其中加入去离子水80份进行混合，在15℃的恒温下以180转/分钟的速度搅拌均匀；
3)取琼脂0.5份、增稠剂0.1份、增塑剂0.2份，与剩余20份去离子水混合，在35℃的恒温下以300转/分钟的速度搅拌10分钟；
4)待步骤3)所得物冷却至室温后，将步骤3)所得物与步骤2)所得物混合后进行均质处理，均质处理速率为10000转/分钟，处理时间为5分钟，然后进行脱气处理，脱气处理的操作为：在真空度0.10MPa、温度20℃的条件下保存50分钟脱掉成膜液中的气体，脱气后静置，得到成膜液；
5)将成膜液进行流延和干燥，流延的操作为：将成膜液涂覆在聚碳酸酯板上，控制涂覆厚度为0.5mm，干燥的条件为：干燥温度30℃、干燥时间2小时、相对温度65％；然后进行平衡、揭膜，即得。
对制备得到的可食性包装膜进行性能检测，其中拉伸强度和断裂伸长率按GB/T1040.3-2006测定，透湿性按GB/T16928-1997测定。经检测，所得可食性包装膜的拉伸强度为43.15MPa，断裂伸长率为16.1％，水蒸气透过率为1.112g·mm/m2·d·Pa。
将该可食性包装膜用于香肠的抑菌包装，与普通塑料包装膜相比，在室温下可将香肠的保存期延长35天。
实施例2
一种基于柠檬皮的可食性包装膜，其包括如下重量份的原料：柠檬皮粉30份、鸡蛋清16份、琼脂0.8份、去离子水120份、增稠剂0.3份、增塑剂0.7份；其中，柠檬皮粉的粒径为80～100μm，增稠剂为黄原胶:羧甲基纤维素钠＝2:3，增塑剂为山梨醇。
上述可食性包装膜的制备工艺如下：
1)将柠檬皮洗净并切块，于温度-82℃、真空度3.7Pa下进行真空冷冻干燥，用中药粉碎机粉碎至80～100μm，得到柠檬皮粉，保存备用；
2)取步骤1)所得柠檬皮粉30份、鸡蛋清16份，向其中加入去离子水90份进行混合，在25℃的恒温下以260转/分钟的速度搅拌均匀；
3)取琼脂0.8份、增稠剂0.3份、增塑剂0.7份，与剩余30份去离子水混合，在40℃的恒温下以500转/分钟的速度搅拌15分钟；
4)待步骤3)所得物冷却至室温后，将步骤3)所得物与步骤2)所得物混合后进行均质处理，均质处理速率为12000转/分钟，处理时间为8分钟，然后进行脱气处理，脱气处理的操作为：在真空度0.10MPa、温度20℃的条件下保存80分钟脱掉成膜液中的气体，静置后得到成膜液；
5)将成膜液进行流延和干燥，流延的操作为：将成膜液涂覆在聚碳酸酯板上，控制涂覆厚度为1.5mm，干燥的条件为：干燥温度45℃、干燥时间4小时、相对温度70％；然后进行平衡、揭膜，即得。
对制备得到的可食性包装膜进行性能检测，其中拉伸强度和断裂伸长率按GB/T1040.3-2006测定，透湿性按GB/T16928-1997测定。经检测，所得可食性包装膜的拉伸强度为43.56MPa，断裂伸长率为16.7％，水蒸气透过率为1.109g·mm/m2·d·Pa。
将该可食性包装膜用于切片面包的外包装，与普通塑料包装膜相比，在室温下可将切片面包的保存期延长5天。
实施例3
一种基于柠檬皮的可食性包装膜，其含有如下重量份的原料：柠檬皮粉22份、鸡蛋清14份、琼脂0.7份、去离子水110份、增稠剂0.2份、增塑剂0.5份；其中，柠檬皮粉的粒径为60～80μm，增稠剂为黄原胶:羧甲基纤维素钠＝1:3，增塑剂为甘油。
上述可食性包装膜的制备工艺如下：
1)将柠檬皮洗净并切块，于温度-85℃、真空度6.5Pa下进行真空冷冻干燥，用中药粉碎机粉碎至60～80μm，得到柠檬皮粉，保存备用；
2)取步骤1)所得柠檬皮粉22份、鸡蛋清14份，向其中加入去离子水85份进行混合，在20℃的恒温下以210转/分钟的速度搅拌均匀；
3)取琼脂0.7份、增稠剂0.2份、增塑剂0.5份，与剩余25份去离子水混合，在37℃的恒温下以380转/分钟的速度搅拌12分钟；
4)待步骤3)所得物冷却至室温后，将步骤3)所得物与步骤2)所得物混合后进行均质处理，均质处理速率为11000转/分钟，处理时间为6分钟，然后进行脱气处理并静置，脱气处理的操作为：在真空度0.10MPa、温度20℃的条件下保存65分钟脱掉成膜液中的气体，得到成膜液；
5)将成膜液进行流延和干燥，流延的操作为：将成膜液涂覆在聚碳酸酯板上，控制涂覆厚度为1.2mm，干燥的条件为：干燥温度38℃、干燥时间2.5小时、相对温度66％；然后进行平衡、揭膜，即得。
对制备得到的可食性包装膜进行性能检测，其中拉伸强度和断裂伸长率按GB/T1040.3-2006测定，透湿性按GB/T16928-1997测定。经检测，所得可食性包装膜的拉伸强度为44.35MPa，断裂伸长率为17.2％，水蒸气透过率为0.982g·mm/m2·d·Pa。
将该可食性包装膜用于火龙果的抑菌包装，与普通塑料包装膜相比，在室温下可将火龙果的保存期延长28天。
对比例1
采用实施例1的原料和方法制备可食性包装膜，不同之处仅在于：去掉鸡蛋清10份，并将柠檬皮粉的粒径设置为150～200μm。采用该方法所得可食性包装膜的成型性较差，经检测，所得可食性包装膜的拉伸强度为25.53MPa，断裂伸长率为5.1％，水蒸气透过率为2.105g·mm/m2·d·Pa。
对比例2
采用实施例2的原料和方法制备可食性包装膜，不同之处仅在于：去掉琼脂0.8份，并采用黄原胶作为增稠剂。采用该方法所得可食性包装膜的成型性和均匀度较差，经检测，所得可食性包装膜的拉伸强度为19.31MPa，断裂伸长率为7.3％，水蒸气透过率为2.231g·mm/m2·d·Pa。
对比例3
采用实施例3的原料和方法制备可食性包装膜，不同之处仅在于：柠檬皮粉的粒径设置为10～20μm，制备过程中直接将步骤2)和3)中的原料进行混合后进行均质处理。所得可食性包装膜的均匀性较差，经检测，其拉伸强度为17.76MPa，断裂伸长率为5.7％，水蒸气透过率为2.851g·mm/m2·d·Pa。

Claims (1)

1.一种基于柠檬皮的可食性包装膜的制备方法，其特征在于，所述包装膜包括以下重量份的原料组分：
柠檬皮粉20～30份、鸡蛋清10～16份、琼脂0.5～0.8份、去离子水100-120份、增稠剂0.1～0.3份、增塑剂0.2～0.7份；所述柠檬皮粉的粒径为50～100μm；所述增稠剂为黄原胶与羧甲基纤维素钠的混合物，所述黄原胶与羧甲基纤维素钠的重量比为1～2:2～3，所述增塑剂为甘油或山梨醇；
所述制备方法包括以下步骤：
1)将柠檬皮洗净并切块，进行真空冷冻干燥，用中药粉碎机粉碎至50～100μm，得到柠檬皮粉，保存备用；所述柠檬皮为新鲜的柠檬皮，所述真空冷冻干燥的条件为：温度-80℃以下、真空度2.5～6.5Pa；
2)取步骤1)所得柠檬皮粉20～30份、鸡蛋清10～16份，向其中加入去离子水80～90份进行混合，在15～25℃的恒温下以180～260转/分钟的速度搅拌均匀；
3)取琼脂0.5～0.8份、增稠剂0.1～0.3份、增塑剂0.2～0.7份，与剩余重量份的去离子水混合，在35～40℃的恒温下以300～500转/分钟的速度搅拌10～15分钟；
4)待步骤3)所得物冷却至室温后，将步骤3)所得物与步骤2)所得物混合后进行均质处理，然后进行脱气处理并静置，得到成膜液；所述均质处理的操作为：均质处理速率为10000～12000转/分钟，处理时间为5～8分钟；所述脱气处理的操作为：在真空度0.10MPa、温度20℃的条件下保存50～80分钟脱掉成膜液中的气体；
5)将成膜液进行流延、干燥之后，然后进行平衡、揭膜，即得；进行流延的操作为：将成膜液涂覆在聚碳酸酯板上，控制涂覆厚度为0.5～1.5mm；所述干燥的条件为：干燥温度30～45℃、干燥时间2～4小时、相对湿度65～70％。
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