專利名稱：小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
"環(huán)境與發(fā)展"是當(dāng)今世界關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。塑料包裝膜的大量使用而造 成的塑料垃圾泛濫，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。用可食性天然生物高分子材料包裝代 替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料包裝，發(fā)展所謂的"可食性綠色包裝材料"，成為食品包裝行業(yè)的發(fā) 展趨勢(shì)之一，是食品包裝新技術(shù)發(fā)展的重要課題?？墒承园b材料的主要原料 包括多糖、蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物等(汪學(xué)榮，闞建全，陳宗道，可食性包裝膜 研究進(jìn)展.糧食與油脂，2002, (9)， 42-43)。
以谷類蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的材料的綜合性能較差，需經(jīng)紫外輻照、Y-射線輻照、 酶處理或化學(xué)交聯(lián)等來(lái)提高材料的剛性、阻隔性、耐熱性與疏水性。另一方面， 以甲基纖維素為基礎(chǔ)的膜材料具有較高的強(qiáng)度與油脂阻隔性，但增塑劑易滲出， 膜的長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差。另外，甲基纖維素膜耐水性極差，存在沾水溶解的 問(wèn)題。多種成分復(fù)合是制備可食性膜并賦予營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的有效方法。如，中國(guó)授 權(quán)專利200510107823.5公開(kāi)了一種"可食性包裝膜及其制備方法和用途"，采 用明膠與大豆蛋白制備復(fù)合型可食性膜，但膜在30 100。C可溶解于水。中國(guó)專 利申請(qǐng)?zhí)?00510129848.5公開(kāi)了 "一種可食性耐水耐高溫復(fù)合凝膠抗菌膜及其 制備方法"，采用多種多糖復(fù)合制備耐水耐高溫的凝膠膜。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200610043129公開(kāi)了一種"膠原蛋白-羧甲基纖維素共混制備移膜的方法"，采 用膠原蛋白與羧甲基纖維素混合物溶液成膜，采用甲醛、戊二醛交聯(lián)，并在溫 度40 60。C下真空干燥。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510021781.3公開(kāi)了一種"膠原蛋 白食品包裝膜及其制備方法"，采用膠原蛋白、淀粉、羧甲基纖維素、海藻酸 鈉混合物溶液成膜，采用戊二醛交聯(lián)，獲得膠原蛋白食品包裝膜。然而，常規(guī) 蛋白質(zhì)交聯(lián)劑甲醛、戊二醛具有一定的毒性，對(duì)成膜操作不利，其殘留物對(duì)人 身安全不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù) 合型可食性膜。
小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜的原料組成為小麥蛋白質(zhì)100重 量份、甲基纖維素25 900重量份、甘油30~700重量份、雙醛淀粉1 17重量份，所述的小麥蛋白質(zhì)是谷朊粉、小麥醇溶蛋白或小麥谷蛋白。
小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜的制備方法包括如下步驟
1) 將小麥蛋白質(zhì)加入到重量濃度為10 15%的氨水中，配制成重量濃度為 5~10%的蛋白質(zhì)懸浮液；
2) 將甲基纖維素加入到重量濃度為10 15%的氨水中，配制成重量濃度為 2~10%的甲基纖維素溶液；
3) 將蛋白質(zhì)懸浮液與甲基纖維素溶液混合，混合液中甲基纖維素與小麥蛋白 質(zhì)的重量比為0.25 9，再依次加入甘油、雙醛淀粉，甘油與小麥蛋白質(zhì)的重量 比為0.3~7，雙醛淀粉與小麥蛋白質(zhì)的重量比為0.01 0.17，攪拌，將溶液澆注于 光滑的塑料板上，干燥成膜，將膜剝離后在100 130。C熱處理10 30min。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果
1) 小麥蛋白質(zhì)與甲基纖維素可形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，可食性膜不溶于水；
2) 可根據(jù)蛋白質(zhì)與甲基纖維素比例控制復(fù)合型可食性膜的力學(xué)與濕氣阻隔 性能；
3) 采用安全無(wú)毒的雙醛淀粉為交聯(lián)劑，避免了甲醛、戊二醛等常規(guī)交聯(lián)劑 的毒性。


圖1是實(shí)施例1 16、對(duì)比實(shí)施例1 4所制備的復(fù)合型可食性膜的楊氏模量 隨組成x的變化曲線，其中x表示甲基纖維素重量/(甲基纖維素重量+谷朊粉重 量)。在實(shí)施例1 8、對(duì)比實(shí)施例1 2中，膜的熱處理溫度為130°C，熱處理時(shí) 間為30min (正方形符號(hào))；在實(shí)施例9 16、對(duì)比實(shí)施例3 4中，膜的熱處理溫 度為100。C，熱處理時(shí)間為10min(圓形符號(hào))。甘油含量固定為25wt%。
圖2是實(shí)施例1~16、對(duì)比實(shí)施例1 4所制備的復(fù)合型可食性膜的拉伸強(qiáng)度 隨組成x的變化曲線。
圖3是實(shí)施例1~16、對(duì)比實(shí)施例1 4所制備的復(fù)合型可食性膜的斷裂伸長(zhǎng) 率隨組成x的變化曲線。
圖4是實(shí)施例1 16、對(duì)比實(shí)施例1 4所制備的復(fù)合型可食性膜在兩個(gè)相對(duì) 濕度條件下的透濕率隨組成x的變化曲線。
圖5是對(duì)比實(shí)施例1所制備的、甘油含量為25wt。/。的谷朊粉可食性膜(x-l) 的電鏡照片。
圖6是實(shí)施例1所制備的、甘油含量為25wt。/。的復(fù)合型可食性膜(x:0.2)的
電鏡照片。
4圖7是實(shí)施例3所制備的、甘油含量為25wto/。的復(fù)合型可食性膜()^0.4)的 電鏡照片。
圖8是實(shí)施例7所制備的、甘油含量為25wt。/。的復(fù)合型可食性膜(x:0.8的
電鏡照片。
圖9是對(duì)比實(shí)施例2所制備的、甘油含量為25wt。/。的甲基纖維素可食性膜 的電鏡照片。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明使用的小麥蛋白質(zhì)是谷朊粉、小麥醇溶蛋白或小麥谷蛋白。 谷朊粉也稱活性小麥面筋，是以小麥面粉為原料深加工提取的一種天然植 物蛋白質(zhì)。合適的谷朊粉可以從蛋白質(zhì)含量2 75%(干基)的商業(yè)產(chǎn)品中選擇， 如可從上海旺味食品有限公司、周口蓮花味精集團(tuán)、河南省天冠植物蛋白有限 公司、安徽省桐城市樂(lè)健食品有限公司購(gòu)買谷朊粉。從小麥粉中提取醇溶蛋白 和谷蛋白的技術(shù)是公知的，如在如下文獻(xiàn)中有述，該文獻(xiàn)引入本文作為參考"司
學(xué)芝，李建偉，王金水，周長(zhǎng)智，麥醇溶蛋白和麥谷蛋白提取條件的研究.鄭州
工程學(xué)院學(xué)報(bào),2004, 25(3): 33-39"。雙醛淀粉是淀粉經(jīng)高碘酸鈉氧化改性產(chǎn)品， 是游離甲醛的替代品，化學(xué)反應(yīng)活性高，具有良好的衛(wèi)生安全性。
本發(fā)明釆用氨水分別溶解小麥蛋白質(zhì)與甲基纖維素，然后將小麥蛋白質(zhì)懸 浮液與甲基纖維素溶液混合，再按規(guī)定比例直接向溶液中加入增塑劑甘油、交 聯(lián)劑雙醛淀粉。采用雙醛淀粉交聯(lián)小麥蛋白質(zhì)與甲基纖維素，形成蛋白質(zhì)-甲基 纖維素互串網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是控制復(fù)合型可食性膜結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)鍵之一。雙醛淀
粉含兩個(gè)活潑醛基，可在較寬溫度范圍內(nèi)與蛋白質(zhì)分子上的胺基、甲基纖維素 分子上的羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)-甲基纖維素分子間的化學(xué)交聯(lián)。 氨水對(duì)化學(xué)反應(yīng)具有催化作用。
控制雙醛淀粉用量是本發(fā)明的關(guān)鍵之一。雖然增大雙醛淀粉含量可提高交 聯(lián)度與膜的力學(xué)強(qiáng)度，雙醛淀粉含量較大時(shí)造成控制成膜顏色較深。以100重 量份小麥蛋白質(zhì)計(jì)，本發(fā)明推薦雙醛淀粉含量以1 17重量份為宜。
控制成膜溫度、消除氣泡是本發(fā)明的關(guān)鍵之一。本發(fā)明建議常溫成膜，成 膜溫度最好不高于30。C，以使氨氣緩慢地充分揮發(fā)。
將干燥的膜進(jìn)行熱處理、進(jìn)一步提高蛋白質(zhì)與甲基纖維素間交聯(lián)密度，是 提高復(fù)合型可食性膜力學(xué)性能的另一關(guān)鍵。熱處理溫度較低時(shí)，蛋白質(zhì)交聯(lián)度 較低，膜的力學(xué)性能較差；而熱處理溫度較高時(shí)，蛋白質(zhì)可發(fā)生氧化降解。本 發(fā)明推薦熱處理溫度為1Q0 130。C，熱處理以10 30min為宜。以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。 實(shí)施例h
稱取15g谷朊粉(上海旺味食品有限公司產(chǎn)品)加入285g重量濃度為10% 的氨水中，配成蛋白質(zhì)重量濃度為5%的懸浮液，備用；稱取15g甲基纖維素 (M450,國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司)加入735g重量濃度為10%的氨水中，配成 甲基纖維素重量濃度為2%的溶液，備用；lg將雙醛淀粉(泰安市金山變性淀粉 有限公司產(chǎn)品)加入去離子水中，配成重量濃度1%的溶液，備用。
取20g谷朊粉懸浮液、12.5g甲基纖維素溶液混合，在電磁攪拌下依次加入 0.42g甘油、lg雙醛淀粉溶液，攪拌均勻，將溶液澆注于光滑的聚酯膜上，常溫 干燥5天，將膜剝離后在130°C熱處理30min。
實(shí)施例2 8:
谷朊粉懸浮液用量分別為17.5g、 15g、 12.5g、 10g、 7.5g、 5.0g、 2.5g，甲 基纖維素溶液對(duì)應(yīng)用量分別為18.75g、 25g、 3L25g、 37.5g、 43.75g、 50g、 56.25g，
其余條件同實(shí)施例1。 實(shí)施例9 16:
將膜在100°C熱處理?xiàng)l件10min，其余條件依次同實(shí)施例1 8。 實(shí)施例17:
稱取15g小麥醇溶蛋白加入135g重量濃度為10%的氨水中，配成蛋白質(zhì)重 量濃度為10%的懸浮液，備用；稱取15g甲基纖維加入B5g重量濃度為10%的 氨水中，配成甲基纖維重量濃度為10%的溶液，備用；lg將雙醛淀粉(泰安市 金山變性淀粉有限公司產(chǎn)品)加入去離子水中，配成重量濃度10%的溶液，備 用。
取20g小麥醇溶蛋白懸浮液、12.5g甲基纖維溶液混合，在電磁攪拌下依次 加入0.6g廿油、3.4g雙醛淀粉溶液，攪拌均勻，將溶液澆注于光滑的聚酯膜上， 常溫干燥5天，將膜剝離后在110°C熱處理20min。
本發(fā)明提供了小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜及其制備方法。本發(fā) 明所涉及的復(fù)合型可食性膜的制備方法與工藝流程簡(jiǎn)單，性能易于調(diào)控，易于 推廣實(shí)施?；诒景l(fā)明制得的復(fù)合型可食性膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可根據(jù)甲 基纖維素與蛋白質(zhì)比例調(diào)節(jié)膜的力學(xué)性能與透濕性能，不含對(duì)人體有害的添加
劑，可用于食品與糖制品等的可食性包裝膜。
權(quán)利要求
1.一種小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜，其特征在于，原料組成為小麥蛋白質(zhì)100重量份、甲基纖維素25～900重量份、甘油30～700重量份、雙醛淀粉1～17重量份，所述的小麥蛋白質(zhì)是谷朊粉、小麥醇溶蛋白或小麥谷蛋白。
2. —種如權(quán)利要求1所述的小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜的制備 方法，其特征在于包括如下步驟1) 將小麥蛋白質(zhì)加入到重量濃度為10 15%的氨水中，配制成重量濃度為 5~10%的蛋白質(zhì)懸浮液；2) 將甲基纖維素加入到重量濃度為10 15%的氨水中，配制成重量濃度為 2 10%的甲基纖維素溶液；3) 將蛋白質(zhì)懸浮液與甲基纖維素溶液混合，混合液中甲基纖維素與小麥蛋白 質(zhì)的重量比為0.25~9，再依次加入甘油、雙醛淀粉，甘油與小麥蛋白質(zhì)的重量 比為0.3 7，雙醛淀粉與小麥蛋白質(zhì)的重量比為0.01 0.17，攪拌，將溶液澆注于 光滑的塑料板上，干燥成膜，將膜剝離后在100~130°C熱處理10 30min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜及其制備方法。小麥蛋白質(zhì)/甲基纖維素復(fù)合型可食性膜含小麥蛋白質(zhì)100重量份、甲基纖維素25～900重量份、甘油增塑劑30～700重量份、雙醛淀粉1～17重量份，采用溶液流延法制膜，經(jīng)高溫?zé)崽幚矶?，制膜方法與工藝流程簡(jiǎn)單，易于推廣實(shí)施?；诒景l(fā)明制得的復(fù)合型可食性膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可根據(jù)甲基纖維素與蛋白質(zhì)比例調(diào)節(jié)膜的力學(xué)性能與透濕性能，不含對(duì)人體有害的添加劑，可用于食品與糖制品等的可食性包裝膜。
文檔編號(hào)C08J5/18GK101538407SQ200910097730
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者宋義虎, 強(qiáng) 鄭 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)