專利名稱：一種淀粉基可食性膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種淀粉基可食性膜及其制備方法，屬于食品包裝材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前用于食品包裝的主要材料是石油基非降解塑料薄膜。由于食品包裝屬于一次 性、短期包裝，而且我國人口眾多，食品消費(fèi)總量巨大，因而帶來的非降解塑料污染比其它 國家和地區(qū)更為突出。同時，我國快餐食品包裝、鮮切果蔬包裝、各種食品小包裝主要原料 為聚乙烯或聚氯乙烯，這些食品包裝膜在生產(chǎn)過程中加入增塑劑和各種加工助劑，對所包 裝食品的安全構(gòu)成威脅。以淀粉為基料制備的可食性全降解食品包裝膜具有水分、氣體的選擇通透性，可 延長食品的貨價期，改善食品食用的方便性，改善食品的感觀，提高食品質(zhì)量等作用，受到 食品生產(chǎn)者和消費(fèi)者的共同歡迎。目前可食性淀粉膜的制備方法主要是溶液流延法，這種 方法在膜干燥過程中需要蒸發(fā)掉大量的溶劑，不但能耗高，而且生產(chǎn)效率也很低，不適用于 工業(yè)化生產(chǎn)。因此，開發(fā)能耗低、生產(chǎn)效率高的可食性膜的生產(chǎn)方法是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種原料可再生、能耗低、效率高的淀粉基可食性包裝膜的 工業(yè)化生產(chǎn)方法。本發(fā)明制備的淀粉基可食性膜具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、透明度、熱封性、印刷性、柔 韌性；并具有可食性和完全生物降解性，從而可避免大量食品內(nèi)包裝中非降解塑料造成的 環(huán)境污染。一種淀粉基可食性膜，各組成成分及比例(重量比)為穩(wěn)定化降解淀粉20% 80%、增塑劑5% 50%、潤滑劑0. 01 % 20%、增強(qiáng)劑0. 5% 50%和穩(wěn)定劑0.01%~ 15%。所述的穩(wěn)定化降解淀粉是由玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、甘薯淀 粉、豌豆淀粉、綠豆淀粉或稻米淀粉中的一種或兩種以上的混合物經(jīng)穩(wěn)定化降解復(fù)合變性 而得。所述的降解淀粉穩(wěn)定化的方法包括羥丙基化、乙?；?、磷酸酯化、脂肪酸酯化、羧 甲基化、陽離子化、甲基化或琥珀?；?；淀粉降解方法主要包括酸解、酶解、糊精化或氧化等。所述的增塑劑是指水、甘油、山梨醇、木糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二醇、葡萄糖、果 糖、普魯蘭多糖、蔗糖或檸檬酸中的一種或幾種；所述的潤滑劑是指植物油、脂肪酸、果蠟、蜂蠟、米糠蠟、石蠟或合成蠟中的一種或 幾種；所述的增強(qiáng)劑是指纖維素及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、明膠、海藻酸鈉、黃原 膠、果膠、卡拉膠或魔芋膠中的一種或幾種；
所述的穩(wěn)定劑是指單硬脂酸甘油酯、卵磷脂、蔗糖酯、硬脂酸乳酸鈉、硬脂酸乳酸 鈣、或納米蒙脫土及其衍生物中的一種或幾種；除上述成分外，同時按常規(guī)添加食品中常用的防腐劑和抗氧化劑。一種淀粉基可食性膜的制備方法為一種淀粉基可食性膜，各組成成分及比例(重量比)為穩(wěn)定化降解淀粉20% 80%、增塑劑5% 50%、潤滑劑0. 01 % 20%、增強(qiáng)劑0. 5% 50%和穩(wěn)定劑0.01%~ 15%。其制作步驟如下1、物料的混合將經(jīng)過穩(wěn)定化的降解淀粉和增強(qiáng)劑加入高速混合機(jī)中，充分?jǐn)嚢?至均勻；然后將混勻的增塑劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑原料邊攪拌邊緩慢加入到高速混合機(jī)中，混 合均勻即可。2、造粒上述混合均勻的物料使用同向或逆向雙螺桿造粒機(jī)，各區(qū)溫度在50 220°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速在10 300轉(zhuǎn)/min，將粉狀物料加工成直徑為0. 1 5mm的熱塑性淀 粉顆粒。3、擠出流延制膜將熱塑性淀粉顆粒加入到單螺桿擠出機(jī)中，各區(qū)溫度在40 190°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速在10 300轉(zhuǎn)/min，將淀粉顆粒流延成厚度為0. 01 0. 5mm厚的薄膜。淀粉基可食性、全降解食品包裝膜制作方法中，淀粉屬于高分子材料，具有良好的 成膜性。然而單純的原淀粉熔體粘度大，易老化，很難擠出流延成型，而且制成的膜具有強(qiáng) 度低、吸濕性大、透明度差、熱封性能差等缺陷，這類膜基本沒有實用價值。為了彌補(bǔ)這些缺 陷，本發(fā)明采用兩種措施一是將原淀粉進(jìn)行穩(wěn)定化降解復(fù)合變性，以提高淀粉膜的熔體強(qiáng) 度和抗老化穩(wěn)定性；二是在淀粉中加入食品級的增塑劑、增強(qiáng)劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑，可顯著 改善淀粉膜的柔韌性和應(yīng)用性能。目前國內(nèi)外制備可食性淀粉膜的方法主要采用溶液流延法。溶液流延法具有工藝 控制困難、能耗大、效率低等缺點，本發(fā)明采用傳統(tǒng)塑料加工設(shè)備，通過擠出流延成膜，可以 克服上述缺點，并能實現(xiàn)可食性全降解食品包裝膜的連續(xù)、高效生產(chǎn)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明中使用的原輔料均為天然可再生資源，原料來源豐富，生產(chǎn)成本低。2、本發(fā)明制備的可食性、全降解食品包裝膜具有可食性、全降解性，廢棄后不對環(huán) 境造成污染。3、本發(fā)明制備的可食性、全降解食品包裝膜具有良好的機(jī)械性能、阻隔性能、熱封 性能和抗老化性能。4、本發(fā)明的可食性全降解食品包裝膜采用擠出流延工藝生產(chǎn)，具有能耗低、生產(chǎn) 效率高的顯著優(yōu)點。
具體實施例方式實施例1 將30Kg乙?；趸臼淼矸?、3. 26Kg羧甲基纖維素，80g硬脂酸、22g單 硬脂酸甘油酯加入高速攪拌機(jī)中，充分混勻。將70g石蠟和10.35Kg甘油的混合物均勻、 緩慢的加入到高速攪拌機(jī)中，高速混合。將混勻的物料在雙螺桿擠出機(jī)中造粒，一區(qū)溫度70°C，二區(qū)溫度130°C，螺桿轉(zhuǎn)速45轉(zhuǎn)/分鐘，將粉料加工成直徑為2mm厚的顆粒。顆粒在 單螺桿擠出機(jī)擠出流延系統(tǒng)中制膜，單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度為一區(qū)60°C，二區(qū)130°C，三區(qū) 140°C，流延機(jī)頭溫度為135°C，可制得厚度為58 μ m的可食性、全降解食品包裝膜。實施例2 將30Kg磷酸化酸解玉米淀粉、SKg果膠、210g硬脂酸、60g單硬脂酸甘油 酯倒入高速攪拌機(jī)中，充分混勻。將90g液體蜂蠟和15. 62Kg甘油的混合物均勻、緩慢的加 入到高速攪拌機(jī)中，高速混合。將混勻的物料在雙螺桿擠出機(jī)中造粒，一區(qū)溫度90°C，二區(qū) 溫度140°C，螺桿轉(zhuǎn)速90轉(zhuǎn)/分鐘，將粉料加工成直徑為2. 4mm厚的顆粒。顆粒在單螺桿擠 出機(jī)擠出流延系統(tǒng)中制膜，單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度為一區(qū)80°C，二區(qū)135°C，三區(qū)145°C，流 延機(jī)頭溫度為150°C，可制得厚度為76 μ m的可食性全降解食品包裝膜。實施例3 將30Kg羥丙基氧化馬鈴薯淀粉、2. OKg普魯蘭多糖、59g蔗糖脂肪酸酯 倒入高速攪拌機(jī)中，充分混勻。將124g花生油、105g油酸和12. 85Kg甘油的混合物均勻、 緩慢的加入到高速攪拌機(jī)中，高速混合。將混勻的物料在雙螺桿擠出機(jī)中造粒，一區(qū)溫度 90°C，二區(qū)溫度150°C，螺桿轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分鐘，將粉料加工成直徑為2. Imm厚的顆粒。顆粒 在單螺桿擠出機(jī)擠出流延系統(tǒng)中制膜，單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度為一區(qū)90°C，二區(qū)135°C，三 區(qū)140°C，流延機(jī)頭溫度為155°C，可制得厚度為55 μ m的可食性全降解食品包裝膜。實施例4 將30Kg琥珀?；附馔愣沟矸?、3. 41Kg海藻酸鈉、105g納米蒙脫土倒 入高速攪拌機(jī)中，充分混勻。將70g液體果蠟和11. 61Kg甘油的混合物均勻、緩慢的加入到 高速攪拌機(jī)中，高速混合。將混勻的物料在雙螺桿擠出機(jī)中造粒，一區(qū)溫度110°C，二區(qū)溫度 155°C，螺桿轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘，將粉料加工成直徑為3. 2mm厚的顆粒。顆粒在單螺桿擠出 機(jī)擠出流延系統(tǒng)中制膜，單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度為一區(qū)50°C，二區(qū)115°C，三區(qū)135°C，流延 機(jī)頭溫度為145°C，可制得厚度為80 μ m的可食性全降解食品包裝膜。
權(quán)利要求
一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于各組成成分按重量比為穩(wěn)定化降解淀粉20％～80％、增塑劑5％～50％、潤滑劑0.01％～20％、增強(qiáng)劑0.5％～50％和穩(wěn)定劑0.01％～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的穩(wěn)定化降 解淀粉是由玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、豌豆淀粉、綠豆淀粉或 稻米淀粉中的一種或兩種以上的混合物經(jīng)穩(wěn)定化降解復(fù)合變性而得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的降解淀粉 穩(wěn)定化的方法是指羥丙基化、乙酰化、磷酸酯化、脂肪酸酯化、羧甲基化、陽離子化、甲基化 或琥珀?；?；淀粉降解方法是指酸解、酶解、糊精化或氧化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的增塑劑是 指水、甘油、山梨醇、木糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二醇、葡萄糖、果糖、普魯蘭多糖、蔗糖或檸 檬酸中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的潤滑劑是 指植物油、脂肪酸、果蠟、蜂蠟、米糠蠟、石蠟或合成蠟中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的增強(qiáng)劑是 指纖維素及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、明膠、海藻酸鈉、黃原膠、果膠、卡拉膠或魔芋膠 中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的穩(wěn)定劑是 指單硬脂酸甘油酯、卵磷脂、蔗糖酯、硬脂酸乳酸鈉、硬脂酸乳酸鈣或納米蒙脫土及其衍生 物中的一種或幾種。
8.一種可食性淀粉基食品包裝膜的制備方法，其特征在于各組成成分按重量比為穩(wěn) 定化降解淀粉20 % 80 %、增塑劑5 % 50 %、潤滑劑0. 01 % 20 %、增強(qiáng)劑0. 5 % 50 % 和穩(wěn)定劑0. 01% 15%。其制作步驟如下，1、物料的混合將經(jīng)過穩(wěn)定化的降解淀粉和增強(qiáng)劑加入高速混合機(jī)中，充分?jǐn)嚢柚辆?勻；然后將混勻的增塑劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑原料邊攪拌邊緩慢加入到高速混合機(jī)中，混合均 勻即可。，2、造粒上述混合均勻的物料使用同向或逆向雙螺桿造粒機(jī)，各區(qū)溫度在50 220°C 之間，螺桿轉(zhuǎn)速在10 300轉(zhuǎn)/min，將粉狀物料加工成直徑為0. 1 5mm的熱塑性淀粉顆粒。，3、擠出流延制膜將熱塑性淀粉顆粒加入到單螺桿擠出機(jī)中，各區(qū)溫度在40 190°C 之間，螺桿轉(zhuǎn)速在10 300轉(zhuǎn)/min，將淀粉顆粒流延成厚度為0. 01 0. 5mm厚的薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淀粉基可食性膜及其制備方法，是以穩(wěn)定化降解復(fù)合變性淀粉為主要成膜原料，添加食品級的增塑劑、潤滑劑、增強(qiáng)劑和穩(wěn)定劑等輔料，通過高速攪拌混合、雙螺桿擠出造粒，單螺桿擠出流延制膜，制備出柔韌性、阻隔性能、耐老化性能、熱封性能良好的淀粉基可食性包裝膜。本發(fā)明具有能耗低、生產(chǎn)效率高，適于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的特點。本發(fā)明制備的膜具有可食性、全降解性，可廣泛用于食品內(nèi)包裝，可避免非降解食品包裝對環(huán)境的污染。
文檔編號C08L5/00GK101906220SQ201010232198
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者侯漢學(xué), 劉傳富, 王兆升, 董海洲 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)