本發(fā)明屬于防腐保鮮領(lǐng)域，尤其是一種可食性食品保鮮電紡纖維膜。

背景技術(shù)：

目前市場上銷售，基于蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素類可食性食品包裝保鮮膜，主要以流延、壓延和模具成型為主，成膜質(zhì)地粗糙、不均勻、不透明，透氣透濕性差，機(jī)械性能差，工業(yè)實用性不強(qiáng)，難以商業(yè)化；只是簡單采用靜電紡絲技術(shù)，蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素類可食性材料不能獨(dú)立制成納米纖維材料或纖維膜；再者，采用靜電紡絲技術(shù)，瓜爾豆膠可以獨(dú)立制成納米纖維材料或纖維膜，但是，納米纖維表面粗糙，遍布毛差，或結(jié)晶斷裂，不能達(dá)到保鮮性能指標(biāo)；傳統(tǒng)食品保鮮包裝膜，主要以聚烯烴基塑料為基材，添加變性淀粉和纖維素等可食性材料，具有生物半降解性能，但是，不能直接食用，缺點如下：

1、基于蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素類可食性食品包裝保鮮膜，主要以流延、壓延和模具成型為主，成膜質(zhì)地粗糙、不均勻、不透明，透氣透濕性差，機(jī)械性能差，工業(yè)實用性不強(qiáng)，難以商業(yè)化。

2、采用靜電紡絲技術(shù)，蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素類可食性材料不能獨(dú)立制成納米纖維材料或纖維膜。

3、采用靜電紡絲技術(shù)，瓜爾豆膠可以獨(dú)立制成納米纖維材料或纖維膜，但是，納米纖維表面粗糙，遍布毛差，或結(jié)晶斷裂，不能達(dá)到保鮮性能指標(biāo)。

4、傳統(tǒng)食品保鮮包裝膜，主要以聚烯烴基塑料為基材，添加變性淀粉和纖維素等可食性材料，具有生物半降解性能，但是，不能直接食用。

目前，石油基塑料造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)塑料包裝引發(fā)的食品安全問題愈加突出，食品包裝造成的食品二次污染問題

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種高孔隙率、低滲透阻力的可食性食品保鮮電紡纖維膜。

本發(fā)明實現(xiàn)目的的技術(shù)方案如下：

一種可食性食品保鮮電紡纖維膜，其特征在于：成分包括：玉米淀粉60-80份，瓜爾豆膠20-40份；制備方法如下：

⑴玉米淀粉前處理方法

定量重蒸餾水，加入淀粉2.5wt％-3.5wt％，加熱70-100℃1小時，利用磁力旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)邊加熱邊低速攪拌，轉(zhuǎn)速200rmp/min，制成淀粉溶膠；

⑵瓜爾豆膠前處理方法

將一定量重蒸餾水加入攪拌杯，再加入瓜爾豆膠1.1wt％-1.4wt％，在20-25℃室溫下磁力旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)攪拌12-14小時，轉(zhuǎn)速為700rmp/min，其中，攪拌杯的表面用封口膜密封，以防止水分蒸發(fā)，然后，再將溶液加熱至40℃，于離心機(jī)12,000g轉(zhuǎn)速離心1小時，將蛋白質(zhì)雜質(zhì)離心沉淀去除，取上清液，在乙醇：水的體積比2：1，混合溶液中使瓜爾豆膠沉降，當(dāng)沉降顆粒直徑小于等于0.5cm時，所得顆粒真空干燥至恒重，即獲得純化的瓜爾豆膠；

⑶淀粉溶膠/純化瓜爾豆膠預(yù)處理方法

將淀粉與瓜爾豆膠溶膠，使用前在85℃磁力攪拌2h，轉(zhuǎn)速為700rmp/min；瓜爾豆膠的濃度為1.9％-2.2％；

⑷靜電紡絲技術(shù)制備可食性淀粉/瓜爾豆膠納米纖維膜

靜電紡絲裝置為NaBond NEU-PRO，5mL注射器安裝在靜電紡絲裝置卡槽處，電磁線圈與氣泵雙重調(diào)控進(jìn)樣流速，精準(zhǔn)調(diào)控進(jìn)樣速率。

而且，所述步驟⑷選用不粘型鋁箔紙能達(dá)到將纖維膜更好分離鋁箔的效果，實驗中滾筒式收集器控制在40rpm，進(jìn)樣流速為0.5mL/h，電壓15kv，進(jìn)樣針至收集器垂直距離為12cm，連接注射器的不銹鋼針頭外觀尺寸為0.7mm×32mm，直徑0.390mm與注射器相連，在不銹鋼針頭處連接高壓電場為實驗提供高壓電源，靜電紡絲裝置環(huán)境內(nèi)溫度50℃，連續(xù)靜電紡絲6h。

而且，所述步驟⑴中淀粉加入量為3wt％。

而且，所述瓜爾豆膠純化加入瓜爾豆膠量為1.3wt％。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果如下：

1、本發(fā)明制備的可食性納米纖維薄膜具有高孔隙率、低滲透阻力的特點，可以作為功能性成分如天然抗菌劑、抗氧化劑的載體、傳遞系統(tǒng)應(yīng)用到食品保鮮包裝方面，是世界前沿領(lǐng)域，可食性納米纖維薄膜的制備將推動產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)入微觀結(jié)構(gòu)新層次。

2、本發(fā)明以淀粉、瓜爾豆膠兩種天然高分子化合物采用靜電紡絲技術(shù)成功研制出纖維結(jié)構(gòu)均一，表面無珠串缺陷的納米纖維薄膜，從原料選材到制備流程100％食品級制備工藝。

傳統(tǒng)薄膜制備工藝常采用溶液流延法和熔融擠出技術(shù)制備，工藝多為高溫擠壓造成熱敏等功能性成分在制備過程中喪失活性。此外，由于包裝材料有限的表面積，傳統(tǒng)的生物高分子薄膜很難實現(xiàn)生物活性物質(zhì)的控制釋放，因此采用傳統(tǒng)工藝很難實現(xiàn)活性成分的高效利用。傳統(tǒng)的高溫工藝破壞了加入膜中的生物活性物質(zhì)，靜電紡絲工藝是在低溫條件的生產(chǎn)工藝，很好的解決了這一難題。

傳統(tǒng)保鮮膜你具有生物防霉功能，本發(fā)明添加了生物活性劑，具有生物防霉功能。

附圖說明

圖1為可食性食品保鮮電紡纖維膜掃描透射電鏡；

圖2為可食性食品保鮮電紡纖維膜掃描透射電鏡(高倍率下)。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種可食性食品保鮮電紡纖維膜，包括低溫交聯(lián)，微?；髯兓?，膠體化，所有可加入的物質(zhì)在低溫下混合。

配方：玉米淀粉60-80份，瓜爾豆膠20-40份。

五、制備工藝

⑴玉米淀粉前處理方法

由于玉米淀粉分子是由一個無定形的區(qū)(直鏈淀粉)和結(jié)晶區(qū)(支鏈淀粉)構(gòu)成，在直鏈淀粉中，分子鏈與分子鏈間締合致密，形成微晶束晶體結(jié)構(gòu)使淀粉在溶液中呈部分顆粒狀體系存在，直鏈淀粉含量越高，分子鏈締合越致密，為使淀粉分子直鏈完全從結(jié)晶區(qū)析出形成溶膠溶液。

純玉米淀粉，其中，直鏈淀粉含量25％-50％，其余為支鏈淀粉。

淀粉前處理關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)為：定量重蒸餾水，加入淀粉2.5％-3.5％(最佳值3％)，加熱70-100℃1小時，利用磁力旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)邊加熱邊低速攪拌，轉(zhuǎn)速200rmp/min，制成淀粉溶膠。其中，淀粉添加量過多或過低都不能制成淀粉溶膠，磁力旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速過高時將破壞打斷淀粉鏈。

⑵瓜爾豆膠前處理方法

制備瓜爾豆膠溶膠，首先是瓜爾豆膠的純化。

常規(guī)瓜爾豆膠含有蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，干擾電紡射流并對納米纖維微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面影響，在配制瓜爾豆膠前需要對瓜爾豆膠進(jìn)行除蛋白質(zhì)純化處理。

瓜爾豆膠純化前處理關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)為：將一定量重蒸餾水加入攪拌杯(一般加入量為500g)，再加入瓜爾豆膠1.1％-1.4％(最佳值1.3％)，在20-25℃室溫下磁力旋轉(zhuǎn)攪拌機(jī)攪拌12-14小時，轉(zhuǎn)速為700rmp/min，其中，攪拌杯的表面用封口膜密封，以防止水分蒸發(fā)，然后，再將溶液加熱至40℃，于離心機(jī)12,000g轉(zhuǎn)速離心1小時，將蛋白質(zhì)等雜質(zhì)離心沉淀去除，取上清液，在乙醇：水為2：1(體積比)的混合溶液中使瓜爾豆膠沉降，當(dāng)沉降顆粒直徑小于等于0.5cm時，所得顆粒真空干燥至恒重，即獲得純化的瓜爾豆膠。

⑶淀粉溶膠/純化瓜爾豆膠預(yù)處理方法

由于單純淀粉溶膠不具備靜電紡絲可紡性，本發(fā)明以純化瓜爾豆膠作為電紡成型基體，為得到均一混勻的淀粉/瓜爾豆膠復(fù)合紡絲體溶液，將淀粉與瓜爾豆膠溶膠，使用前在85℃磁力攪拌2h，轉(zhuǎn)速為700rmp/min。

其中，瓜爾豆膠溶液呈非牛頓流體的假塑性流體特性，為滿足流體電紡的黏彈性成型機(jī)理，使溶膠流體分子鏈的充分纏鏈，能夠在電場形成射流穩(wěn)定拉伸，瓜爾豆膠的濃度為1.9％-2.2％，濃度過低纖維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生珠串缺陷，濃度過高在注射器毛細(xì)管尖端產(chǎn)生凝膠堵塞針頭。

(4)靜電紡絲技術(shù)制備可食性淀粉/瓜爾豆膠納米纖維膜

靜電紡絲裝置為NaBond NEU-PRO，5mL注射器安裝在靜電紡絲裝置卡槽處，電磁線圈與氣泵雙重調(diào)控進(jìn)樣流速，精準(zhǔn)調(diào)控進(jìn)樣速率。選用不粘型鋁箔紙能達(dá)到將纖維膜更好分離鋁箔的效果，實驗中滾筒式收集器控制在40rpm，進(jìn)樣流速為0.5mL/h，電壓15kv，進(jìn)樣針至收集器垂直距離為12cm，連接注射器的不銹鋼針頭外觀尺寸為0.7mm×32mm，直徑0.390mm與注射器相連，在不銹鋼針頭處連接高壓電場為實驗提供高壓電源，靜電紡絲裝置環(huán)境內(nèi)溫度50℃，連續(xù)靜電紡絲6h。

(5)納米纖維微觀結(jié)構(gòu)表征

使用Quanta 200FEG掃描透射電鏡用于測定納米纖維膜的微觀形貌、纖維直徑分布(FDS)。首先將一小片納米纖維膜固定在雙面膠粘帶上，表面涂金后噴涂膠體銀膠，使用Quanta 200FEG掃描電鏡在高真空/二次電子成像模式下觀察其形貌。掃描透射電鏡運(yùn)行工作條件如下：加速電壓選用10kV，工作距離為10.1-11.4mm。FDS測定使用XT Document(FEI Corp,Hillsboro,OR)分析軟件對樣品微觀形貌進(jìn)行測定。

本發(fā)明制備的膜直接使用，或者粘附在其他塑料包裝袋內(nèi)層使用即可。