一種緩釋型抗氧化食品包裝膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有緩釋功能的抗氧化食品包裝膜，能夠有效延長(zhǎng)抗氧化劑的遞送時(shí)間，屬于活性食品包裝膜的研究范疇。本發(fā)明所述的食品包裝膜以介孔分子篩作為載體搭載抗氧化劑，所得組裝體與母料熔融造粒后在擠出流延機(jī)中成膜，其中，分子篩/抗氧化劑組裝體的添加量為0.1％～10％。緩釋實(shí)驗(yàn)效果表明，薄膜中的抗氧化劑的釋放速率得以延緩，同時(shí)，組裝體的添加對(duì)薄膜本身的性能并沒(méi)有造成破壞性的影響，緩釋薄膜仍然具備良好的拉伸強(qiáng)度和阻氧阻濕性能。
【專利說(shuō)明】
一種緩釋型抗氧化食品包裝膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及抗氧化活性食品包裝材料，具體涉及一種添加抗氧化劑/介孔分子篩 組裝體的緩釋型抗氧化薄膜制備方法，屬于活性食品包裝材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，油脂食品的氧化是食品企業(yè)在物流和倉(cāng)儲(chǔ)中面臨的最嚴(yán)重問(wèn)題之一，食品 貨架期內(nèi)變質(zhì)或貨架期較短會(huì)大幅降低食品企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了延長(zhǎng)油脂食品的貨架 期，人們采取了很多措施來(lái)降低油脂氧化的速率，在包裝工藝方面，將高阻隔材料與真空或 氣調(diào)包裝相結(jié)合以降低食品包裝內(nèi)部的氧氣含量，但是由于包裝過(guò)程中少量氧氣的殘余或 氧氣從外部通過(guò)包裝材料迀移至包裝內(nèi)部，使得這些方法并不能完全有效地阻止食品的氧 化。而且，部分食品如鮮肉或魚類不能夠采用完全無(wú)氧的包裝，因?yàn)檎婵瞻b下的肉的外觀 呈現(xiàn)淡紫色，消費(fèi)者不容易接受。另一方面，將抗氧化劑加入食品或包裝中來(lái)降低抗氧化速 率。但是這種直接加入的方法也存在弊端，即一旦包裝體系內(nèi)的抗氧化劑在貨架期內(nèi)消耗 完全，油脂氧化便不再受到抑制。
[0003] 為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)抗氧化包裝方法中存在的貨架期較短等問(wèn)題，抗氧化活性包裝得到 廣泛研究。這種新的包裝方法是基于將抗氧化劑加入到包裝體系中，同時(shí)結(jié)合其它緩/控釋 方法，從而延長(zhǎng)抗氧化劑在包裝體系中的作用時(shí)間，進(jìn)一步達(dá)到最大限度地延長(zhǎng)油脂食品 貨架期的目的。但是，僅僅將抗氧化劑加入到包裝基材中并不能達(dá)到大幅度降低釋放速率 從而延長(zhǎng)抗氧化劑在包裝體系中的作用時(shí)間的效果，所以，近年來(lái)研究人員開(kāi)始研究將其 他緩/控釋方法與活性包裝基材相結(jié)合，但是國(guó)內(nèi)外關(guān)于包裝材料中活性物質(zhì)緩/控釋研究 的新方法較少，緩釋效果方面仍存在活性物質(zhì)釋放過(guò)快或過(guò)慢的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明目的在于提供一種新型緩釋型食品包裝 膜，該薄膜具有對(duì)一定分子尺寸范圍內(nèi)的抗氧化劑的緩釋功能，能夠明顯降低抗氧化劑的 釋放速率，從而延長(zhǎng)抗氧化劑在包裝體系內(nèi)的作用時(shí)間，同時(shí)兼具良好的拉伸性能和阻濕 阻氧性能。
[0005] 技術(shù)方案如下：
[0006] -種緩釋型抗氧化食品包裝膜，其特征在于:所用薄膜基材為聚合物，并添加 0.1 ~10重量份的抗氧化劑/介孔分子篩組裝體。
[0007] 具體制備步驟如下：
[0008] (1)制備組裝體。將5~80重量份的抗氧化劑溶于100重量份的無(wú)水乙醇，同時(shí)，按 照抗氧化劑與介孔分子篩的比例加入介孔分子篩，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V，所得固態(tài)部分真空干 燥，得到抗氧化劑/介孔分子篩組裝體。
[0009] (2)將抗氧化劑/介孔分子篩組裝體與聚合物母料充分混合，雙螺桿擠出機(jī)的擠出 溫度設(shè)置為70~280°C，擠出造粒，得到混合母料。
[0010] (3)將混合母料倒入70~280°C預(yù)熱好的擠出流延機(jī)中制得緩釋型抗氧化食品包 裝膜。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0012] 1.該包裝材料將抗氧化劑搭載到無(wú)毒的MCM-41介孔分子篩中，一方面保證了包裝 膜本身的綠色安全，另一方面，由于受到孔道結(jié)構(gòu)的限制，又能夠?qū)崿F(xiàn)抗氧化劑的相對(duì)較長(zhǎng) 時(shí)間遞送，最大限度延長(zhǎng)油脂類食品的貨架期。
[0013] 2.采用MCM-41介孔分子篩，利用其孔徑可調(diào)和表面可修飾的性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)孔 徑在一定范圍內(nèi)的抗氧化劑的搭載，進(jìn)而控制抗氧化劑在包裝材料中的釋放。并且，MCM-41 具有較高的熱穩(wěn)定性能夠廣泛適用PP，PE等聚合物包裝薄膜材料。
[0014]綜上，本發(fā)明緩釋型食品抗氧化包裝膜具有對(duì)一定尺寸范圍內(nèi)抗氧化劑的緩釋效 果，延長(zhǎng)抗氧化劑在包裝體系內(nèi)的作用時(shí)間，進(jìn)而有助于延長(zhǎng)食品的貨架期，同時(shí)具有綠色 安全的特點(diǎn)。并且，本發(fā)明涉及的緩釋包裝膜制備工藝適用多種抗氧化劑和聚合物包裝基 材，在生產(chǎn)實(shí)踐中具有較為廣泛的適用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所制薄膜和添加量為1%α-生育酚的LDPE薄膜(LDPE/α-生育 酚)中抗氧化劑的釋放效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下列舉實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體說(shuō)明。
[0017] 實(shí)施例！
[0018] 本實(shí)施例包裝薄膜制備步驟如下：
[0019] (1)將4.308ga-生育酚溶解于40mL乙醇中，向溶液中加入2gMCM-41，常溫下磁力攪 拌3h后用砂芯漏斗抽濾，所得固體在35°C真空干燥箱中干燥過(guò)夜，制得組裝體。
[0020] (2)稱取2g步驟1)制得的組裝體，與200gLDPE母料均勻混合，加入到175°C預(yù)熱保 溫的雙螺桿擠出造粒機(jī)進(jìn)料斗中，設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm，造粒。
[0021] (3)將步驟(2)中制得的共混母料倒入175°C預(yù)熱保溫的單螺桿擠出流延機(jī)進(jìn)料斗 中，設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm，制得薄膜。將制得的薄膜避光真空密封貯存直至取樣檢測(cè)。 [0022] 實(shí)施例2
[0023]本實(shí)施例包裝薄膜制備步驟如下：
[0024] (1)將2.58ga-生育酚溶解于20mL乙醇中，向溶液中加入2gMCM-41，常溫下磁力攪 拌3h后用砂芯漏斗抽濾，所得固體在35°C真空干燥箱中干燥過(guò)夜，制得組裝體。
[0025] (2)稱取1 g步驟1)制得的組裝體，與200gLDPE母料均勻混合，加入到175 °C預(yù)熱保 溫的雙螺桿擠出造粒機(jī)進(jìn)料斗中，設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm，造粒。
[0026] (3)將步驟(2)中制得的共混母料倒入175°C預(yù)熱保溫的單螺桿擠出流延機(jī)進(jìn)料斗 中，設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm，制得薄膜。將制得的薄膜避光真空密封貯存直至取樣檢測(cè)。 [0027] 實(shí)施例3
[0028]本實(shí)施例包裝薄膜制備步驟如下：
[0029] (1)將2.58ga-生育酚溶解于20mL乙醇中，向溶液中加入2gMCM-41，常溫下磁力攪 拌3h后用砂芯漏斗抽濾，所得固體在35°C真空干燥箱中干燥過(guò)夜，制得組裝體。
[0030] (2)稱取lg步驟1)制得的組裝體，與200g聚丙烯母料均勻混合，加入到230°C預(yù)熱 保溫的雙螺桿擠出造粒機(jī)進(jìn)料斗中，設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為60rpm，造粒。
[0031] (3)將步驟(2)中制得的共混母料倒入230°C預(yù)熱保溫的單螺桿擠出流延機(jī)進(jìn)料斗 中，設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm，制得薄膜。將制得的薄膜避光真空密封貯存直至取樣檢測(cè)。 [0032]薄膜的機(jī)械性能和阻隔性能測(cè)試。按照GB1040.3-2006的方法分別對(duì)LDPE薄膜，添 加1%生育酚的LDPE薄膜(LDPE/α-生育酚)和實(shí)例1中制得的薄膜進(jìn)行拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng) 率的測(cè)試;按照GB1038-2002中的方法分別對(duì)LDPE薄膜，添加1 %生育酚的LDPE薄膜(LDPE/ a-生育酚)和實(shí)例1中制得的薄膜進(jìn)行透氧性測(cè)試;按照GB1037-1988的方法分別對(duì)LDPE薄 膜，添加1 %生育酚的LDPE薄膜(LDPE/a-生育酚)和實(shí)例1中制得的薄膜進(jìn)行水蒸氣透過(guò)率 測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0033] 表1. LDPE薄膜，添加1 %生育酚的LDPE薄膜(LDPE/a-生育酚)和實(shí)例1中制得的薄 膜包裝膜的拉伸性能，透氧透濕性能：
[0035]從表1中可以看出，相較于純LDPE膜而言，僅添加 a-生育酚的LDPE薄膜拉伸強(qiáng)度略 有提高，橫向斷裂伸長(zhǎng)率提高了24.7%。而實(shí)施例1中的薄膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率較LDPE 薄膜均略有降低。相較于LDPE膜而言，添加了a-生育酚和組裝體的薄膜阻氧性能略有降低， 而就阻濕性而言，實(shí)例1中的薄膜較實(shí)LDPE薄膜阻隔性能降低明顯，透濕系數(shù)提高了
[0036] 膜中抗氧化劑的釋放行為測(cè)試。分別將添加1%生育酚的LDPE薄膜和實(shí)施例1制得 的包裝薄膜裁成40 X 60cm2大小的長(zhǎng)方形，浸入到40mL95 %乙醇溶液(美國(guó)食品與藥品管理 局推薦的脂肪類食品模擬液）中，將迀移測(cè)試單元放入40°C恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，轉(zhuǎn)速設(shè)為 80rpm，避光震蕩。每隔一段時(shí)間取樣0.5mL，同時(shí)補(bǔ)充0.5mL的空白液。其中，a-生育酚的濃 度用高效液相色譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1。
[0037] 由此可見(jiàn)，本發(fā)明制備的緩釋型抗氧化食品包裝膜具有較好的拉伸性能和阻氧阻 濕性能，并且，將抗氧化劑搭載到MCM-41的孔道結(jié)構(gòu)中能夠有效延長(zhǎng)抗氧化劑的釋放時(shí)間， 從而延長(zhǎng)抗氧化劑在包裝體系內(nèi)的作用時(shí)間。
[0038] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不局限于以上實(shí)施例。可以理解，本 領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)或變化，均 認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種緩釋型抗氧化食品包裝膜，其特征在于:其薄膜基材為聚合物材料，薄膜中含有 0.1~10重量份的抗氧化劑/介孔分子篩組裝體。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述緩釋型抗氧化食品包裝膜，其特征在于所述抗氧化劑分子尺寸 介于0.1X0.1X0.1~10X10 X10nm3〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述緩釋型抗氧化食品包裝膜，其特征在于所述介孔分子篩包括 MCM-41介孔分子篩及對(duì)其進(jìn)行孔徑調(diào)節(jié)或表面修飾所得的產(chǎn)物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述緩釋型抗氧化食品包裝膜，其特征在于組裝體中有10~60重量 份的抗氧化劑和40~90重量份的介孔分子篩。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型抗氧化食品包裝膜，其特征在于所述薄膜基材為聚合 物材料PE、PP、PA、EVA、PVA、EVOH中的一種或幾種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型抗氧化食品包裝膜，其特征在于其制備方法依次包含 以下步驟： (1) 制備組裝體。將5~80重量份的抗氧化劑溶于100重量份的無(wú)水乙醇，同時(shí)，按照抗 氧化劑與介孔分子篩的比例加入介孔分子篩，充分?jǐn)嚢韬蟪闉V，所得固態(tài)部分真空干燥，得 到抗氧化劑/介孔分子篩組裝體。 (2) 將抗氧化劑/介孔分子篩組裝體與聚合物母料充分混合，雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度 設(shè)置為70~280°C，擠出造粒，得到混合母料。 (3) 將混合母料倒入70~280°C預(yù)熱好的擠出流延機(jī)中制得緩釋型抗氧化食品包裝膜。
【文檔編號(hào)】C08K7/26GK105968511SQ201610494703
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】盧立新, 孫莉楠, 蔡瑩
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)