本发明涉及食品包装领域，且特别涉及一种可食用食品包装膜及其制备方法。
背景技术：
在食品包装领域，我国目前普遍采用铝箔、塑料等直接包装熟食，其内含物对人体有一定毒性，且使用后处理不当会引起环境污染。近年来，青年消费者对高品质、长货架期食品的需求日益增长；与此同时，废弃包装的数量与日俱增，环保压力大增，社会广泛关注。一些国家和地区正在逐步淘汰塑料食品包装袋，可降解、可食用的新型包装材料作为绿色包装愈发受到重视和支持。可食性包装膜是指由可食用的材料制备形成的膜，阻隔微生物污染，防止气体、水汽和溶质等的迁移来保证食品的质量，延长食品货架期。近些年来使用小麦淀粉、玉米淀粉、魔芋淀粉、大豆淀粉、明胶等作基质制备可食性膜的过程中，通常通过添加化学抗菌剂来延长保质期。然而，作为可食性膜要尽量避免加入化学抗菌剂。
壳聚糖是仅次于纤维素的第二大生物多糖，主要来源于虾蟹的甲壳质。目前我国小龙虾虾壳资源丰富，需要充分利用，既节约资源，又保护环境。壳聚糖生物相容性好、可生物降解，也溶于一些稀酸溶液中。高分子量壳聚糖有良好的成膜性，可以单独成膜，但所成膜却具有一定的脆性，也可与其他一些廉价农副产品复合成膜来降低成本。壳聚糖与玉米淀粉、小麦淀粉、魔芋淀粉、大豆淀粉、板栗粉、明胶等制备的复合膜也有不少报道。一些膜在制备过程中加入了戊二醛等有害物质作交联剂，不宜作为食用膜。
苦槠是一种常绿乔木，在我国分布广泛，树体高大雄伟，常用作园林绿化，还有重要的药用价值。苦槠果实含有大量淀粉，而且富含丰富的维生素和矿物质，去壳加工得到苦槠树果实粉(简称为苦槠粉)，“苦槠豆腐”、“苦槠糕”和“苦槠凉粉”被人们食用，民间常使用苦槠粉治疗痢疾和止泻，对降血脂、降血压等均有较好的疗效。为了增加种植苦槠收益，需要高值化利用苦槠果实。到目前为止，尚未有相关文献或者发明对利用苦槠粉来制备可食性包装膜进行报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可食用食品包装膜的制备方法，该方法步骤简单，操作便捷。
本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制备而得的可食用食品包装膜，该可食用食品包装膜的机械性能、阻水性、抗菌性能和保鲜性均较好，可多次折叠，可食用，废弃后可降解，绿色环保。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种可食用食品包装膜的制备方法，其包括以下步骤：将30-80重量份苦槠粉加入水中制成悬浮液，糊化悬浮液得苦槠粉糊化液；将10-60重量份壳聚糖溶于酸性溶液中制成壳聚糖溶液；将苦槠粉糊化液与壳聚糖溶液混合，再加入1-60重量份的食用添加剂，过滤得滤液；将滤液减压脱泡后注模、干燥，得可食用食品包装膜。
本发明还提出一种由上述制备方法制备而得的可食用食品包装膜。
本发明实施例的可食用食品包装膜的有益效果是：其所含的苦槠粉具有丰富的淀粉、维生素和矿物质，并对治疗痢疾和止泻以及降血脂、降血压等有较好的效果。壳聚糖不仅生物相容性好、可生物降解，而且其可改变病原菌细胞膜的流动性和通透性，干扰细菌DNA的复制和转录，阻断病原菌的代谢。因此，该食品包装膜具有较好的抗菌和杀菌活性，能够起到较好的防腐作用。食用添加剂可通过改善食品膜的颜色和口感，使制备出的食品包装膜更符合大众喜好。制备过程中，将苦槠粉制成悬浮液，可使苦槠粉中的淀粉在受热条件下，晶体结构消失，体积膨大，粘度上升，提高成品包装膜的机械性能，延长食品膜的使用寿命，降低经济成本。故，本发明实施例的可食用食品包装膜具有良好的机械性能、阻水性、抗菌性能和保鲜性，可多次折叠，并且该包装膜可食用，废弃后可降解，绿色环保。此外，该食品包装膜的制备方法步骤简单，操作便捷。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的可食用食品包装膜及其制备方法进行具体说明。
分别取苦槠和壳聚糖为原料。其中，苦槠作为一种天然植物，其果实的外表与板栗类似，果实中的种仁富含淀粉，具有防暑降温的作用。为了便于制备，本实施例中例如可在制备前对苦槠种仁进行粉碎，较佳的，可粉碎至40-200目，形成苦槠粉，以增大后续的反应和接触面积，利于其在制备过程中与其它原料进行混合作用。将苦槠粉加入水中制成悬浮液，例如可以是将30-80重量份的苦槠粉按1.5-10g/100mL的比例与水混合配制。为了使苦槠粉在水中分散更加均匀，在配制过程中可对其进行搅拌。然后糊化上述悬浮液，得到苦槠粉糊化液。因苦槠粉中的淀粉在受热条件下，晶体结构消失，体积膨大，粘度急剧上升，最终可呈半透明状的胶体。故本发明实施例中可将悬浮液在加热的条件下，例如在60-80℃的热水浴中充分糊化，此温度范围内可避免悬浮液糊化不完全或糊化过于完全，影响其粘度。
壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由几丁质经脱乙酰作用得到。因其所具有的多聚阳离子易与真菌细胞表面带负电荷的基团作用，从而可改变病原菌细胞膜的流动性和通透性；其次，壳聚糖还可干扰细菌DNA的复制和转录，阻断病原菌的代谢，故其具有较好的抗菌和杀菌活性，能够起到较好的防腐作用。又因壳聚糖易溶解于弱酸溶剂中，且溶解后的溶液中含有氨基，这些氨基可通过结合负电子起到抑制细菌的作用，因此，本实施例中例如可将壳聚糖溶于酸性溶液并制成壳聚糖溶液，壳聚糖例如可选用海蟹壳壳聚糖、海虾壳壳聚糖或小龙虾壳壳聚糖。具体的，可以将10-60重量份的壳聚糖按1-5g/100mL的比例溶于酸性溶液。同样的，为了使壳聚糖能够更充分溶解于酸性溶液中，可在溶解过程中对其进行搅拌。考虑到本发明的包装膜为可食用包装膜，本实施例中的酸性溶液例如可包括醋酸、乳酸、柠檬酸和盐酸中的至少一种。作为优选的，上述每种酸在酸性溶液中的体积百分数均控制在1-5％，此体积百分数范围内，酸性溶液对壳聚糖的溶解性最佳。
壳聚糖可分为不同种类的壳聚糖，例如中分子量壳聚糖、高分子量壳聚糖、水溶性壳聚糖和壳寡糖。由于中分子量壳聚糖较高分子量壳聚糖、水溶性壳聚糖和壳寡糖具有更好的抑菌性能，故本实施例中的壳聚糖优选包括高分子量壳聚糖和中分子量壳聚糖中的至少一种。其中，高分子量壳聚糖的重均分子量例如可大于100KDa，中分子量壳聚糖的重均分子量例如可为10-50KDa。又因在中分子量壳聚糖中，通过氧化降解所得到的该类壳聚糖较通过其余方法得到的该类壳聚糖具有更优的抗菌性，故本实施例中的中分子量壳聚糖优选为通过氧化降解而得的中分子量壳聚糖。
此外，壳聚糖还具有较强的吸附能力，例如可吸附金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等。并且壳聚糖所具有的吸附能力的大小取决于其脱乙酰度。脱乙酰度越大，吸附能力越强。因此，本发明中的高分子量壳聚糖和中分子量壳聚糖的脱乙酰度例如均可大于80％，此脱乙酰度范围内的壳聚糖所具有的吸附能力较强。综合考虑制备条件和制备成本，高分子量壳聚糖占壳聚糖的重量百分比例如可以为70-100％
混合苦槠粉糊化液和壳聚糖溶液，为了使二者的作用均达到最佳，例如可将苦槠粉糊化液和壳聚糖溶液按体积比30-80:10-60混合。然后再向该混合后的溶液中加入食用添加剂，其加入量例如可以为1-60重量份。作为优选的，本实施例中的食用添加剂例如可以包括植物精油和甘油。其中，植物精油含有较多的醇类、醛类、酚类和萜烯类等活性成分，故其具有较好的抗菌、抗微生物和抗病毒的作用。甘油既具有一定的甜味，还能分解苦槠粉中的苦涩味，可使制备出的食品包装膜更符合大众喜好。
此外，上述食用添加剂中还可以包括明胶和天然色素中的至少一种。其中，明胶具有较好的凝胶性、持水性、成膜性和乳化性，在制备过程中加入该物质，可进一步提高食品包装膜的稳定性，使食品包装膜具有较好的可塑性。天然色素绝大多数来源于天然植物，安全性高。加入天然色素不仅可改善食品包装膜视觉外观，吸引消费者购买，而且，天然色素其本身就含有多种生物活性物质，可进一步提高本发明食品包装膜的食用功效。具体的，天然色素例如可以为辣椒红色素、胡萝卜素、万寿菊色素等。
为了便于制备以及提高口感，过滤上述加入食用添加剂后的溶液，得到滤液。具体的，例如可将待过滤溶液过180-220目的筛网。由于在制备过程中可能会存在起泡的现象，影响最终成品的均一性，故本发明实施例中还可将滤液进行减压脱泡操作，优选的，脱泡时间例如可以为0.5-2h，此时间范围内脱泡效果最佳，避免脱泡时间过短造成脱泡不完全或者脱泡时间过长浪费设备资源。
接着，将脱泡后的滤液注入模具中，例如可使上述滤液自然流延于玻璃模具内。然后将注入滤液后的该玻璃模具进行干燥，例如可于30-70℃的烘箱中烘烤8-24h。干燥后，脱模即得可食用食品包装膜。较佳的，该可食用食品包装膜适用于作为麻糖、糖果和巧克力等食品的内包装材料。
值得说明的是，制备本发明实施例中的可食用食品包装膜所用到的物质并不仅限于以上所提到的物质，制备者还可根据具体的需要以及包装膜所对应的不同包装对象，加入其它物质。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
粉碎苦槠得苦槠粉，并按每100mL水中加入1.5g的苦槠粉的比例配制成悬浮液。将悬浮液于60℃的热水浴中糊化，得到苦槠粉糊化液。
取重均分子量为950KDa且脱乙酰度为89％的高分子量海蟹壳壳聚糖作为壳聚糖原料，按每100mL酸性溶液中加入1g的高分子量壳聚糖的比例配制成壳聚糖溶液。其中，酸性溶液包括醋酸，且醋酸在酸性溶液中的体积百分数为1％。
将上述苦槠粉糊化液和壳聚糖溶液按体积比30:10混合，然后再向该混合后的溶液中加入1g的植物精油和甘油混合物。接着，将加入食用添加剂后的溶液过180目筛网，并将滤液减压脱泡0.5h。将脱泡后的滤液注入玻璃模具内，并于30℃的烘箱中干燥24h成膜，取出模具，揭膜即得可食用食品包装膜。
实施例2
粉碎苦槠种仁至40目，得苦槠粉，按每100mL水中加入10g的苦槠粉的比例配制成悬浮液。将悬浮液于80℃的热水浴中糊化，得到苦槠粉糊化液。
取高分子量海虾壳壳聚糖和中分子量海虾壳壳聚糖共同作为壳聚糖原料。其中高分子量壳聚糖的重均分子量为320KDa且其脱乙酰度为92％，占壳聚糖重量百分比的70％；中分子量壳聚糖为采用酶解法降解高分子量壳聚糖后所得，其重均分子量为30KDa且脱乙酰度为90％，占壳聚糖重量百分比的30％。按每100mL酸性溶液中加入5g的壳聚糖的比例配制成壳聚糖溶液。其中，酸性溶液包括乳酸和柠檬酸，且乳酸和柠檬酸在酸性溶液中的体积百分数均为5％。
将上述苦槠粉糊化液和壳聚糖溶液按体积比80:60混合，然后再向该混合后的溶液中加入60g的植物精油、甘油和明胶的混合物。接着，将加入食用添加剂后的溶液过220目筛网，并将滤液减压脱泡2h。将脱泡后的滤液注入玻璃模具内，并于70℃的烘箱中干燥8h成膜，取出模具，揭膜即得可食用食品包装膜。
实施例3
粉碎苦槠种仁至200目，得苦槠粉，按每100mL水中加入6g的苦槠粉的比例配制成悬浮液。将悬浮液于70℃的热水浴中糊化，得到苦槠粉糊化液。
取高分子量小龙虾壳壳聚糖和中分子量小龙虾壳壳聚糖共同作为壳聚糖原料。其中高分子量壳聚糖的重均分子量为800KDa且其脱乙酰度为85％，占壳聚糖重量百分比的85％；中分子量壳聚糖为采用双氧水降解高分子量壳聚糖后所得，其重均分子量为10KDa且脱乙酰度为83％，占壳聚糖重量百分比的15％。按每100mL酸性溶液中加入3g的壳聚糖的比例配制成壳聚糖溶液。其中，酸性溶液包括乳酸、柠檬酸和盐酸，且乳酸、柠檬酸和盐酸在酸性溶液中的体积百分数均为3％。
将上述苦槠粉糊化液和壳聚糖溶液按体积比55:35混合，然后再向该混合后的溶液中加入30g的植物精油、甘油、明胶和辣椒红色素的混合物。接着，将加入食用添加剂后的溶液过200目筛网，并将滤液减压脱泡1.75h。将脱泡后的滤液注入玻璃模具内，并于50℃的烘箱中干燥16h成膜，取出模具，揭膜即得可食用食品包装膜。
实施例4
粉碎苦槠种仁至120目，得苦槠粉，按每100mL水中加入6g的苦槠粉的比例配制成悬浮液。将悬浮液于70℃的热水浴中糊化，得到苦槠粉糊化液。
取高分子量海蟹壳壳聚糖和中分子量海蟹壳壳聚糖共同作为壳聚糖原料。其中高分子量壳聚糖的重均分子量为170KDa且其脱乙酰度为93％，占壳聚糖重量百分比的85％；中分子量壳聚糖为采用酶解法降解高分子量壳聚糖后所得，其重均分子量为50KDa且脱乙酰度为93％，占壳聚糖重量百分比的15％。按每100mL酸性溶液中加入3g的壳聚糖的比例配制成壳聚糖溶液。其中，酸性溶液包括乳酸、柠檬酸和盐酸，且乳酸、柠檬酸和盐酸在酸性溶液中的体积百分数均为3％。
将上述苦槠粉糊化液和壳聚糖溶液按体积比55:35混合，然后再向该混合后的溶液中加入30g的植物精油、甘油、明胶、胡萝卜素和万寿菊色素的混合物。接着，将加入食用添加剂后的溶液过200目筛网，并将滤液减压脱泡1.75h。将脱泡后的滤液注入玻璃模具内，并于55℃的烘箱中干燥16h成膜，取出模具，揭膜即得可食用食品包装膜。
重复实施上述实施例1-4，得到足够多的可食用食品包装膜。以本发明实施例1-4所得的可食用食品包装膜作为试验组1-4，以市售食品包装膜作为对照组，分别对上述包装膜进行性能测试，包括膜厚度、最大耐折叠次数、抗拉强度、断裂伸长率等，其结果如表1所示。
表1可食用食品包装膜性能参数
由表1可知，本发明实施例制备出的可食用食品包装膜在最大耐折叠次数、抗拉强度和断裂伸长率方面均较市售包装膜的更优，说明本发明的可食用食品包装膜具有较好的机械性能，可延长食品膜的使用寿命，降低经济成本。其原因在于本发明实施例中将苦槠粉进行了糊化，使其所含的淀粉在受热条件下晶体结构消失，体积膨大，粘度上升；并且原料中的壳聚糖所含的高分子量壳聚糖较高，成膜性好，从而提高了成品食品膜的机械性能。
将上述试验组1-4和对照组的食品膜在室内放置12个月后，试验组1-4的食品膜表面没有菌落出现，而对照组的食品膜表面出现了菌落，说明本发明中的食品膜具有较好的抗菌性和保鲜性。其原因在于原料中的壳聚糖可改变病原菌细胞膜的流动性和通透性，干扰细菌DNA的复制和转录，阻断病原菌的代谢，具有较好的抗菌和杀菌活性，能够起到较好的防腐作用。其次，食用添加剂中的植物精油含有较多的醇类、醛类、酚类和萜烯类等活性成分，也具有较好的抗菌、抗微生物和抗病毒的作用，因此使得本发明中的食品包装膜较市售其余食品包装膜具有更好的抗菌和保鲜效果。
综上所述，本发明实施例的可食用食品包装膜具有良好的机械性能、阻水性、抗菌性能和保鲜性，可多次折叠，并且该包装膜可食用，废弃后可降解，绿色环保。该食品包装膜的制备方法步骤简单，操作便捷。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。