CN109504009A - 一种食品包装膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种食品包装膜的制备方法，包括如下步骤：S1、将白炭黑、改性白云母、碳酸钙、二氧化钛混合，粉碎，过筛，然后与淀粉、水混合，搅拌，然后置于高温高压下处理，粉碎，过筛，得到物料A；S2、将聚乙烯醇、低密度聚乙烯、油酸、壳聚糖、山梨酸钾、增塑剂、防霉剂、稳定剂与步骤1得到的物料A进行混炼，得到物料B；S3、将物料B置于挤压机中，进行挤压造粒，然后压成薄膜，即得。本发明可以制得具有良好的机械性能、抗菌性、耐水性、热封能力的包装膜，实现改善食品安全和延长食品贮藏期的目的。

Description

一种食品包装膜的制备方法
技术领域
本发明涉及包装膜材料技术领域，具体涉及一种食品包装膜的制备方法。
背景技术
食品包装是指为了在食品流通中保护产品、方便储存和运输、促进销售，而使用的容器、材料和辅助材料的总称。随着我国经济水平的提高，食品包装行业得到快速发展，食品包装材料使用量也大幅度增加。在食品包装材料中，塑料材料占有很高的比例，食品包装塑料直接与食物接触，塑料中的小分子添加剂化合物可以迁移进食品，能导致食物基质即营养物质的改变，损害食品质量，同时很多助剂长期积累在人体中会对身体健康造成损害。目前，人们对开发具有成膜能力和抗菌特性的食品包装材料的兴趣与日俱增，其能够改善食品安全和延长食品贮藏期。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种食品包装膜的制备方法，制得的包装膜具有良好的机械性能、抗菌性、耐水性、热封能力。
本发明提出了一种食品包装膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将白炭黑、改性白云母、碳酸钙、二氧化钛混合，粉碎，过筛，然后与淀粉、水混合，搅拌，然后置于高温高压下处理，粉碎，过筛，得到物料A；
S2、将聚乙烯醇、低密度聚乙烯、油酸、壳聚糖、山梨酸钾、增塑剂、防霉剂、稳定剂与步骤1得到的物料A进行混炼，得到物料B；
S3、将物料B置于挤压机中，进行挤压造粒，然后压成薄膜，即得。
优选地，所述改性白云母的制备工艺如下：
S1、将白云母进行干燥处理，粉碎，过筛，然后分散在磷酸氢二钠缓冲液中，得到白云母分散液；
S2、将大豆蛋白、蓖麻油酸加入到磷酸氢二钠缓冲液中，并调节pH值，搅拌，得到大豆蛋白溶液；
S3、将大豆蛋白溶液置于恒温水浴条件下，将白云母分散液加入到大豆蛋白溶液后，搅拌，离心，取沉淀物，用缓冲液洗涤，冷冻干燥，得到改性白云母。
优选地，所述改性白云母的制备工艺如下：
S1、将白云母置于120-140℃下干燥30-50min，粉碎，过200-300目筛，然后分散在磷酸氢二钠缓冲液中，得到白云母分散液；
S2、将大豆蛋白、蓖麻油酸加入到磷酸氢二钠缓冲液中，并调节pH值为4-5，然后以300-500r/min的转速在60-65℃的温度下搅拌20-30min，得到大豆蛋白溶液；
S3、将大豆蛋白溶液置于60-65℃的水浴条件下，接着将白云母分散液加入到大豆蛋白溶液后，并以400-600r/min的转速搅拌2-4h，然后在20-25℃的条件下以2000-3000r/min的转速离心10-20min，取沉淀物，用磷酸氢二钠缓冲液洗涤3-4次，冷冻干燥，得到改性白云母。
优选地，所述大豆蛋白、蓖麻油酸、白云母的质量比为1-2：1-1.5：4-9。
优选地，所述磷酸氢二钠缓冲液的浓度为10-15mmol/L。
优选地，S1中，按重量份将10-16份白炭黑、9-15份改性白云母、1-4份碳酸钙、1-2份二氧化钛混合，粉碎，过筛，然后与70-90份淀粉、90-130份水混合，搅拌，然后置于高温高压下处理，粉碎，过筛，得到物料A。
优选地，S1中，将白炭黑、改性白云母、碳酸钙、二氧化钛混合，粉碎，过250-300目筛，然后与淀粉、水混合，以200-500r/min的转速搅拌30-50min，然后置于压力为2.5-10MPa、温度为110-120℃的条件下处理1-2h，粉碎，过150-200目筛，得到物料A。
优选地，S2中，按重量份将80-100份聚乙烯醇、60-80份低密度聚乙烯、0.4-0.7份油酸、0.3-0.6份壳聚糖、0.2-0.4份山梨酸钾、30-50份增塑剂、0.5-1.2份防霉剂、0.5-1.5份稳定剂与步骤1得到的物料A进行混炼，得到物料B。
优选地，S2中，所述混炼的温度为150-180℃，混炼的时间为8-12h。
优选地，S3中，在110-150℃的温度下以120-160r/min的转速进行挤压造粒。
优选地，S3中，薄膜的厚度为0.1-0.2mm。
优选地，所述增塑剂按照6-8：11-13：12-15的重量比包括甘油、山梨糖醇、季戊四醇。
优选地，所述防霉剂按照1-5：2-4：2-6的重量比包括碘酸钙、海藻酸钙、海藻酸钠。
本发明食品包装膜的制备方法中，先是将白炭黑、改性白云母、碳酸钙、二氧化钛与淀粉混合，在高温高压下处理一段时间，经粉碎后与其他原料混合并进行混炼，原料间具有良好的分散性，制得的食品包装膜具有良好的机械性能、抗菌性、耐水性、热封能力，能够达到改善食品安全和延长食品贮藏期的效果；本发明中采用聚乙烯醇、淀粉和低密度聚乙烯作为基料，还添加了白炭黑、改性白云母、碳酸钙、油酸、二氧化钛、壳聚糖、山梨酸钾、增塑剂、防霉剂、稳定剂等原料提高膜材料的性能，使制得的食品包装膜具有良好的机械性能、抗菌性、耐水性、热封能力，达到改善食品安全和延长食品贮藏期的作用。本发明中，添加二氧化钛、壳聚糖、山梨酸钾共同作为抗菌剂，拓宽了抗菌谱，有效抑制微生物繁殖，起到很好的抗菌作用；还添加碘酸钙、海藻酸钙、海藻酸钠等防霉剂与抗菌剂搭配使用，不仅可以提高包装膜的抗菌能力，还可增加包装膜的抗拉强度；添加甘油、山梨糖醇、季戊四醇作为增塑剂，有效改善了聚乙烯醇、低密度聚乙烯的机械性能，与改性白云母搭配使用，具有协同作用，进一步提高拉伸强度，增强包装膜材料的综合性能。本发明中添加的改性白云母，是通过利用蓖麻油酸和大豆蛋白共同对白云母进行改性处理得到的，改性白云母在聚乙烯醇、淀粉、低密度聚乙烯中组成的聚合物中具有良好的分散性，可以改善淀粉力学性能和耐水性均较差所带来的缺陷，有效提高膜材料的机械性能和耐水性；其中，由于白云母是层状结构，通过改性，蓖麻油酸和大豆蛋白嵌入到白云母层间结果中，层间距增加，降低了白云母层间的分子间作用力，因此，运用到本发明中，与聚乙烯醇、淀粉、低密度聚乙烯间具有良好的相容性，同时也促进了其他原料间的分散性，进而提高膜材料的拉伸性能和冲击性能；本发明添加的改性白云母，因其不透水性而强制水分子通过弯曲的路径穿过膜材料，从而增加了水分子扩散的有效路径长度，也因此降低了水蒸气透过性，又因其与聚乙烯醇、淀粉、低密度聚乙烯间具有良好的分散性，从而膜材料的水蒸气阻隔性能进一步得到提升。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种食品包装膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份将16份白炭黑、9份改性白云母、4份碳酸钙、1份二氧化钛混合，粉碎，过300目筛，然后与70份淀粉、130份水混合，以200r/min的转速搅拌50min，然后置于压力为2.5MPa、温度为120℃的条件下处理1h，粉碎，过200目筛，得到物料A；
S2、按重量份将80份聚乙烯醇、80份低密度聚乙烯、0.4份油酸、0.6份壳聚糖、0.2份山梨酸钾、50份增塑剂、0.5份防霉剂、1.5份稳定剂与步骤1得到的物料A进行混炼，混炼温度为150℃，混炼时间为12h，得到物料B；
S3、将物料B置于挤压机中，在110℃的温度下以160r/min的转速进行挤压造粒，然后压成0.1mm厚度的薄膜，即得；
其中，所述改性白云母的制备工艺如下：
S1、将白云母置于140℃下干燥30min，粉碎，过300目筛，然后分散在磷酸氢二钠缓冲液中，得到白云母分散液；
S2、将大豆蛋白、蓖麻油酸加入到磷酸氢二钠缓冲液中，并调节pH值为4，然后以500r/min的转速在60℃的温度下搅拌30min，得到大豆蛋白溶液；
S3、将大豆蛋白溶液置于60℃的水浴条件下，接着将白云母分散液加入到大豆蛋白溶液后，并以600r/min的转速搅拌2h，然后在25℃的条件下以2000r/min的转速离心20min，取沉淀物，用磷酸氢二钠缓冲液洗涤3次，冷冻干燥，得到改性白云母；
所述大豆蛋白、蓖麻油酸、白云母的质量比为2：1：9；所述磷酸氢二钠缓冲液的浓度为10mmol/L；所述增塑剂按照8：11：15的重量比包括甘油、山梨糖醇、季戊四醇；所述防霉剂按照1：4：2的重量比包括碘酸钙、海藻酸钙、海藻酸钠。
实施例2
一种食品包装膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份将10份白炭黑、15份改性白云母、1份碳酸钙、2份二氧化钛混合，粉碎，过250目筛，然后与90份淀粉、90份水混合，以500r/min的转速搅拌30min，然后置于压力为10MPa、温度为110℃的条件下处理2h，粉碎，过150目筛，得到物料A；
S2、按重量份将100份聚乙烯醇、60份低密度聚乙烯、0.7份油酸、0.3份壳聚糖、0.4份山梨酸钾、30份增塑剂、1.2份防霉剂、0.5份稳定剂与步骤1得到的物料A进行混炼，混炼温度为180℃，混炼时间为8h，得到物料B；
S3、将物料B置于挤压机中，在150℃的温度下以120r/min的转速进行挤压造粒，然后压成0.2mm厚度的薄膜，即得；
其中，所述改性白云母的制备工艺如下：
S1、将白云母置于120℃下干燥50min，粉碎，过200目筛，然后分散在磷酸氢二钠缓冲液中，得到白云母分散液；
S2、将大豆蛋白、蓖麻油酸加入到磷酸氢二钠缓冲液中，并调节pH值为5，然后以300r/min的转速在65℃的温度下搅拌20min，得到大豆蛋白溶液；
S3、将大豆蛋白溶液置于65℃的水浴条件下，接着将白云母分散液加入到大豆蛋白溶液后，并以400r/min的转速搅拌4h，然后在20℃的条件下以3000r/min的转速离心10min，取沉淀物，用磷酸氢二钠缓冲液洗涤4次，冷冻干燥，得到改性白云母；
所述大豆蛋白、蓖麻油酸、白云母的质量比为1：1.5：4；所述磷酸氢二钠缓冲液的浓度为15mmol/L；所述增塑剂按照6：13：12的重量比包括甘油、山梨糖醇、季戊四醇；所述防霉剂按照5：2：6的重量比包括碘酸钙、海藻酸钙、海藻酸钠。
实施例3
一种食品包装膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份将13份白炭黑、12份改性白云母、3份碳酸钙、1.5份二氧化钛混合，粉碎，过300目筛，然后与80份淀粉、110份水混合，以300r/min的转速搅拌40min，然后置于压力为5MPa、温度为115℃的条件下处理1.5h，粉碎，过200目筛，得到物料A；
S2、按重量份将90份聚乙烯醇、70份低密度聚乙烯、0.6份油酸、0.5份壳聚糖、0.3份山梨酸钾、40份增塑剂、1份防霉剂、1份稳定剂与步骤1得到的物料A进行混炼，混炼温度为170℃，混炼时间为10h，得到物料B；
S3、将物料B置于挤压机中，在130℃的温度下以140r/min的转速进行挤压造粒，然后压成0.1mm厚度的薄膜，即得；
其中，所述改性白云母的制备工艺如下：
S1、将白云母置于130℃下干燥40min，粉碎，过200目筛，然后分散在磷酸氢二钠缓冲液中，得到白云母分散液；
S2、将大豆蛋白、蓖麻油酸加入到磷酸氢二钠缓冲液中，并调节pH值为4.5，然后以400r/min的转速在62℃的温度下搅拌26min，得到大豆蛋白溶液；
S3、将大豆蛋白溶液置于62℃的水浴条件下，接着将白云母分散液加入到大豆蛋白溶液后，并以500r/min的转速搅拌3h，然后在22℃的条件下以2500r/min的转速离心15min，取沉淀物，用磷酸氢二钠缓冲液洗涤4次，冷冻干燥，得到改性白云母；
所述大豆蛋白、蓖麻油酸、白云母的质量比为2：1.5：7；所述磷酸氢二钠缓冲液的浓度为12mmol/L；所述增塑剂按照7：12：14的重量比包括甘油、山梨糖醇、季戊四醇；所述防霉剂按照3：3：4的重量比包括碘酸钙、海藻酸钙、海藻酸钠。
对比例1
按照实施例3的方法进行，制得食品包装膜，区别仅仅在于：步骤1)中使用未改性的白云母。
试验例1
分别对本发明实施例1-3和对比例1制得的食品包装膜进行力学强度检测，结果如表1所示。
表1
项目 拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(％)
实施例1 9.5 149
实施例2 9.7 148
实施例3 9.9 153
对比例1 5.8 125
由表1可以看出，本发明的拉伸强度、断裂伸长率均优于对比例1，因此，本发明的食品包装膜的机械性能优异，可以有效的保护食品的安全。
试验例2
对实施例1-3和对比例1的食品包装膜进行抗菌性能测试，参照《QB/T2591-2003抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》，大肠杆菌ATYCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538，具体测试结果如表2所示。
表2
项目 大肠杆菌杀菌率(％) 金黄色葡萄球菌杀菌率(％)
实施例1 96.2 97.6
实施例2 96.7 98.1
实施例3 98.3 98.7
对比例1 92.8 93.5
由表2可以看出，本发明实施例的抗菌性能均优于对比例，可见本发明制得的食品包装膜的抗菌性能优异，能够提高食品的安全以及延长食品贮藏期。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种食品包装膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将白炭黑、改性白云母、碳酸钙、二氧化钛混合，粉碎，过筛，然后与淀粉、水混合，搅拌，然后置于高温高压下处理，粉碎，过筛，得到物料A；
S2、将聚乙烯醇、低密度聚乙烯、油酸、壳聚糖、山梨酸钾、增塑剂、防霉剂、稳定剂与步骤1得到的物料A进行混炼，得到物料B；
S3、将物料B置于挤压机中，进行挤压造粒，然后压成薄膜，即得。
2.根据权利要求1所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，所述改性白云母的制备工艺如下：
S1、将白云母进行干燥处理，粉碎，过筛，然后分散在磷酸氢二钠缓冲液中，得到白云母分散液；
S2、将大豆蛋白、蓖麻油酸加入到磷酸氢二钠缓冲液中，并调节pH值，搅拌，得到大豆蛋白溶液；
S3、将大豆蛋白溶液置于恒温水浴条件下，将白云母分散液加入到大豆蛋白溶液后，搅拌，离心，取沉淀物，用缓冲液洗涤，冷冻干燥，得到改性白云母。
3.根据权利要求2所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，所述改性白云母的制备工艺如下：
S1、将白云母置于120-140℃下干燥30-50min，粉碎，过200-300目筛，然后分散在磷酸氢二钠缓冲液中，得到白云母分散液；
S2、将大豆蛋白、蓖麻油酸加入到磷酸氢二钠缓冲液中，并调节pH值为4-5，然后以300-500r/min的转速在60-65℃的温度下搅拌20-30min，得到大豆蛋白溶液；
S3、将大豆蛋白溶液置于60-65℃的水浴条件下，接着将白云母分散液加入到大豆蛋白溶液后，并以400-600r/min的转速搅拌2-4h，然后在20-25℃的条件下以2000-3000r/min的转速离心10-20min，取沉淀物，用磷酸氢二钠缓冲液洗涤3-4次，冷冻干燥，得到改性白云母。
4.根据权利要求2或3所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，所述大豆蛋白、蓖麻油酸、白云母的质量比为1-2：1-1.5：4-9；优选地，所述磷酸氢二钠缓冲液的浓度为10-15mmol/L。
5.根据权利要求1所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，S1中，按重量份将10-16份白炭黑、9-15份改性白云母、1-4份碳酸钙、1-2份二氧化钛混合，粉碎，过筛，然后与70-90份淀粉、90-130份水混合，搅拌，然后置于高温高压下处理，粉碎，过筛，得到物料A。
6.根据权利要求1所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，S1中，将白炭黑、改性白云母、碳酸钙、二氧化钛混合，粉碎，过250-300目筛，然后与淀粉、水混合，以200-500r/min的转速搅拌30-50min，然后置于压力为2.5-10MPa、温度为110-120℃的条件下处理1-2h，粉碎，过150-200目筛，得到物料A。
7.根据权利要求1所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，S2中，按重量份将80-100份聚乙烯醇、60-80份低密度聚乙烯、0.4-0.7份油酸、0.3-0.6份壳聚糖、0.2-0.4份山梨酸钾、30-50份增塑剂、0.5-1.2份防霉剂、0.5-1.5份稳定剂与步骤1得到的物料A进行混炼，得到物料B。
8.根据权利要求1所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，S2中，所述混炼的温度为150-180℃，混炼的时间为8-12h。
9.根据权利要求1所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，S3中，在110-150℃的温度下以120-160r/min的转速进行挤压造粒；优选地，S3中，薄膜的厚度为0.1-0.2mm。
10.根据权利要求1所述食品包装膜的制备方法，其特征在于，所述增塑剂按照6-8：11-13：12-15的重量比包括甘油、山梨糖醇、季戊四醇；优选地，所述防霉剂按照1-5：2-4：2-6的重量比包括碘酸钙、海藻酸钙、海藻酸钠。
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