一種層壓法制備多層復(fù)合可食膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種可食膜的制備方法，具體為一種層壓法制備多層復(fù)合可食膜的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，可食膜是W可食性生物大分子物質(zhì)及其衍生物為主要基質(zhì)，輔W 可食性增塑劑，經(jīng)過混合、加熱、流延、干燥后形成的一種具有一定工程性質(zhì)和選擇透過性 的薄膜，用于食品和藥品的包裝?？墒衬ぷ鳛橐环N新型包裝材料，具有衛(wèi)生安全、可降解、無(wú) 污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有一定機(jī)械性能和阻隔性能，主要通過防止氣體、水汽和溶質(zhì)等的遷移 來(lái)保證食品質(zhì)量，延長(zhǎng)食品的貨架期。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)加工的可食膜除了W多糖、蛋白、脂質(zhì)等單一組分制膜外，還發(fā)展了多組 分混合制膜，但在加工方法上幾乎全部采用多組分混合后干燥成膜，仍然只形成單層膜結(jié) 構(gòu)，運(yùn)使得各組分的特性無(wú)法充分發(fā)揮，且因受制于膜液組分類型、配比及膜厚度的影響， 膜的機(jī)械性能、阻隔性能較差，限制了其應(yīng)用。目前有關(guān)層壓法制備多層復(fù)合可食膜的方法 未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種層壓法制備多層復(fù)合可食 膜的方法。該可食膜表面平整、有光澤，安全無(wú)毒，具有更好的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，阻 濕、阻氣性能優(yōu)于等厚度的單層可食膜。該膜易溶解、可食用，可應(yīng)用于即食湯料包、方便面 調(diào)料包、豆奶粉的分袋包裝等，可在不拆包裝的情況下直接溶于水中；也可應(yīng)用于果蔬的涂 膜或袋裝保鮮包裝，在保鮮的同時(shí)保證產(chǎn)品的衛(wèi)生安全性。
[0005] 發(fā)明的技術(shù)方案：層壓法制備多層復(fù)合可食膜是由基體和增強(qiáng)材料等兩種或兩種 W上的不同材料，用適當(dāng)?shù)姆椒◤?fù)合成的一種多層復(fù)合可食膜。基體和增強(qiáng)材料通過層壓 法粘合成整體，并起到承載、均衡和傳遞應(yīng)力的作用，產(chǎn)生復(fù)合效應(yīng)，形成多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)， 與單一材料和共混法制備的單層可食膜相比，其各項(xiàng)性能均得到大幅度提高。
[0006] 一種層壓法制備多層復(fù)合可食膜的方法，其步驟如下： A、膜I的制備： 1)按6:100的質(zhì)量比將玉米變性淀粉加入到60-70°C的蒸饋水中，恒溫?cái)埌?0-30min， 備用。玉米變性淀粉屬于部分結(jié)晶的天然高聚物，W其為成膜的基材，主要利用淀粉的凝沉 特性，起骨料作用。
[0007] 本發(fā)明所述的玉米變性淀粉優(yōu)選玉米憐酸醋雙淀粉(長(zhǎng)春市大華淀粉有限公司商 售產(chǎn)品)、徑丙基淀粉和簇甲基淀粉。與玉米淀粉相比玉米變性淀粉的優(yōu)點(diǎn)是糊化溫度降 低，粘度和透明性升高，增加了和水的親和力，具有良好的分散乳化性和抗老化能力，形成 的可食膜的綜合性能提高。
[0008] 2)玉米賴桿纖維素和巧樣酸等質(zhì)量混合后，按4:100的質(zhì)量比將其混合物加入到 蒸饋水中，磁力攬拌10-30min，然后在10000-22000;r/min條件下均質(zhì)5-lOmin，使其充分溶 脹，備用。在復(fù)合膜中，玉米賴桿纖維素可與變性淀粉交織成網(wǎng)絡(luò)骨架，纖維之間、纖維與淀 粉的化學(xué)作用力(化學(xué)鍵、氨鍵）增強(qiáng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高了復(fù)合膜的強(qiáng)度。巧樣酸可促進(jìn) 玉米賴桿纖維素充分溶脹，使復(fù)合膜的表面更加平整、有光澤，同時(shí)使復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)更加致 密穩(wěn)定。
[0009] 3)按3:100的質(zhì)量比將甘油加入到蒸饋水中，充分?jǐn)埌杈鶆颍瑐溆?。甘油起到乳?和增塑的作用，其存在可削弱淀粉分子間的次價(jià)鍵，強(qiáng)化體系中的氨鍵與分子間作用力，減 少了鄰近聚合鏈間的相互作用，避免膜產(chǎn)生裂紋或孔桐，使復(fù)合可食膜具有更好的初性，增 加其斷裂伸長(zhǎng)率。 陽(yáng)010] 4)按2:100的質(zhì)量比將簇甲基纖維素加入到60-65 °C的蒸饋水中，恒溫?cái)埌?10-30min使其充分溶解，備用。簇甲基纖維素起到增稠和穩(wěn)定劑的作用，簇甲基纖維素與變 性淀粉復(fù)合可形成高粘度的膠體，有利于可食膜成型，保證其穩(wěn)定性，同時(shí)可增加可食膜的 抗拉強(qiáng)度，提高可食膜的阻氣性能。
[0011] 5)按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將10-30份糊化后的玉米變性淀粉與3-5份玉米賴桿纖維素和 巧樣酸混合液混合，磁力攬拌10-30min。
[0012] 6)向混合液中加入2-5份甘油溶液和4-8份簇甲基纖維素溶液，10000-22000r/ min均質(zhì)5-lOmin，然后在超聲波功率180-900W，微波功率100-300W，超聲波-微波協(xié)同改 性處理5-15min，-0. 08~-0. 09MPa條件下真空脫氣20-30min，得到膜I混合液。采用超 聲波-微波協(xié)同改性可食膜混合液，可W使膜液充分均質(zhì)乳化，增強(qiáng)分子間的作用力，形成 組織狀態(tài)更加穩(wěn)定的膜液。與均質(zhì)機(jī)、機(jī)械攬拌等相比，超聲波均質(zhì)可實(shí)現(xiàn)分子級(jí)別的微混 合，能產(chǎn)生微米至納米級(jí)的乳化分散粒子，均化液極其穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)分層現(xiàn)象。此法還可 將超聲波的空化效應(yīng)和波導(dǎo)管引出的微波熱效應(yīng)直接作用于混合膜液，進(jìn)行共同的禪合、 協(xié)同，產(chǎn)生了疊加強(qiáng)化的作用。此外，微波福射使得極性分了高速運(yùn)動(dòng)造成物質(zhì)大分了氨鍵 的斷裂，同時(shí)輔W超聲波的機(jī)械震蕩使得體系加熱均勻，從而加速基質(zhì)中目標(biāo)化合物吸附 和解吸過程，增強(qiáng)分子間的作用力，使其成膜性能更好。
[0013] 7)將膜I混合液均勻涂布于有機(jī)玻璃成膜器內(nèi)，50-60°C條件下，干燥4-化，使 其含水量為12-15%，取出掲膜，制得膜I，膜I厚度0. 03-0. 05mm，存放于濕度60-70%、 20-25 °C條件下，備用。
[0014] B、膜II的制備： 1)按5:100的質(zhì)量比將玉米醇溶蛋白溶于體積分?jǐn)?shù)為55-80%的乙醇溶液中，磁力攬拌 10-30min，得到玉米醇溶蛋白溶液，備用。
[0015] 2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，取50-100份玉米醇溶蛋白溶液，加入2-5份簇甲基纖維素和1-5 份甘油，在l〇〇〇〇-22000;r/min均質(zhì)5-lOmin，得到膜II混合液。
[0016] 3)將膜II混合液均勻涂布于有機(jī)玻璃成膜器內(nèi)，50-55°C條件下，干燥2-地，使 其含水量為12-15%，取出掲膜，制得膜II，膜II厚度0. 03-0. 05mm，存放于濕度60-70%、 20-25 °C條件下備用。
[0017] C、膜I、膜II的復(fù)合： 將膜II平鋪于膜I表面，膜I膜II之間W膜I混合液濕基為膠粘劑(①膜I混合液濕 基具有很好的膠粘特性，能與膜I及膜II更好的溶合，形成良好的膠粘強(qiáng)度；②可W在不引 入其它化學(xué)膠粘劑的情況下，完成了膜I膜II的粘合，充分保證了多層復(fù)合可食膜的衛(wèi)生 安全性)。經(jīng)超聲波-微波輔助層壓復(fù)合，超聲功率180W-900W，微波功率100W-300W，得到 多層復(fù)合可食膜。經(jīng)超聲波-微波輔助層壓復(fù)合工藝，可充分利用超聲波空化效應(yīng)，有效打 破邊界層，促進(jìn)分子穿過濾膜和多孔物質(zhì)表面；微波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)加速膠粘劑向膜I及 膜II部分的擴(kuò)散速率。經(jīng)超聲波-微波輔助層壓復(fù)合，可使膜I、膜II粘合更加緊密牢固， 提高制品穩(wěn)定性和加工效率，改善多層復(fù)合膜的綜合性能。
[0018] 膜I是淀粉基膜，膜II是蛋白膜，淀粉基膜具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，但是阻濕、阻氣 性能不好。蛋白膜可提高其阻濕、阻氣性能，同時(shí)膜II可使膜表面更加光滑、平整、美觀。運(yùn) 樣可充分發(fā)揮各自的有點(diǎn)，最大限度的提高可食膜的使用性能。
[0019] 在步驟C中，超聲功率800-900W，微波功率200W-300W。
[0020] 在于步驟B、2)中，取60-80份玉米醇溶蛋白溶液，加入3-4份簇甲基纖維素和2-3 份甘油，在15000-18000r/min均質(zhì)8-lOmin，得到膜II混合液。
[0021] 優(yōu)選：一種層壓法制備多層復(fù)合可食膜的方法，其步驟如下： A、膜I的制備： 1)按6:100的質(zhì)量比將玉米變性淀粉加入到68°C的蒸饋水中，恒溫并充分?jǐn)埌?0min， 備用。
[0022] 2)玉米賴桿纖維素和巧樣酸等質(zhì)量混合后，按4:100的質(zhì)量比將其混合物加入到 蒸饋水中，磁力攬拌15min，然后在1500化/min條件下均質(zhì)lOmin，使其充分溶脹，備用。 [002引 3)按3:100的質(zhì)量比將甘油加入到蒸饋水中，充分?jǐn)埌杈鶆?，備用?br>[0024] 4)按2:100的質(zhì)量比將簇甲基纖維素加入到65°C的蒸饋水中，攬拌30min使其充 分溶解，備用。
[00巧]5)按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將20份糊化后的玉米變性淀粉與3份玉米賴桿纖維素和巧樣酸 混合液混合，磁力攬拌20min。 W26] 6)向混合液中加入4份甘油溶液和4份簇甲基纖維素溶液，15000r/min 均質(zhì)lOmin，然后在超聲波功率600W，微波功率100W，超聲波-微波協(xié)同改性處理lOmin，-0. 085MPa條件下真空脫氣30min，得到膜I混合液。
[0027] 7)將膜I混合液均勻涂布于有機(jī)玻璃成膜器內(nèi)，55°C條件下，干燥化，使其含水量 為14%，取出掲膜，制得膜I，膜I厚度0. 045mm，存放于濕度60%、25°C條件下，備用。
[0028] B、膜II的制取： 1)按5:100的質(zhì)量比將玉米醇溶蛋白溶于體積分?jǐn)?shù)為60%的食用乙醇溶液中，磁力攬 拌30min，得到玉米醇溶蛋白溶液，備用。
[0029] 2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，取80份玉米醇溶蛋白溶液，加入4份簇甲基纖維素和3份甘油， 在15000r/min均質(zhì)lOmin，得到膜II混合液。
[0030] 3)將膜II混合液均勻涂布于有機(jī)玻璃成膜器內(nèi)，55°C條件下，干燥化，使其含水量 為13%，取出掲膜，制得膜II，膜II厚度0. 04mm，存放于濕度60%、25°C條件下備用。
[00川 C、膜I、膜II的復(fù)合： 將膜II平鋪于膜I表面，膜I與膜II之間W膜I混合液濕基為膠粘劑，經(jīng)超聲波-微 波輔助層壓復(fù)合，超聲功率900W，微波功率200W，得到多層復(fù)合可食膜。
[0032] 其中，膜I層具有良好的穩(wěn)定性、粘合性和較好的機(jī)械強(qiáng)度，膜II層具有良好的光 澤和阻隔性，同時(shí)可提高膜I的抗拉強(qiáng)度，并使多層復(fù)合可食膜的表面更加光滑、平整、美 觀，最大限度的提高可食膜的使用性能。經(jīng)超聲波-微波輔助層壓復(fù)合工藝，可使膜I、膜 II粘合更加緊密牢固，提高制品穩(wěn)定性和加工效率。該方法具有操作簡(jiǎn)單、能源耗費(fèi)少、效 率高、適于工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。該發(fā)明能克服單層可食膜的缺點(diǎn)，填補(bǔ)多層復(fù)合可食膜領(lǐng)域 的空白。
[0033] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1,本發(fā)明將層壓法應(yīng)用于多層復(fù)合可食膜的加工中。通過配方 和工藝創(chuàng)新，利用層壓法制得的多層復(fù)合可食膜表面平整、有光澤，安全無(wú)毒，具有更好的 抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，阻濕、阻氣性能優(yōu)于等厚度的單層可食膜。膜I層具有良好的穩(wěn)定 性、粘合性和較好的機(jī)械強(qiáng)度。膜II層具有良好的光澤和阻隔性，同時(shí)可提高膜I的抗拉強(qiáng) 度，并使多層復(fù)合可食膜的表面更加光滑、平整、美觀，最大限度的提高可食膜的使用性能。 膜I是淀粉基膜，膜II是蛋白膜，淀粉基膜具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，但是阻濕、阻氣性能不好。 蛋白膜可提高其阻濕、阻氣