一種耐干燥低溫可食膠原蛋白膜及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001]一、
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及食品包裝領(lǐng)域，耐受干燥低溫(溫度< -15°C，濕度< 50%以下)使用環(huán)境下性能優(yōu)越的可食性膠原蛋白膜生產(chǎn)技術(shù)。
[0002]二、
【背景技術(shù)】
自20世紀(jì)90年代以來(lái)，環(huán)保與包裝已成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，特別是包裝廢棄物造成的環(huán)境污染已成為環(huán)保的重點(diǎn)。因此，發(fā)展綠色包裝已成為世界各國(guó)包裝研宄的最新發(fā)展趨勢(shì)，而可食性包裝正是順應(yīng)人們對(duì)食品包裝的方便化和無(wú)公害化迅速發(fā)展起來(lái)的新型食品包裝。國(guó)內(nèi)外在可食膜制備的研宄上主要以小麥面筋蛋白、大豆分離蛋白、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白、馬鈴薯淀粉基、玉米淀粉基、木薯淀粉基、殼聚糖基等為原料，其中在蛋白質(zhì)基可食膜的研宄上目前主要以植物蛋白基研宄居多，動(dòng)物蛋白特別是以膠原蛋白為原料研宄很少，而耐受干燥低溫可食性膠原蛋白膜研制工作國(guó)內(nèi)目前更是尚未見(jiàn)報(bào)道。
耐受干燥低溫可食性膠原蛋白膜是針對(duì)目前可食性膠原蛋白膜在我國(guó)北方冬季(溫度(-15°C，濕度< 50%以下)如內(nèi)蒙古、青海、新疆等地使用時(shí)出現(xiàn)的干硬、脆裂現(xiàn)象，根據(jù)市場(chǎng)及應(yīng)用區(qū)域的用戶要求專門(mén)研制的一款產(chǎn)品。該產(chǎn)品在溫度彡_15°C，濕度彡50%條件下抗拉強(qiáng)度達(dá)到22.07Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為2_3%，在低溫干燥條件下存儲(chǔ)I年測(cè)試結(jié)果為:抗拉強(qiáng)度高達(dá)11.34Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為2_3%，膠原蛋白可食膜柔軟致密、有光澤，有韌性。
[0003]三、

【發(fā)明內(nèi)容】

目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)耐干燥低溫可食性膠原蛋白膜研宄相關(guān)報(bào)道，而可食膜在在我國(guó)北方冬季(溫度< _15°C，濕度< 50%以下)如內(nèi)蒙古、青海、新疆等地使用時(shí)出現(xiàn)的干硬、脆裂現(xiàn)象，根據(jù)市場(chǎng)及可食膜應(yīng)用區(qū)域的用戶要求專門(mén)研制的一款產(chǎn)品，本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題采用添加食用甘油、阿拉伯膠等原料，運(yùn)用響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)法優(yōu)化生產(chǎn)工藝，最終獲得最佳的耐受干燥低溫可食性膠原蛋白膜的配方和生產(chǎn)方法，一種耐干燥低溫可食膠原蛋白膜及其生產(chǎn)工藝，具體技術(shù)方案包括如下制備步驟:
第一步:原料調(diào)配，取食用明膠10?14kg、取阿拉伯膠以重量比為1.8?2.5 kg加入到32kg的蒸餾水中浸泡2?2.5小時(shí)，熱處理，水浴加熱至60?70°C攪拌直至全部溶解，保溫溶脹1.5小時(shí)備用；稱取淀粉10?12kg加入到50kg的O?15°C的蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?，開(kāi)始加熱，為了均漿加熱過(guò)程中邊加熱邊攪拌，直至60°C開(kāi)始糊化，為了充分糊化，在90?95°C下保持15?20分鐘備用；
第二步:添加食品添加劑，將第一步備用的兩種液體混合，同時(shí)加入2-4kg的食用甘油和0.8-1.2kg的SP80山梨糖醇酐油酸酯后攪拌均漿0.5?I小時(shí)，用18目篩過(guò)濾，取篩下液體備用；
第三步:涂布；將第二步液體在70?75°C條件下保溫靜置2?2.5小時(shí)脫泡，將料液均勻鋪膜在制膜機(jī)鋼帶上，制膜機(jī)內(nèi)通入55?60°C熱風(fēng)，去除薄膜水分，揭膜成卷，制成包裝袋成品，包裝封口溫度為45 0C。
[0004]本工藝技術(shù)所采取的手段和理論依據(jù):
1.選擇和添加適量的食用甘油調(diào)節(jié)可食膜柔韌性食用甘油可以增加膜的柔韌性從而調(diào)節(jié)膜的機(jī)械性能，其原理為在成膜物中加入甘油可以改變成膜聚合物的三維組織結(jié)構(gòu)。甘油是小分子的化合物，它們存在于大分子聚合鏈之間，對(duì)膜材分子起稀釋作用，減弱分子間的相互作用，提高膜液的流動(dòng)性，軟化膜剛性結(jié)構(gòu)，提高膜的滲透性且能降低膜的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，避免膜產(chǎn)生裂紋，在一定程度上對(duì)提高透明度也有幫助；在配方中甘油的加入使可食性膠原蛋白膜中蛋白分子間或分子內(nèi)本身的相互作用減弱，軟化了膜的剛性結(jié)構(gòu)，使蛋白膜能有效地延展，賦予其柔韌性，使膜變得柔軟、有光澤和富有彈性，使膜即使在干燥低溫環(huán)境下仍然保持良好的物性。膜的柔軟性可通過(guò)調(diào)整添加的甘油的量來(lái)調(diào)控，隨著用量的增加，膜的延伸性提高，但其抗張強(qiáng)度會(huì)降低。因此，從食品安全性、增塑效果、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等方面考慮，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，甘油用量為2-4mL/100g為宜。
[0005]2.添加阿拉伯膠可有效改善可食膜在干燥低溫環(huán)境下物理性能
a.阿拉伯膠做為穩(wěn)定劑廣泛的應(yīng)用于冷凍食品中，主要是因?yàn)榘⒗z是一種水合膠體，具有很強(qiáng)的吸水性、加入的阿拉伯膠可結(jié)合大量的水并以水化形式保持這些水分固定在冷凍食品內(nèi)部形成更精細(xì)結(jié)構(gòu)，以防止冰晶析出?？墒承阅z原蛋白膜加入阿拉伯膠后在干燥低溫環(huán)境下可以保持水分而避免膜變干變硬，同時(shí)可以防止膜內(nèi)水分以冰晶析出而發(fā)生物理性狀的改變。
[0006]b.阿拉伯膠另一重要的特性是能與明膠形成聚凝軟膠?？墒承阅z原蛋白膜中主要原料之一就是食用明膠，配方中加入阿拉伯膠后，二者形成聚凝軟膠使可食性膠原蛋白膜在干燥低溫環(huán)境下仍然柔軟富有韌性，改變薄膜干硬、脆裂現(xiàn)象。
[0007]c.阿拉伯膠很容易地溶于冷、熱水中并具有廣泛的兼容性，能與明膠、淀粉、蛋白質(zhì)等相混溶；能在油水界面上吸附并形成一層穩(wěn)定的膜，與配方中的Span 80等食品添加劑在可食性膠原蛋白膜表面形成一層致密的吸附膜；因此阿拉伯膠起到形成保護(hù)薄膜的作用，以防止氧化和水分的蒸發(fā)而使可食性膠原蛋白膜質(zhì)地更加均勻、光滑、力學(xué)性能得到有效改善。
[0008]運(yùn)用響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)法優(yōu)化配方
響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)方法(Response Surface Methodology，RSM)是利用科學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到一定數(shù)據(jù)，采用多元二次回歸方程來(lái)擬合因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)對(duì)回歸方程的分析來(lái)尋求最優(yōu)工藝參數(shù)，解決多變量問(wèn)題的一種科學(xué)有效的統(tǒng)計(jì)方法。本研宄采用Box-Behnken Design (BBD)實(shí)驗(yàn)方法，以抗拉強(qiáng)度為響應(yīng)值，以變性淀粉(g)、食用明膠(g)、食用甘油(ml)、阿拉伯膠(g)分別用A、B、C、D來(lái)表示四個(gè)主要因素，每一個(gè)自變量的低、中、高試驗(yàn)水平分別以_1、0、