專利名稱：一種明膠-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品包裝材料領(lǐng)域，更具體涉及一種明膠一殼聚糖復(fù)合食品包裝膜及 其制備方法。
背景技術(shù)：
塑料薄膜防水阻氣性好，強(qiáng)度高、韌性好，加上質(zhì)輕價(jià)廉，在食品包裝工業(yè)中已廣 泛應(yīng)用，但由于塑料不能生物降解，到了七十年代后期，人們逐漸意識(shí)到塑料給人類帶來利 益和方便的同時(shí)，也給人類造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因而開發(fā)以天然生物材料制成的可降 解食品包裝膜已成為食品包裝領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)。這種膜除可生物降解，無環(huán)境污染之 外，還能很好防止水分、氧氣、二氧化碳、芳香化合物及類脂等物質(zhì)的滲透、遷移，可作為抗 氧劑、防腐劑、風(fēng)味劑等的載體保護(hù)食品，改善外觀。常見的可食性包裝膜基質(zhì)有用于油性 食品包裝的大豆蛋白、用于水果和禽蛋類包裝的玉米蛋白質(zhì)、用于冷凍食品包裝的乳清蛋 白和小麥面筋蛋白、用于干貨及糕點(diǎn)包裝的改性淀粉以及用于調(diào)味料包裝的纖維素和膠體 包裝，商業(yè)化的有包裝糖果的糯米紙、包裝冰淇淋的玉米烘燒包裝杯、包裝肉采用的豆腐皮 和包裝肉餡的腸衣等。但目前可食性膜商業(yè)上應(yīng)用還不夠廣泛，還不能取代合成高分子塑料薄膜，其原 因主要是膜的機(jī)械性能差，天然的可食性高分子材料本身具有親水性，其阻濕性有限，極性 增塑劑本身也具有吸水性，同時(shí)其包裝熱封性和可印刷性等問題還有待解決。特別是在肉 類食品的包裝領(lǐng)域，封裝過程中出現(xiàn)的可食性包裝膜由于延展性不夠?qū)е聼o法進(jìn)行機(jī)械化 生產(chǎn)及冷凍保存條件下薄膜的穩(wěn)定性等限制了可食性包裝膜的應(yīng)用。其中膠原蛋白與其他 材料相比其獨(dú)特之處在于隨著水分和油脂的蒸發(fā)和熔化，膠原幾乎與肉食的收縮率一致， 且在低溫下比較穩(wěn)定。而殼聚糖因其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，是天然多糖中唯一大量存在堿性氨 基的多糖，在與明膠復(fù)合過程中能夠形成聚電解質(zhì)配合物，加強(qiáng)膜的內(nèi)聚力，提高膜質(zhì)量。水產(chǎn)品加工副產(chǎn)物約有30%為魚皮和魚骨，其膠原含量很豐富。充分利用這些膠 原，不僅能有效地利用生物資源，還能減少于不經(jīng)處理直接丟棄造成的環(huán)境污染。明膠是一 種將膠原三螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為無規(guī)則鏈而獲得的蛋白質(zhì)，同時(shí)也是一種熱水可溶的多肽混合 物，它由存在于高等動(dòng)物的皮、骨等結(jié)締組織中的膠原蛋白水解而成。明膠有著良好的生物 相容性和可降解性，具有溶膠與凝膠的可逆轉(zhuǎn)換性、極好的成膜性以及入口即化等特性；含 有多種官能團(tuán)，其物化性質(zhì)能被適當(dāng)調(diào)節(jié)。此外，明膠很容易經(jīng)過濃縮、凝凍、干燥而制得， 因此成本低廉。北京化工大學(xué)苑會(huì)林教授與常熟機(jī)械總廠有限公司科研人員成功開發(fā)出了 主要應(yīng)用于調(diào)味品、湯料等食品包裝的以18種氨基酸組成的明膠可食性薄膜，并將大規(guī)模 組織生產(chǎn)，以滿足食品市場(chǎng)對(duì)可食性薄膜日益增長(zhǎng)的需求。但是單一的膠原材料，其機(jī)械 性能、抗水性較差，在體內(nèi)降解較快，限制了其在肉制品如火腿和水產(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用。殼聚糖是從魚、蝦、蟹等的貝殼中提取的甲殼質(zhì)經(jīng)脫乙酰后制得的。殼聚糖不僅 可生物降解，用于成膜時(shí)，具有清晰、堅(jiān)韌、柔軟、阻氧性好的特性，在果蔬的氣調(diào)貯藏保鮮 中應(yīng)用較多。殼聚糖大分子鏈?zhǔn)抢w維剛性結(jié)構(gòu)，含有大量的氨基和羥基，使之具有很強(qiáng)的吸附作用，容易與含兩性基團(tuán)的膠原蛋白分子產(chǎn)生分子間的靜電吸引作用，形成聚電解質(zhì) 配合物網(wǎng)絡(luò)。殼聚糖的加入能提高共混膜的抗張強(qiáng)度，可以很好的改觀其機(jī)械性能。
中國(guó)專利公開號(hào)為CN 1301791A提供了一種利用復(fù)合魔芋膠制備的可溶可食性 包裝膜的方法，該方法需將魔芋精粉添加醋酸酐進(jìn)行預(yù)處理，還需加聚乙烯醇，生產(chǎn)工藝較 為復(fù)雜。公開號(hào)為CN 1743379A的專利提供了一種由大豆分離蛋白和明膠制備得到的可食 性包裝膜及其制備方法。公開號(hào)為CN 101092489A提供了一種添加谷類蛋白質(zhì)，食品級(jí)二 氧化鈦制備的具有紫外線屏蔽功能的可食性包裝膜及其制備方法，由于該方法添加了食品 級(jí)的二氧化鈦，使生產(chǎn)成本增高，方法較為復(fù)雜。更為重要的是也沒有看到由明膠和殼聚糖 組成的食品包裝膜的專利。

發(fā)明內(nèi)容
為了更好的利用明膠，殼聚糖，變廢為寶，本發(fā)明提供了一種以明膠，殼聚糖為主 要原料的復(fù)合食品包裝膜及其制備方法。該方法操作條件溫和，得到的包裝膜的機(jī)械強(qiáng)度 和延展性能夠滿足食品包裝的需要。本發(fā)明為一種膠原蛋白_殼聚糖食品包裝膜，其原料配方為 明膠 0. 5-6g，
殼聚糖0. 05-0. 4g，
甘油0. 5-2. 5g，
山梨醇0. 05-0. 5g，
蒸餾水10-50ml，
醋酸溶液0. 5-4%。一種明膠-殼聚糖食品包裝膜的制備方法，是以明膠和殼聚糖為主要原料，以甘 油和山梨醇為增塑劑，以蒸餾水和醋酸溶液為溶劑，該方法主要包括以下工藝步驟
(1)是將0.5-6g明膠溶于0. 5-10ml蒸餾水中，于25-60度下攪拌均勻；
(2)將0.05-0. 4g殼聚糖溶解在10-40ml的0. 5-4%醋酸溶液中，于30-40度下攪拌均
勻；
(3)將配置好的明膠溶液和殼聚糖溶液按體積比1:9-6:4加入，于50-70度加熱攪拌 5-30min.
(4)加入0.5-2. 5g甘油和0. 05-0. 5g山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌5-25min,將獲得的明 膠-殼聚糖復(fù)合溶液經(jīng)高功率超聲振蕩30min后真空脫氣0. 5_2h，倒入模具中成膜，干燥后 采用傾注法加入0. 5-5%食用油溶液，烘干冷卻后即得明膠_殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。在上述方案中，關(guān)鍵是要控制明膠溶液與殼聚糖溶液的濃度以及兩者混合 比例。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明食品包裝膜用天然動(dòng)物高分子物質(zhì)制成，無毒、無味、無刺激、無副作用。2、本發(fā)明食品包裝膜僅使用蒸餾水，不使用任何有機(jī)溶劑。3、本發(fā)明食品包裝膜具有很好的生物相容性、理化穩(wěn)定性和較高的機(jī)械強(qiáng)度和 延展性。4、本發(fā)明食品包裝膜制備方法具有制備工藝簡(jiǎn)單、操作方便、來源豐富、成本低、環(huán)
保，可用于機(jī)械化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式一種明膠-殼聚糖食品包裝膜的制備方法，是以明膠和殼聚糖為主要原料，以甘 油和山梨醇為增塑劑，以蒸餾水和醋酸溶液為溶劑，該方法主要包括以下工藝步驟
(1)是將0.5-6g明膠溶于0. 5-10ml蒸餾水中，于25-60攝氏度下攪拌均勻；
(2)將0.05-0. 4g殼聚糖溶解在10-40ml的0. 5-4%醋酸溶液中，于30-40攝氏度下攪 拌均勻；
(3 )將配置好的明膠溶液和殼聚糖溶液按體積比1 9-6 4加入，于50-70攝氏度加熱攪 拌 5-30min
(4)加入0. 5-2. 5g甘油和0. 05-0. 5g山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌5-25min,將獲得的明 膠_殼聚糖復(fù)合溶液經(jīng)高功率超聲振蕩30min后真空脫氣0. 5_2h，倒入模具中成膜，干燥后 采用傾注法加入0. 5-5%食用油溶液，烘干冷卻后即得明膠_殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。實(shí)施例1
將3g膠原蛋白溶于1. 2ml去離子水中，于60度下攪拌15min ；將0. 05g殼聚糖溶解在 IOml 2%醋酸溶液中，于30度下攪拌均勻；將配置好的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液按體積 比1 9加入，于70度加熱攪拌15min后，依次加入1. 5g甘油和0. Ig山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌 15min，將獲得的溶液超聲振蕩30min后真空脫氣0. 5h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂2%食 用油溶液，于65度干燥5h，冷卻后揭膜即得膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。實(shí)施例2
將3g膠原蛋白溶于1. 2ml去離子水中，于60度下攪拌15min ；將0. 05g殼聚糖溶解在 IOml 4%醋酸溶液中，于30度下攪拌均勻；將配置好的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液按體積 比6 4加入，于60度加熱攪拌15min后，依次加入2. 5g甘油和0. Ig山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌 25min后，將獲得的溶液超聲振蕩30min后真空脫氣lh，倒入模具中成膜，干燥后浸涂3%食 用油溶液，于60度干燥5h，冷卻后揭膜即得膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。實(shí)施例3
將0. 5g膠原蛋白溶于IOml去離子水中，于25度下攪拌15min ；將0. 4g殼聚糖溶解在 40ml 2%醋酸溶液中，于35攝氏度下攪拌均勻；將配置好的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液按 體積比5 5加入，于50度加熱攪拌15min后，依次加入0. 5g甘油和0. 5g山梨醇，繼續(xù)加熱 攪拌5min后，將獲得的溶液超聲振蕩30min后真空脫氣0. 5h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂 0. 5%食用油溶液，于65度干燥10h，冷卻后揭膜即得膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。實(shí)施例4
將Ig膠原蛋白溶于2ml去離子水中，于50度下攪拌15min ；將0. 2g殼聚糖溶解在25ml 1%醋酸溶液中，于30度下攪拌均勻；將配置好的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液按體積比2:8 加入，于70度加熱攪拌5min后，依次加入1. Og甘油和0. 05g山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌15min 后，將獲得的溶液超聲振蕩30min后真空脫氣0. 5h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂1%食用油 溶液，于65度干燥10h，冷卻后揭膜即得膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。實(shí)施例5將Ig膠原蛋白溶于2. 5ml去離子水中，于30度下攪拌15min ；將0. 4g殼聚糖溶解在 IOml 2%醋酸溶液中，于30度下攪拌均勻；將配置好的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液按體積 比3 7加入，于70度加熱攪拌15min后，依次加入1. 5g甘油和0. Ig山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌 15min后，將獲得的溶液超聲振蕩30min后真空脫氣2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂5%食 用油溶液，于70度干燥5h，冷卻后揭膜即得膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。實(shí)施例6
將Ig膠原蛋白溶于2. 5ml去離子水中，于40度下攪拌15min ；將0. 4g殼聚糖溶解在 15ml 0. 5%醋酸溶液中，于40度下攪拌均勻；將配置好的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液按體 積比4 6加入，于70度加熱攪拌30min后，依次加入1. 5g甘油和0. Ig山梨醇，繼續(xù)加熱攪 拌15min后，將獲得的溶液超聲振蕩30min后真空脫氣2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂2% 食用油溶液，于65度干燥10h，冷卻后揭膜即得膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。實(shí)施例7
將6g膠原蛋白溶于3ml去離子水中，于40度下攪拌15min ；將0. 4g殼聚糖溶解在35ml 0. 5%醋酸溶液中，于40度下攪拌均勻；將配置好的膠原蛋白溶液和殼聚糖溶液按體積比3 7加入，于65度加熱攪拌30min后，依次加入0. 5甘油和0. Ig山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌15min 后，將獲得的溶液超聲振蕩30min后真空脫氣2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂2%食用油溶 液，于65度干燥10h，冷卻后揭膜即得膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種明膠 殼聚糖復(fù)合食品包裝膜，其特征在于該食品包裝膜由明膠，殼聚糖，甘油，山梨醇，蒸餾水，醋酸溶液，食用油組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種明膠一殼聚糖復(fù)合食品包裝膜，其特征在于添加的各組 分的含量為明膠0. 5-6g，殼聚糖0. 05-0. 4g，甘油0. 5-2. 5g，山梨醇0. 05-0. 5g，0. 5-4%醋 酸溶液10-40ml，食用油0. 5-5%，蒸餾水10_50ml。
3.一種明膠-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜的制備方法，其特征在于制備的具體步驟為(1)是將0.5-6g明膠溶于0. 5-10ml蒸餾水中，于25-60攝氏度下攪拌均勻；(2)將0.05-0. 4g殼聚糖溶解在10-40ml的0. 5-4%醋酸溶液中，于30-40攝氏度下攪 拌均勻；(3 )將配置好的明膠溶液和殼聚糖溶液按體積比1 9-6 4加入，于50-70攝氏度加熱攪 拌 5-30min ；(4)加入0. 5-2. 5g甘油和0. 05-0. 5g山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌5-25min,將獲得的明 膠_殼聚糖復(fù)合溶液經(jīng)高功率超聲振蕩30min后真空脫氣0. 5_2h，倒入模具中成膜，干燥后 采用傾注法加入0. 5-5%食用油溶液，烘干冷卻后即得膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。
4.如權(quán)利要求2、3所述的醋酸溶液，其特征在于所述的0.5-4%醋酸溶液的具體配制 方法為取0. 5-4g的冰乙酸溶解在99. 5ml-96ml的蒸餾水溶液中攪拌均勻。
5.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合膜制備方法，其特征在于步驟(1)中明膠的濃度應(yīng)控制在 0. 05-2. 5g/ml。
6.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合膜制備方法，其特征在于步驟(2)中殼聚糖的質(zhì)量濃度應(yīng) 控制在0. 5%-4%。
7.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合膜制備方法，其特征在于步驟(4)中明膠溶液和殼聚糖溶 液體積添加比例為1:9-6:4。
全文摘要
本發(fā)明食品包裝膜是將0.5-6g明膠溶于0.5-10ml蒸餾水中，于25-60攝氏度下攪拌均勻；將0.05-0.4g殼聚糖溶解在10-40ml的0.5-4%醋酸溶液中，于20-30攝氏度下攪拌均勻；將配置好的明膠溶液和殼聚糖溶液按體積比1:9-6:4加入，于50-70攝氏度加熱攪拌5-25min后，依次加入0.5-2.5g甘油和0.05-0.5g山梨醇，繼續(xù)加熱攪拌5-25min。將獲得的溶液超聲振蕩15-60min后真空脫氣0.5-2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂0.5-5%食用油溶液，烘干冷卻后即得一種明膠-殼聚糖復(fù)合食品包裝膜。
文檔編號(hào)C08L89/00GK101955670SQ20101027966
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者詹紅兵, 陳文平 申請(qǐng)人:福州大學(xué)