本發(fā)明涉及食品包裝技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種以豆渣為基質(zhì)的包裝材料。
背景技術(shù)：
塑料薄膜在包裝中的應(yīng)用非常廣泛，傳統(tǒng)的食品包裝材料(包括食品袋、食品隔離膜等)大多采用聚丙烯、聚乙烯等化工產(chǎn)品，使用后作為廢棄物進(jìn)入環(huán)境，然而因其不可回收利用，不可降解，則不可避免的加劇了“白色污染”，造成了長期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問題，給環(huán)境和社會帶來了很大的壓力。
近年來由于包裝技術(shù)的飛速發(fā)展，作為綠色包裝材料的一員，可食性包裝材料得到了廣泛應(yīng)用。所謂可食性包裝材料，即當(dāng)材料的包裝功能實現(xiàn)后，變?yōu)椤皬U棄物”時，可將其作為一種食用原料使用，使包裝材料的功能實現(xiàn)轉(zhuǎn)型?？墒承园b材料的特點是質(zhì)輕、衛(wèi)生、無毒無味，可直接貼緊食物包裝，保質(zhì)、保鮮效果較好。
可食性包裝具有重要的環(huán)保與經(jīng)濟(jì)價值。目前國外可食性紙有兩種，一種是以蔬菜為主要原料，將蔬菜打漿成型后烘干；另一種是將淀粉、糖類糊化，加入其他食品添加劑，采取與造紙工藝類似的方法成型。從應(yīng)用與發(fā)展前景來看，以蔬菜為原料的綠色包裝材料更具有發(fā)展?jié)摿?。日本是最早研究開發(fā)蔬菜紙的國家，目前日本蔬菜紙已實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，其加工工藝和設(shè)備已進(jìn)入第四代，最高日產(chǎn)量每條生產(chǎn)線可達(dá)3張。日本酒井理化學(xué)研究所已研制成功從豆渣中提取蛋白質(zhì)制成純凈的食物纖維，然后加工成可食包裝用紙。其他還有水果紙、海藻紙等?？墒嘲b紙不僅在日本，在全球范圍內(nèi)都是研發(fā)熱點。其產(chǎn)品主要用于方便休閑食品包裝、可食性包裝等領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見，這種新型的可食包裝用紙必將有很大市場。進(jìn)入新世紀(jì)，我國食品業(yè)第一個重大革新舉措是：2000年1月1日開始，自推行“可降解”的食品包裝材料，逐步禁止非降解材料的使用，以控制令人困擾的“白色污染”，為下一步可食性包裝的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
可食性包裝薄膜的研究與開發(fā)成為了一大熱點。可食性食品包裝薄膜是以天然可食性物質(zhì)為原料，通過不同分子間相互作用而形成的具有多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的薄膜?？墒承园b薄膜能夠通過阻止水汽、氣體和溶質(zhì)等的遷移來防止食品在貯運過程中發(fā)生風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等方面的變化，保證食品的質(zhì)量，延長食品貨架期，并可與被包裝食品一起食用，無任何環(huán)境污染問題。
在可食性食品包裝薄膜的生產(chǎn)過程中不得添加任何對人體有害的物質(zhì)，這就要求制備薄膜所選的原料具有較高的食用安全性，而原料的組成直接影響薄膜的物理機(jī)械性能和阻隔性能。因此，我們需要在降低生成成本的基礎(chǔ)上，選擇食用安全可靠的原料，并且制備出具有較好物理機(jī)械性能和阻隔性能的食品包裝薄膜，從而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的雙贏。
目前，以豆渣作為成膜基材制備的新型可食性包裝材料在國內(nèi)外鮮有報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種以豆渣為基質(zhì)的包裝材料。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種以豆渣為基質(zhì)的包裝材料，所述包裝材料包括以豆渣為基質(zhì)的基層和涂布于所述基層兩側(cè)的可食性薄膜層。
優(yōu)選地，所述以豆渣為基質(zhì)的基層由下述步驟制備得到：
(1)將豆渣加工成豆粉；
(2)將豆粉、增稠劑和水混合成糊狀物；
(3)將步驟(2)的糊狀物置于模具中干燥成型，制得所述包裝材料的基層。
優(yōu)選地，步驟(1)所述的豆渣為黃豆渣，紅豆渣，綠豆渣，黑豆渣和扁豆渣中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述增稠劑包括酪蛋白酸鈉、阿拉伯膠、羅望子多糖膠、海藻酸鈉、卡拉膠、果膠和黃原膠中的一種或幾種。
優(yōu)選地，步驟(2)所述豆粉、增稠劑和水的質(zhì)量比為1-3:1-4:2-7。
優(yōu)選地，將糊狀物進(jìn)行超聲脫氣10-20min，超聲功率為50-100W；脫氣后的糊狀物涂入模具中并置于50-70℃的溫度下干燥成型，形成所述包裝材料的基層。
優(yōu)選地，所述可食性薄膜層由下述步驟制備得到：
a.將海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉溶于水得到混合溶液A；
b.將明膠溶于水經(jīng)溶脹后得到溶液B；
c.將溶液A和溶液B混合形成溶液C，再向溶液C中加入甘油，攪拌均勻至完全溶解，得到成膜液；
d.對成膜液進(jìn)行真空脫泡；脫泡后的成膜液涂布在所述包裝材料的基層表面，經(jīng)過干燥形成附著于所述基層上的可食性薄膜層。
優(yōu)選地，所述海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠的質(zhì)量比為2-5:0.5-2:0.2-1；優(yōu)選地，所述海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠的質(zhì)量比為4:1:0.5。
優(yōu)選地，步驟c中所述加入甘油的質(zhì)量為溶液C總重的5-10wt％。
優(yōu)選地，步驟d所述干燥為在50-70℃的溫度下真空干燥。
本發(fā)明的有益效果如下：
1、本發(fā)明的包裝材料制備方法簡單，原料成本低，易于大規(guī)模推廣和使用，是具有廣闊發(fā)展前景的環(huán)保食品包裝材料。
2、本發(fā)明的包裝材料配方合理，強(qiáng)度好，對環(huán)境友好，可以減輕對環(huán)境造成的壓力。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
豆渣是一種豐富的膳食纖維資源，且其膳食纖維是被公認(rèn)的安全質(zhì)優(yōu)的膳食纖維，粗纖維含量約為60％，除含纖維素、半纖維素外、還含有果膠、甘露聚糖、古柯豆膠等可溶性纖維，研究表明適量進(jìn)食大豆膳食纖維不僅可防治腸胃病、癌癥、心臟病等，且能增加飽腹感，預(yù)防肥胖癥的發(fā)生。2007年，中國處理大豆超過2600萬噸，故產(chǎn)生的豆渣也是一個可觀的數(shù)字，但目前，豆渣主要作為肥料和飼料使用，利用率及經(jīng)濟(jì)價值極低，造成很大的資源浪費，所以，利用豆渣制備可食性包裝材料，不僅有利于提高食品包裝的安全性，還有助于補(bǔ)充膳食纖維，改善生活質(zhì)量，且大大提高了豆渣的資源附加值，對于豆制品行業(yè)的生存和發(fā)展具有尤為重要的意義。
本發(fā)明的一種以豆渣為基質(zhì)的包裝材料，具有如下的結(jié)構(gòu)，并由下述方法制得：
一種以豆渣為基質(zhì)的包裝材料，包括以豆渣為基質(zhì)的基層和涂布于所述基層兩側(cè)的可食性薄膜層。
其中，以豆渣為基質(zhì)的基層由下述步驟制備得到：
(1)將豆渣加工成豆粉；
(2)將豆粉、增稠劑和水混合成糊狀物；
(3)將步驟(2)的糊狀物置于模具中干燥成型，制得所述包裝材料的基層；
步驟(1)中的豆渣為黃豆渣，紅豆渣，綠豆渣，黑豆渣和扁豆渣中的一種或幾種；將豆渣處理為豆粉，包括收集豆渣，清洗豆渣然后常溫曬干，將干燥的豆渣置于粉碎機(jī)中粉碎為豆粉；豆粉的大小為過100-200目篩；
步驟(2)中的增稠劑為食品增稠劑；食品增稠劑包括明膠、酪蛋白酸鈉、阿拉伯膠、羅望子多糖膠、瓊脂、海藻酸鈉、卡拉膠、果膠、黃原膠、糊精和羥甲基纖維素鈉中的一種或幾種；豆粉、增稠劑和水的質(zhì)量比為1-3:1-4:2-7；
步驟(3)中將糊狀物進(jìn)行超聲脫氣10-20min，超聲功率為50-100W；脫氣后的糊狀物涂入模具中成型，成型后置于50-70℃的溫度下干燥；
其中，可食性薄膜層由下述步驟制備得到：
a.將海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉溶于水得到混合溶液A；
b.將明膠溶于水經(jīng)溶脹后得到溶液B；
c.將溶液A和溶液B混合形成溶液C，再向溶液C中加入甘油，攪拌均勻至完全溶解，得到成膜液；
d.對成膜液進(jìn)行真空脫泡；脫泡后的成膜液涂布在所述包裝材料的基層表面，經(jīng)過干燥形成附著于所述基層上的可食性薄膜層；
海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠的質(zhì)量比為2-5:0.5-2:0.2-1；優(yōu)選地，海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠的質(zhì)量比為4:1:0.5；
步驟c中所述加入甘油的質(zhì)量為溶液C總重的5-10wt％；
步驟d所述干燥為在50-70℃的溫度下真空干燥。
海藻酸鈉是一種由糖醛酸單體組成的線性高分子多糖，它在食品工業(yè)中除了做穩(wěn)定劑、增稠劑外，已被試用做人造腸衣、食品保鮮膜等輔料，具有減緩食品水分損失和抑制微生物污染的功效；羥甲基纖維素鈉是一種高聚合纖維素醚，簡稱Na-CMC或CMC，為線性水溶性聚陰離子化合物，有工業(yè)味精之稱。明膠是由膠原熱變性或者經(jīng)物理、化學(xué)降解得到的蛋白質(zhì)物質(zhì)，具有良好的生物相容性、生物可降解性、溶膠-凝膠的可逆轉(zhuǎn)換性、極好的成膜性以及入口即化等特性；在食品蛋白質(zhì)中明膠的性質(zhì)與合成的聚合物的性質(zhì)相似，因此，明膠膜應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，在食品和藥物包裝領(lǐng)域，可以用于調(diào)料袋，中成藥的內(nèi)包裝。
本發(fā)明制得的包裝材料，可以用于制作餐盒，調(diào)料袋，各種食品的內(nèi)包裝或一次性物品的外包裝。
制備本發(fā)明的包裝材料包括兩個階段，制備以豆渣為基質(zhì)的基層，和以涂布方式附著于基層上的可食性薄膜層。
實施例1
制備包裝材料的基層
(1)收集黃豆渣和扁豆渣；清洗豆渣然后常溫曬干，將干燥的豆渣置于粉碎機(jī)中粉碎為豆粉；豆粉的大小為過200目篩；
(2)將豆粉、明膠和水按質(zhì)量比為1:1:2的比例混合成糊狀；
(3)將糊狀物進(jìn)行超聲脫氣20min，超聲功率為70W；脫氣后的糊狀物涂入餐盒狀的模具中成型，成型后置于50℃的溫度下烘干；
制備包裝材料的可食性薄膜層
按質(zhì)量比4:1:0.5稱取海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠，
a.將海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉溶于水得到混合溶液A，水的用量為海藻酸鈉和羥甲基纖維素鈉質(zhì)量總重的3倍；
b.將明膠溶于水經(jīng)溶脹30min后得到溶液B，水的用量為明膠質(zhì)量的3倍；
c.將溶液A和溶液B混合形成溶液C，再向溶液C中加入甘油，攪拌均勻至完全溶解，得到成膜液；加入甘油的質(zhì)量為溶液C總重的5-10wt％；
d.對成膜液進(jìn)行真空脫泡；脫泡后的成膜液涂布在所述包裝材料的基層表面，經(jīng)過在50-70℃的溫度下真空的干燥，形成附著于基層上的可食性薄膜層。
本實施例制得的以豆渣為原料的包裝材料，外形及理化指標(biāo)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1.感官評價：呈乳黃色，表面平滑、無裂口和缺口，具有較好的韌性和柔軟性；2.生化指標(biāo)：包裝材料厚度在1.0-2.0mm；大腸菌群數(shù)≤20個/100g，無致病菌和細(xì)菌檢出；包裝材料的抗拉強(qiáng)度為65MPa，斷裂延伸率為60％，50℃時的溶解時間為12min，80℃時的溶解時間為10min。
實施例2
(1)收集紅豆渣和扁豆渣；清洗豆渣然后常溫曬干，將干燥的豆渣置于粉碎機(jī)中粉碎為豆粉；豆粉的大小為過200目篩；
(2)將豆粉、酪蛋白酸鈉和水按質(zhì)量比為2:1:3的比例混合成糊狀；
(3)將糊狀物進(jìn)行超聲脫氣20min，超聲功率為70W；脫氣后的糊狀物涂入餐盒狀的模具中成型，成型后置于50℃的溫度下烘干；
制備包裝材料的可食性薄膜層
按質(zhì)量比4:1:0.5稱取海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠，
a.將海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉溶于水得到混合溶液A，水的用量為海藻酸鈉和羥甲基纖維素鈉質(zhì)量總重的3倍；
b.將明膠溶于水經(jīng)溶脹30min后得到溶液B，水的用量為明膠質(zhì)量的3倍；
c.將溶液A和溶液B混合形成溶液C，再向溶液C中加入甘油，攪拌均勻至完全溶解，得到成膜液；加入甘油的質(zhì)量為溶液C總重的5-10wt％；
d.對成膜液進(jìn)行真空脫泡；脫泡后的成膜液涂布在所述包裝材料的基層表面，經(jīng)過在50-70℃的溫度下真空的干燥，形成附著于基層上的可食性薄膜層。
本實施例制得的以豆渣為原料的包裝材料，外形及理化指標(biāo)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1.感官評價：呈淡紅色，表面平滑、無裂口和缺口，具有較好的韌性和柔軟性；2.生化指標(biāo)：包裝材料厚度在1.0-2.0mm；大腸菌群數(shù)≤20個/100g，無致病菌和細(xì)菌檢出，包裝材料的抗拉強(qiáng)度為55MPa，斷裂延伸率為60％，50℃時的溶解時間為8min，80℃時的溶解時間為4min。
實施例3
(1)收集綠豆渣和扁豆渣；清洗豆渣然后常溫曬干，將干燥的豆渣置于粉碎機(jī)中粉碎為豆粉；豆粉的大小為0.02mm；
(2)將豆粉、阿拉伯膠和水按質(zhì)量比為3:1:4的比例混合成糊狀；
(3)將糊狀物進(jìn)行超聲脫氣20min，超聲功率為70W；脫氣后的糊狀物涂入餐盒狀的模具中成型，成型后置于50℃的溫度下烘干；
制備包裝材料的可食性薄膜層
按質(zhì)量比4:1:0.5稱取海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠，
a.將海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉溶于水得到混合溶液A，水的用量為海藻酸鈉和羥甲基纖維素鈉質(zhì)量總重的3倍；
b.將明膠溶于水經(jīng)溶脹30min后得到溶液B，水的用量為明膠質(zhì)量的3倍；
c.將溶液A和溶液B混合形成溶液C，再向溶液C中加入甘油，攪拌均勻至完全溶解，得到成膜液；加入甘油的質(zhì)量為溶液C總重的5-10wt％；
d.對成膜液進(jìn)行真空脫泡；脫泡后的成膜液涂布在所述包裝材料的基層表面，經(jīng)過在50-70℃的溫度下真空的干燥，形成附著于基層上的可食性薄膜層。
本實施例制得的以豆渣為原料的包裝材料，外形及理化指標(biāo)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1.感官評價：呈淡綠色，表面平滑、無裂口和缺口，具有較好的韌性和柔軟性；2.生化指標(biāo)：包裝材料厚度在1.0-2.0mm；大腸菌群數(shù)≤20個/100g，無致病菌和細(xì)菌檢出，包裝材料的抗拉強(qiáng)度為58MPa，斷裂延伸率為57％，50℃時的溶解時間為10min，80℃時的溶解時間為5min。
實施例4
(1)收集黃豆渣和扁豆渣；清洗豆渣然后常溫曬干，將干燥的豆渣置于粉碎機(jī)中粉碎為豆粉；豆粉的大小為0.03mm；
(2)將豆粉、羅望子多糖膠和水按質(zhì)量比為1:2:3的比例混合成糊狀；
(3)將糊狀物進(jìn)行超聲脫氣20min，超聲功率為70W；脫氣后的糊狀物涂入餐盒狀的模具中成型，成型后置于50℃的溫度下烘干；
制備包裝材料的可食性薄膜層
按質(zhì)量比4:1:0.5稱取海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠，
a.將海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉溶于水得到混合溶液A，水的用量為海藻酸鈉和羥甲基纖維素鈉質(zhì)量總重的3倍；
b.將明膠溶于水經(jīng)溶脹30min后得到溶液B，水的用量為明膠質(zhì)量的3倍；
c.將溶液A和溶液B混合形成溶液C，再向溶液C中加入甘油，攪拌均勻至完全溶解，得到成膜液；加入甘油的質(zhì)量為溶液C總重的5-10wt％；
d.對成膜液進(jìn)行真空脫泡；脫泡后的成膜液涂布在所述包裝材料的基層表面，經(jīng)過在50-70℃的溫度下真空的干燥，形成附著于基層上的可食性薄膜層。
本實施例制得的以豆渣為原料的包裝材料，外形及理化指標(biāo)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1.感官評價：呈乳黃色，表面平滑、無裂口和缺口，具有較好的韌性和柔軟性；2.生化指標(biāo)：包裝材料厚度在1.0-2.0mm；大腸菌群數(shù)≤20個/100g，無致病菌和細(xì)菌檢出，包裝材料的抗拉強(qiáng)度為57MPa，斷裂延伸率為60％，50℃時的溶解時間為11min，80℃時的溶解時間為5min。
實施例5
(1)收集黑豆渣和扁豆渣；清洗豆渣然后常溫曬干，將干燥的豆渣置于粉碎機(jī)中粉碎為豆粉；豆粉的大小為0.03mm；
(2)將豆粉、瓊脂和水按質(zhì)量比為1:3:4的比例混合成糊狀；
(3)將糊狀物進(jìn)行超聲脫氣20min，超聲功率為70W；脫氣后的糊狀物涂入餐盒狀的模具中成型，成型后置于50℃的溫度下烘干；
制備包裝材料的可食性薄膜層
按質(zhì)量比4:1:0.5稱取海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉和明膠，
a.將海藻酸鈉、羥甲基纖維素鈉溶于水得到混合溶液A，水的用量為海藻酸鈉和羥甲基纖維素鈉質(zhì)量總重的3倍；
b.將明膠溶于水經(jīng)溶脹30min后得到溶液B，水的用量為明膠質(zhì)量的3倍；
c.將溶液A和溶液B混合形成溶液C，再向溶液C中加入甘油，攪拌均勻至完全溶解，得到成膜液；加入甘油的質(zhì)量為溶液C總重的5-10wt％；
d.對成膜液進(jìn)行真空脫泡；脫泡后的成膜液涂布在所述包裝材料的基層表面，經(jīng)過在50-70℃的溫度下真空的干燥，形成附著于基層上的可食性薄膜層。
本實施例制得的以豆渣為原料的包裝材料，外形及理化指標(biāo)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1.感官評價：呈灰黑色，表面平滑、無裂口和缺口，具有較好的韌性和柔軟性；2.生化指標(biāo)：包裝材料厚度在1.0-2.0mm；大腸菌群數(shù)≤20個/100g，無致病菌和細(xì)菌檢出，包裝材料的抗拉強(qiáng)度為57MPa，斷裂延伸率為60％，50℃時的溶解時間為10min，80℃時的溶解時間為6min。
顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。