專利名稱：一種乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種食品包裝材料及其制備方法，具體地說，是一種乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑料及其衍生物等合成材料的應用對食品保藏非常有效，但它們也引起了嚴重的環(huán)境問題，造成資源浪費和環(huán)境污染。歐盟委員會于2002年立法以減少包裝廢棄物對環(huán)境的影響，我國也于2008年6月開始實行了 “限塑令”。由于可食性膜是可食用可降解的，所以能有效地減少對環(huán)境的污染和資源的浪費。因此，近年來，發(fā)展可降解可食用的包裝膜， 成為食品工業(yè)最有前景的技術(shù)之一，引起了人們極大的關(guān)注?？墒承阅た勺鳛閱为毜氖称钒b，或者作為內(nèi)包裝運用在許多產(chǎn)品中，以控制水分轉(zhuǎn)移、氣體交換或者氧化進程。使用可食性膜的一個主要優(yōu)點是可以在聚合物基質(zhì)中加入幾種活性成分，從而加強食品的安全性甚至營養(yǎng)和感官品質(zhì)?，F(xiàn)階段制備的可食性膜機械性能較差，與普通塑料薄膜相比較，透光率也很低，沒有光澤，只有少數(shù)種類的膜能應用到食品中，如糯米紙等。目前大部分研究者主要研究的是多糖和蛋白復合或與脂類復合制備的膜。中國專利文獻CN 101811596B，
公開日2010年8 月25日，發(fā)明名稱為一種可食性多糖-蛋白復合包裝膜及其制備方法，該發(fā)明是以海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、明膠為主要成膜材料，以疏水劑、阻氧劑乳清蛋白、增塑劑甘油為輔助成分，配置成總混合溶液，經(jīng)微波交聯(lián)和涂布成膜制得可食性多糖-蛋白復合包裝膜，該發(fā)明在一定程度上克服了單膜機械性能不足的特點，但是多糖類的高分子親水性比較強，以這些材料制備而成的可食性膜，氣體和水蒸氣阻隔性能都比較差。因此，亟需一種機械性能強、透光率高、氣體阻隔性好、感官性能好且熱封性能好的可食性膜，以用于替代或部分替代塑料膜。目前，關(guān)于使用乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉這兩種復合蛋白制成的可食性膜還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種機械性能強、透光率高、氣體阻隔性好且熱封性能好的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜。本發(fā)明的再一目的是，提供一種制備乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
本發(fā)明的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜是在添加增塑劑的情況下將乳清分離蛋白溶液和酪蛋白酸鈉溶液混合而制成的，所述乳清分離蛋白溶液和酪蛋白酸鈉溶液的重量比為1:1。所述乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為2%_7%，所述酪蛋白酸鈉溶液的重量百分比濃度為2%_7%，所述增塑劑重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為 30%-55%。優(yōu)選的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜是乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為5%，酪蛋白酸鈉溶液的重量百分比濃度為2%，增塑劑重量與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為50%。所述增塑劑為甘油。為實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
一種乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟
(1)稱取乳清分離蛋白，加入去離子水，攪拌使粉末完全分散后，將溶液置于80-90°C水浴鍋中加熱20-40min使蛋白變性，制得的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為2%_7% ；
(2)稱取酪蛋白酸鈉粉末，加入去離子水，攪拌使粉末完全分散，制得的酪蛋白酸鈉溶液的重量百分比濃度為2%-7% ；
(3)將步驟(1)中的乳清分離蛋白溶液和步驟(2)中的酪蛋白酸鈉溶液按體積比1:1 的比例混合后，加入增塑劑混合均勻，得到成膜溶液，其中，增塑劑重量，與成膜溶液中乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為30%-55% ；
(4)將步驟(3)的成膜溶液用真空泵排氣后倒平板，再于恒溫鼓風干燥箱中烘干。所述的水浴鍋加熱溫度是85°C。所述的水浴鍋加熱時間是30min。所述的恒溫鼓風干燥箱的成膜溫度是40-60°C。所述的成膜時間為3. 5-4. ^！。本發(fā)明優(yōu)點在于
1、本發(fā)明的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜具備良好的機械性能，透光率很高，霧度低，氣體和水蒸氣的阻隔性能比常見的可食性膜好；在常溫下水溶性比其他學者所制備的膜要低，當溫度升高，膜能慢慢完全溶解于水中；熱封性能良好；
2、本發(fā)明的復合可食性膜安全衛(wèi)生、易于儲藏；
3、本發(fā)明的復合可食性膜具備良好的營養(yǎng)功能，且是一種無廢棄物的資源型包裝材料，可使資源得到最大限度的利用，具備環(huán)保特征，有遠大的市場前景。


附圖1是本發(fā)明的復合可食性膜包裝植物油圖。附圖2是本發(fā)明的復合可食性膜包裝牛肉經(jīng)微波加熱圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1
乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備(一)
(1)稱取2g乳清分離蛋白，加入98g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散后，將溶液置于80°C水浴鍋中加熱40min使蛋白變性，制得的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為1 ；
(2)稱取3g酪蛋白酸鈉粉末，加入97g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散，制得的酪蛋白酸鈉溶液重量百分比濃度為3% ；
(3)將步驟(1)中的乳清分離蛋白溶液和步驟(2)中的酪蛋白酸鈉溶液全部混合后， 加入2g甘油(即甘油重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為40%)混合均勻，得到成膜溶液；
(4)將步驟(3)的成膜溶液用真空泵0.OlMpa排氣后倒平板，再于65°C恒溫鼓風干燥箱中干燥4h。實施例2
乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備(二)
(1)稱取3g乳清分離蛋白，加入97g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散后，將溶液置于85°C水浴鍋中加熱20min使蛋白變性，制得的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為3%;
(2)稱取5g酪蛋白酸鈉粉末，加入95g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散，制得的酪蛋白酸鈉溶液重量百分比濃度為5% ；
(3)將步驟(1)中的乳清分離蛋白溶液和步驟(2)中的酪蛋白酸鈉溶液全部混合后，加入4. 4g甘油(即甘油重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為55%)混合均勻，得到成膜溶液；
(4)將步驟(3)的成膜溶液用真空泵0.OlMpa排氣后倒平板，再于60°C恒溫鼓風干燥箱中干燥3. 5h。實施例3
乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備(三)
(1)稱取4g乳清分離蛋白，加入96g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散后，將溶液置于80°C水浴鍋中加熱30min使蛋白變性，制得的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為4%;
(2)稱取7g酪蛋白酸鈉粉末，加入93g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散，制得的酪蛋白酸鈉溶液重量百分比濃度為7% ；
(3)將步驟(1)中的乳清分離蛋白溶液和步驟(2)中的酪蛋白酸鈉溶液全部混合后，加入3. 85g甘油(即甘油重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為35%)混合均勻，得到成膜溶液；
(4)將步驟(3)的成膜溶液用真空泵0.OlMpa排氣后倒平板，再于55°C恒溫鼓風干燥箱中干燥4.證。實施例4
乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備(四)
(1)稱取5g乳清分離蛋白，加入95g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散后，將溶液置于90°C水浴鍋中加熱20min使蛋白變性，制得的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為5%;
(2)稱取2g酪蛋白酸鈉粉末，加入98g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散，制得的酪蛋白酸鈉溶液重量百分比濃度為1 ；(3)將步驟(1)中的乳清分離蛋白溶液和步驟(2)中的酪蛋白酸鈉溶液全部混合后，加入3. 5g甘油(即甘油重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為50%)混合均勻，得到成膜溶液；
(4)將步驟(3)的成膜溶液用真空泵0.OlMpa排氣后倒平板，再于50°C恒溫鼓風干燥箱中干燥4h。實施例5
乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備(五)
(1)稱取6g乳清分離蛋白，加入94g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散后，將溶液置于85°C水浴鍋中加熱30min使蛋白變性，制得的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為6%;
(2)稱取4g酪蛋白酸鈉粉末，加入96g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散，制得的酪蛋白酸鈉溶液重量百分比濃度為4% ；
(3)將步驟(1)中的乳清分離蛋白溶液和步驟(2)中的酪蛋白酸鈉溶液全部混合后， 加入3g甘油(即甘油重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為30%)混合均勻，得到成膜溶液；
(4)將步驟(3)的成膜溶液用真空泵0.OlMpa排氣后倒平板，再于45°C恒溫鼓風干燥箱中干燥4.池。實施例6
乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備(六)
(1)稱取7g乳清分離蛋白，加入93g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散后，將溶液置于85°C水浴鍋中加熱20min使蛋白變性，制得的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為7%;
(2)稱取6g酪蛋白酸鈉粉末，加入94g去離子水，磁力攪拌器以600rpm，攪拌池使粉末完全分散，制得的酪蛋白酸鈉溶液重量百分比濃度為6% ；
(3)將步驟(1)中的乳清分離蛋白溶液和步驟(2)中的酪蛋白酸鈉溶液全部混合后，加入5. 85g甘油(即甘油重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為45%)混合均勻，得到成膜溶液；
(4)將步驟(3)的成膜溶液用真空泵0.OlMpa排氣后倒平板，再于40°C恒溫鼓風干燥箱中干燥3.他。實施例7
乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的性能測定試驗
將實施例1-6制備的復合可食性膜從平板中揭下來，放在溫度為23°C，相對濕度為50% 的恒溫恒濕箱中平衡4 后，按照下述方法，測定實施例1-6制備的復合可食性膜的膜厚度、抗張強度、伸長率、透光率、霧度、水溶性、透氣率和水蒸氣透過率。具體測定方法如下 膜厚度的測定
在膜上任意選擇5個點(中間1個點，周圍4個點)，用電子數(shù)顯螺旋測微儀進行測試， 取其平均值。厚度值用于機械性能、透氣性、透濕性等性能測試的計算。機械性能(抗張強度和伸長率)測試
將膜剪切成15mmX 120mm長條狀，通過電腦測控抗張試驗機測試抗張強度和伸長率，根據(jù)機械性能測定標準ASTM-09，設定夾距50mm，速度500mm/min?？箯垙姸扔蒚S=F/S計算得到，其中，TS為抗拉強度(MPa) ；F為試樣斷裂時承受的最大張力(N) ；S為試樣橫截面積 (m2)0透光率和霧度測定
膜的透光率和霧度通過WGT-S透光率/霧度測度儀進行測定。測試方法根據(jù)透光率和霧度測定標準ASTM-D1003，將膜裁剪成與夾樣器一般大小，將薄膜夾于磁性夾具之間稍加拉平，使薄膜一面貼緊積分球，裝置于樣品臺上測試。每個樣品測試3次，取平均值。水溶性測試
將薄膜切成30mmX30mm大小的塊狀，于105°C干燥Mh，稱量得wl，將樣品置于25°C， IOOml蒸餾水燒杯中并不斷攪拌Mh，取出，用濾紙擦去多余的水分，再次干燥至恒重后稱重得w2，計算。每個樣品平行3次，取平均值。水溶性(％) =(Wl-W)/wl X 100% 透氣性測試
膜的透氣性通過BTY-Bl透氣性測試儀進行測試。用取樣器將薄膜裁成直徑為85mm的圓片，氣體輸出壓力為0. 5MPa，測試溫度為23°C。水蒸氣透過率測試
采用PERMATRAN-W1/5透濕儀，根據(jù)薄膜透濕性測試的標準方法ASTM E398，測試薄膜兩側(cè)相對濕度分別為10%/40%、10%/50%、10%/60%、10%/70%的水蒸氣透過率。首先采用100% 相對濕度校正，溫度37. 8°C，測試模式continuous，然后測定水蒸氣透過率。需要說明的是，由于材料的親水性，導致膜兩側(cè)相對濕度為10%/100%的條件難以實現(xiàn)，因此不進行該條件下的測定。測定結(jié)果表1和表2所示。表 權(quán)利要求
1.一種乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜，其特征在于，所述的可食性膜是在添加增塑劑的情況下將乳清分離蛋白溶液和酪蛋白酸鈉溶液混合而制成的，所述乳清分離蛋白溶液和酪蛋白酸鈉溶液的重量比為1:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜，其特征在于，所述乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為2%-7%，所述酪蛋白酸鈉溶液的重量百分比濃度為 2%-7%，所述增塑劑重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為30%-55%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜，其特征在于，所述的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為5%，所述酪蛋白酸鈉溶液的重量百分比濃度為 2%，所述增塑劑重量，與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜，其特征在于，所述增塑劑為甘油。
5.一種乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟(1)稱取乳清分離蛋白，加入去離子水，攪拌使粉末完全分散后，將溶液置于80-90°C水浴鍋中加熱20-40min使蛋白變性，制得的乳清分離蛋白溶液的重量百分比濃度為2%_7% ；(2)稱取酪蛋白酸鈉粉末，加入去離子水，攪拌使粉末完全分散，制得的酪蛋白酸鈉溶液的重量百分比濃度為2%-7% ；(3)將步驟(1)中的乳清分離蛋白溶液和步驟(2)中的酪蛋白酸鈉溶液按重量比1:1 的比例混合后，加入增塑劑混合均勻，得到成膜溶液，其中，增塑劑重量，與成膜溶液中乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為30%-55% ；(4)將步驟(3)的成膜溶液用真空泵排氣后倒平板，再于恒溫鼓風干燥箱中干燥成膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備方法，其特征在于，所述的水浴鍋加熱溫度是85 °C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備方法，其特征在于，所述的水浴鍋加熱時間是30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備方法，其特征在于，所述的恒溫鼓風干燥箱的成膜溫度是40-60°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜的制備方法，其特征在于，所述的成膜時間為3. 5-4h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合可食性膜及其制備方法。該可食性膜是在添加增塑劑的情況下將乳清分離蛋白溶液和酪蛋白酸鈉溶液混合而制成的，其中，乳清分離蛋白溶液和酪蛋白酸鈉溶液的重量比為1:1。所述乳清分離蛋白溶液和酪蛋白酸鈉溶液的重量百分比濃度均為2%-7%，增塑劑重量與乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉重量之和的百分比為30%-55%。該膜機械性能強、透光率高、氣體阻隔性好且熱封性能好，可用于替代或部分替代塑料膜，應用前景廣闊。
文檔編號C08K5/053GK102391653SQ20111026936
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者陳桂云, 雷橋 申請人:上海海洋大學