CN111454490A - 一种制备可食用植物质膜的组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备可食用植物质膜的组合物，该组合物采用亚麻籽胶、变性淀粉、卡拉胶、增塑剂的特定组合达到了较好的弹性和韧性，从而实现了以低成本原材料制备可食性包装膜和软胶囊。尤其在≥20％甘油含量存在时，薄膜具有很好的弹性和韧性，且柔软不粘连。该体系在干燥脱水前，凝胶薄膜同样具有一定韧性和弹性，且黏合性好，具有较好的经济效益和推广价值。

Description

一种制备可食用植物质膜的组合物及其应用

技术领域

本发明属于食品及医药保健品包装领域，具体涉及一种制备可食用植物质膜的廉价组合物及其应用。

背景技术

淀粉是植物生长期间以淀粉粒形式贮存于细胞中的贮存多糖，其来源广泛，价廉易得。目前已广泛应用于各个工业领域，特别是食品医药领域。随着现代食品工业的发展，食品包装不断更新，一类能完善包装材料与环境保护之间矛盾的新型食品包装技术材料——可食性包装脱颖而出。可食性包装材料的基础原料以蛋白质、淀粉、多糖、植物纤维、可食性胶及其他天然物质等人体能消化吸收的天然可食性物质为主，通过不同分子间相互作用而形成具有多孔网络结构的包装薄膜，此类包装薄膜直接食品不影响食品风味，且具有质轻、卫生、无毒无味、保质、保鲜效果好等诸多优点。淀粉因其价廉易得而被广泛应用于可食性包装材料领域。制作时，将淀粉成形剂与胶粘剂按一定比例配置，然后充分搅拌均匀，再通过流延或热压等方式加工制得包装薄膜。

卡拉胶是一种海藻提取物，其来源广泛，κ-卡拉胶因其优异的凝胶性能和增稠效果，以及较低廉的价格而被广泛应用于食品添加剂领域，如果冻、软糖、酸奶及冰淇淋等。

淀粉和卡拉胶都因价廉而被广泛应用，如果能采用卡拉胶辅助淀粉成膜制备可食性包装，无疑具有天然的成本优势。然而，淀粉因其分子结构中含有大量氢键，易于结晶老化，以其制备淀粉膜往往呈刚性，易脆裂。κ-卡拉胶凝胶性能好，但其往往形成脆性凝胶，以其辅助淀粉成膜，不仅不能改善淀粉膜的柔韧性，甚至会使得淀粉膜更易脆裂。

软胶囊属于胶囊剂的一种包装方式，也属于一种可食性包装膜材料，常见于药品或保健食品，系指将一定量的液体药物直接包封，或将固体药物溶解或分散在适宜的赋形剂中制成溶液、混悬液、乳液或半固体，密封于球形或椭圆形的软质囊材中的胶囊剂。软胶囊的优点在于，其所包埋的内容物与空气等外界因素完全隔绝，避免内容物中的有效成分被外界因素所破坏；对易挥发、易被氧化的成分可以有效保持，单一胶囊粒的各有效成分含量或者净含量均能维持稳定，保证内容物的药用和保健的价值；能够有效地掩盖部分功能性药物或食品的异味，降低消费者在感官上的排斥。目前常见的软胶囊产品的胶皮均以来源于动物骨骼或皮革的明胶作为主要原料，辅以明胶用量30％左右的甘油制成。明胶是一种优良的热可逆性胶凝剂，具有极好的弹性、韧性及凝胶-溶胶转变温度，被广泛应用于食品药品领域。而上个世纪末，疯牛病的爆发最终将明胶产品拖入了一场前所未有的信任危机中。此外，明胶胶囊本身还存在很多缺点，如：易于滋生微生物，易吸潮，环境湿度低则柔韧性较差而易碎，环境湿度大则易于发生粘连，从而不能装填易吸湿或对水敏感的药物；明胶分子链含大量活泼基团，易于同灌装药物反应。

采用植物基原料来制备软胶囊无疑是解决上述问题的有效方法。但目前对于植物软胶囊胶皮方面的研究依然比较少，虽然已有一些专利报道，但所述配方依然有需要继续改进和完善之处。

美国专利US5342626记载了用转模法制备植物软胶囊，其中胶囊外壳由角叉菜、甘露聚糖、吉兰糖胶或者由源于植物的多糖混合物制成。

中国专利CN201610677342.6公开了一种可制成植物软胶囊囊材的组合物，其中，该组合物包括琼胶、刺槐豆胶、塑型剂及辅助剂。

众所周知，植物质来源多糖提取物往往价格昂贵，以其作为囊材来源消费者往往难以承受，因此众多专利考虑引入廉价的淀粉原料，采用植物质多糖同淀粉原料混合制备软胶囊囊材。

中国专利CN201110271792.2公开了一种魔芋多糖复合软胶囊壳，包括按重量计的下述组分，魔芋多糖0.5～8份、小麦淀粉2～10份、κ-卡拉胶3～15份、黄原胶0.2～4份、膨化剂7～45份、增塑剂6～30份、其他添加剂0.5～3份。

中国专利CN201410258075.X公开了一种植物性软胶囊，其特征在于用料组成的重量配比为：纯化水100份，田菁胶1～30份，预胶化淀粉10～60份，成膜剂0.5～19份，表面活性剂0.01～1份，增塑剂3～50份，色素和遮光剂各为0～3份。

中国专利CN201410546365.4公开了一种非明胶软胶囊壳的配方，包括改性淀粉、卡拉胶、增塑剂、水、增稠剂，所述各组分的重量百分比为：改性淀粉25～75％；卡拉胶10～30％；增塑剂10～25％；水40～50％；增稠剂2～12％；根据需要的软胶囊胶丸的颜色所添加的色素。

中国专利CN201480036675.X公开了一种软胶囊用成壳组合物，所述软胶囊用于容纳包含具有按质量计磷脂浓度为20％或更高的含磷脂油的核，所述组合物包含：(A)淀粉和/或糊精；(B)胶凝剂；(C)甘油和(D)山梨糖醇；其中(C)甘油：(D)山梨糖醇的质量比为(100:30)-(100:120)。其中胶凝剂选自卡拉胶、刺槐豆胶、天然结冷胶和脱酰基结冷胶中的一种或两种或更多种。

中国专利CN201480082150.X公开了一种不使用化学金属盐的缓冲剂，采用改性淀粉和ι-卡拉胶组成的组合物制备软胶囊的方法，改性淀粉与ι-卡拉胶的重量比为4.1:1至6.5:1。

中国专利CN201580053770.5则公开了一种软胶囊被膜的组合物，包括ι-卡拉胶和在盐的存在下经湿热处理而成的蜡质玉米淀粉。

然而，植物质多糖胶凝剂虽然价格昂贵，在很多食品领域作为胶凝剂，特别是增稠剂往往非常合适，但由于其多数不具有明胶凝胶的强韧性和弹性，特别是它们的凝胶-溶胶温度往往高于溶胶-凝胶温度，使得在制备软胶囊的生产过程中，生产效率低，胶丸密封粘合不牢固，品质不稳定，同时由于淀粉及淀粉衍生物往往不具有生成可逆凝胶的性能，以其添加到植物质多糖形成的胶凝剂中，往往仅仅作为填料，不仅不能够增加植物多糖凝胶的机械强度，反而往往会在一定程度破坏植物多糖凝胶的机械强度。因此，尽管相关专利众多，但在市场仍很少见到植物软胶囊的影子，少量产品也是以美国或韩国推出的以卡拉胶等为主要原料的海藻胶胶粉制备，价格昂贵，生产效率较低。

发明内容

为了改善现有技术中存在的不足，本发明提供一种以变性淀粉为基质用于制备可食性包装膜的组合物，所述组合物包括变性淀粉、卡拉胶、亚麻籽胶和增塑剂。

根据本发明的实施方案，以重量份计，亚麻籽胶为0.1-10份，例如0.5-5份，如0.6-3份，其实例可以为2份；

根据本发明的实施方案，所述变性淀粉，以重量份计，变性淀粉为40-98份，优选为80-98份，其实例可以为90份；

根据本发明的实施方案，以重量份计，卡拉胶为1-10份，例如1.5-8份，如2-5份，其实例可以为3份；

根据本发明的实施方案，增塑剂为20-45份，例如20-40份，如35份；

根据本发明的实施方案，所述组合物中余量为水，所述水可以为80～120份，例如90～110份。

根据本发明的实施方案，所述变性淀粉，例如可以是羟丙基淀粉、淀粉醋酸酯、羟丙基淀粉醋酸酯中的至少一种。

根据本发明的实施方案，所述卡拉胶可以是κ-卡拉胶、ι-卡拉胶中的至少一种，优选为κ-卡拉胶；

根据本发明的实施方案，所述增塑剂为甘油、山梨醇、木糖醇、甘露醇、聚乙烯醇中的一种或多种，优选为甘油。

根据本发明的实施方案，所述组合物中根据生产需要，可以任选地添加沙蒿胶，所述沙蒿胶以重量份计可以为0～2份，其实例可以为0.05份、0.1份。

根据本发明的实施方案，所述组合物中可以根据需要添加其他助剂，所述其他助剂可以选自例如遮蔽剂、色素、助凝剂中的至少一种；

根据本发明的实施方案，所述遮蔽剂可以为钛白粉、碳酸钙中的至少一种；

根据本发明的实施方案，所述助凝剂可以为氯化钾、碳酸钾、柠檬酸钾、乙酸钾、氯化钙或乙酸钙中的至少一种，优选为氯化钾、柠檬酸钾中的至少一种。

根据本发明的实施方案，当所述组合物中还包含遮蔽剂、色素、助凝剂中的至少一种时，以重量份计，所述组合物中所述遮蔽剂可以为0.02～0.8份，如0.05～0.2份，其实例可以为0.1份；

所述助凝剂可以为0.0001～0.05份，如0.0005～0.02份，其实例可以为0.01份。

本发明还提供所述组合物的应用，所述组合物可用于制备可食性包装膜。

本发明还提供所述组合物用于制备可食性包装膜的方法，包括如下步骤：将所述组合物经高温熔胶、脱气泡后，经流延工艺生产可食性包装膜；

所述高温可以为70℃～120℃，例如80℃～100℃，其实例可以为85℃，90℃，92℃；

所述高温熔胶的时间可以为0.5～6h，例如0.5～4h，其实例可以为2h；

所述常流延工艺可以在本领域常规流延膜生产设备实现。

本发明还提供了一种可食性包装膜，所述可食性包装膜由上述组合物制备得到。

本发明还提供所述组合物的另一种应用，其也可用于制备植物软胶囊.

本发明还提供一种植物软胶囊，所述植物软胶囊的囊皮由上述组合物制备得到。

本发明还提供所述组合物用于制备植物软胶囊的方法，包括如下步骤：将所述组合物经高温熔胶、脱气泡后，经常规设备生产植物软胶囊，如连续转模生产线。

根据本发明的实施方案，所述高温可以为70℃～120℃，例如80℃～100℃，其实例可以为85℃，90℃，92℃；

所述高温熔胶的时间可以为0.5～6h，例如0.5～4h，其实例可以为2h。

所述常规设备可以为本领域常规制备软胶囊的设备，例如常规转模生产设备。

本发明还提供了一种空心胶囊或软胶囊，所述空心胶囊或软胶囊由上述组合物制备得到。

有益效果：

本发明向变性淀粉、卡拉胶、增塑剂中引入亚麻籽胶得到组合物，通过亚麻籽胶与淀粉分子的黏合作用，一定程度上抑制变性淀粉结晶，增强持水性，同时利用其同卡拉胶的相互作用，改善凝胶质构，使卡拉胶脆性凝胶变为韧弹性好的凝胶，从而使得组合物经溶胶-凝胶流延过程能够得到韧性较高的凝胶胶皮，还具有很好黏合性和可加工性能，干燥脱水后也能维持很好的韧性，得到韧性很好的可食性包装膜，从而实现了以低成本原材料制备可食性包装膜和软胶囊。尤其在≥20％甘油含量存在时，薄膜具有很好的弹性和韧性，且柔软不粘连。该体系在干燥脱水前，凝胶薄膜同样具有一定韧性和弹性，且黏合性好。使得以此组合物生产可食性包装膜和植物软胶囊具有了经济效益和推广价值。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

按以下重量份配比配成组合物：羟丙基淀粉80份，κ-卡拉胶2份，亚麻籽胶10份，甘油20份，水120份。

将上述用于制备植物软胶囊的组合物于溶胶罐中加热到100℃，加热时间为30分钟，脱气后，采用常规流延膜设备制备可食性包装膜。

生产过程中胶皮无破裂现象，生产能够连续稳定进行，产品光洁柔软。

实施例2

按以下重量份配比配成组合物：羟丙基淀粉98份，κ-卡拉胶2份，亚麻籽胶0.1份，甘油45份，水110份。

将上述用于制备植物软胶囊的组合物进一步添加0.001份氯化钾，0.05份沙蒿胶于溶胶罐中加热到80℃，加热时间为4小时，脱气后，采用常规流延膜设备制备可食性包装膜。

生产过程中胶皮无破裂现象，生产能够连续稳定进行，产品光洁柔软。

实施例3

按以下重量份配比配成组合物：羟丙基淀粉醋酸酯90份，κ-卡拉胶1份，亚麻籽胶0.5份，甘油35份，水110份。

将上述用于制备植物软胶囊的组合物进一步添加0.1份钛白粉于溶胶罐中加热到90℃，加热时间为2小时，脱气后，采用常规流延膜设备制备白色可遮蔽可食性包装膜。

生产过程中胶皮无破裂现象，生产能够连续稳定进行，产品光洁柔软。

实施例4

按以下重量份配比配成组合物：淀粉醋酸酯40份，κ-卡拉胶10份，亚麻籽胶2份，甘油40份，水110份。

将上述用于制备植物软胶囊的组合物于溶胶罐中加热到85℃，加热时间为2小时，脱气后，采用常规流延膜设备制备白色可遮蔽可食性包装膜。

生产过程中胶皮无破裂现象，生产能够连续稳定进行，产品光洁柔软。

实施例5

按以下重量份配比配成组合物：羟丙基淀粉90份，κ-卡拉胶2份，亚麻籽胶0.6份，甘油40份，水110份。

将上述用于制备植物软胶囊的组合物于溶胶罐中，同时加入0.1份沙蒿胶，加热到90℃，加热时间为2小时，脱气后，采用常规制备软胶囊设备转模制备胶囊。

生产过程中胶皮无破裂现象，制备的软胶囊合缝良好，生产能够连续稳定进行，预制软胶囊经转笼初步干燥后，室温晾干得到软胶囊成品，产品光滑不粘连，柔软不漏油。

实施例6

分别称取六种不同用量的亚麻籽胶，每种分量的亚麻籽胶中均加入1.5份κ-卡拉胶，90份羟丙基淀粉，40份甘油，120份水，配成六种组合物，经92℃高温溶胶2小时后，脱气泡，经常规流延成膜设备流延成膜，测试干燥脱水前后胶皮的机械性能，结果如表1所示。

机械性能测试仪:Model#1122Inst ron TestFrame，待测试样在进行性能测试前,均在T＝23℃,RH＝50％的恒温恒湿箱中平衡5h。样品的性能测试均按薄膜样品GB/T13735—1992测定。

表1 不同用量的亚麻籽胶配成的组合物的机械性能测试

可以看出，在体系中添加不同量亚麻籽胶，未脱水胶皮的抗张强度明显增加，随着沙蒿胶用量的增加，胶皮的抗张强度也迅速增加；同时，未脱水胶皮的断裂伸长率也明显增加。胶皮干燥脱水制备的可食性薄膜，其机械性能也有相似的变化趋势。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种以变性淀粉为基质用于制备可食性包装膜的组合物，其特征在于，所述组合物包括：以重量份计的变性淀粉40-98份、亚麻籽胶0.1-10份、卡拉胶1-10份和增塑剂20-45份；

所述组合物中余量为水，所述水可以为80～120份；

所述变性淀粉，可以是羟丙基淀粉、淀粉醋酸酯和羟丙基淀粉醋酸酯中的至少一种；

所述卡拉胶可以是κ-卡拉胶和ι-卡拉胶中的至少一种；

所述增塑剂为甘油、山梨醇、木糖醇、甘露醇和聚乙烯醇中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物中可以任选地添加沙蒿胶，所述沙蒿胶以重量份计可以为0～2份。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述组合物可以根据需要添加其他助剂，所述其他助剂可以选自遮蔽剂、色素、助凝剂中的至少一种；

所述遮蔽剂可以为钛白粉、碳酸钙中的至少一种；

所述助凝剂可以为氯化钾、碳酸钾、柠檬酸钾、乙酸钾、氯化钙或乙酸钙中的一种或多种，优选为氯化钾、柠檬酸钾中的至少一种；

当所述组合物中还包含遮蔽剂、色素、助凝剂中的至少一种时，以重量份计，所述遮蔽剂可以为0.02～0.8份，所述助凝剂可以为0.0001～0.05份。

4.根据权利要求1-3任一项所述组合物的应用，其特征在于，可用于制备可食性包装膜或用于制备植物软胶囊。

5.一种可食性包装膜，其特征在于，所述可食性包装膜由权利要求1-3任一项所述组合物制备得到。

6.权利要求5所述可食性包装膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述组合物经高温熔胶、脱气泡后，经流延工艺生产可食性包装膜；

所述高温可以为70℃～120℃，所述高温熔胶的时间可以为0.5～6h，所述常流延工艺可以在本领域常规流延膜生产设备实现。

7.一种植物软胶囊，其特征在于，所述植物软胶囊的囊皮由权利要求1-3任一项所述组合物制备得到。

8.根据权利要求8所述植物软胶囊的制备方法，包括如下步骤：将所述组合物经高温熔胶、脱气泡后，可用于常规设备生产植物软胶囊；

所述高温可以为70℃～120℃，所述高温熔胶的时间可以为0.5～6h，所述常规设备可以为本领域常规制备软胶囊的设备，如连续转模生产线。

9.一种空心胶囊或软胶囊，所述空心胶囊或软胶囊由权利要求1-4任一项所述组合物制备得到。