一种蓝莓花青素可食性复合膜及其制备方法

1.本发明属于食品包装技术领域，尤其涉及一种蓝莓花青素可食性复合膜及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，白色污染及资源匮乏问题受到越来越多的关注，不可降解的塑料包装不仅对环境造成危害，还对所包装食品质量产生一定的有害影响。食品质量安全直接关系到人类健康，而食品安全与食品包装关系密切，随着人们生活水平的提高，食品行业不断发展，对食品包装的技术要求也随之不断提高。当今社会，包装在保护产品的基础上，还要延长商品的保质期，防止营养成分的流失，维持食品原有质量和新鲜度。而可食性复合膜是以可食性生物大分子物质为主要基质，辅以可食性的增塑剂，通过一定的处理工序形成一种结构致密的薄膜。与传统的塑料包装膜相比，可食性包装膜可食用、安全、卫生，且不会影响食品的风味，可生物降解，不污染环境。
3.目前，用于制备可食性复合膜的材料主要有：蛋白质类、多糖类、脂质类以及其复合材料。单一成分的可食性膜存在机械性能、气体阻隔性差等方面的缺陷，如蛋白膜拉伸强度低、机械强度不足、多糖膜疏水性低等问题。现在对于可食性膜的主要研究方向是通过对各种材料进行改性或复合来改善可食性复合膜的拉伸强度和气体阻隔能力，但都不是很理想。因此，在全球大力提倡节约资源、保护环境的循环经济政策下，新型可食用膜成为众多学者的重点研究对象。
4.花青素是一类普遍存在于水果蔬菜、花卉、谷物中的天然水溶性色素，属于黄酮类化合物，其中，蓝莓有“花青素之王”的称号，其花青素含量高，种类多，具有良好的抗氧化性和抑菌性。淀粉是一种天然多糖高分子化合物，来源丰富、可再生、可自然降解，是一种理想的成膜材料。
5.本发明的花青素可食性复合膜以花青素为主要成膜物质，并与其他蛋白质、多糖相结合，通过分子间相互作用而形成稳定的网状结构薄膜。为增强薄膜的稳定性和成膜性，就必须加入一定量的连结剂和增塑剂，提高复合膜的力学性能和黏结性。相比于单一薄膜，复合膜不仅可改善膜的性能，还能相互协调，克服单一薄膜的缺点。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种蓝莓花青素可食性复合膜及其制备方法，该可食性复合膜的原料来源广泛、具有可食性、机械性能良好、气体阻隔性优良、可溶于水、能延长食品保质期，并且抗氧化性和抑菌性好，可完全生物降解。
7.为了实现本发明的目的，本发明提供了一种蓝莓花青素可食性复合膜，是由蓝莓花青素和淀粉作为主要成膜材料，然后以连结剂和增塑剂为辅料配制成溶液，再经流延成膜制得。
8.进一步的，所述蓝莓花青素可食性复合膜的原料组成的重量百分比为：蓝莓花青
素3％～25％、淀粉1％～3％、连结剂1％～3％、增塑剂0.5％～2％，余量为去离子水。
9.进一步的，所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉中一种或几种。
10.进一步的，所述连结剂为羧甲基纤维素、琼脂、结冷胶、明胶中的一种或几种。
11.进一步的，所述增塑剂为甘油、丙二醇、山梨醇中的一种或几种。
12.一种如上述所述的蓝莓花青素可食性复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：
13.(1)淀粉糊化：称取适量淀粉，加入到去离子水中，于75～80℃下水浴糊化15～25min，搅拌转速为350～450r/min，制得糊化溶液。
14.(2)将连结剂加入到上述步骤(1)制得的糊化溶液中，搅拌20～30min，制得混合液a。
15.(3)将增塑剂加入到上述步骤(2)制得的混合液a中，搅拌15～25min，制得混合液b。
16.(4)将蓝莓花青素粉末加入到上述步骤(3)制得的混合液b中，搅拌15～25min，制得混合液c。
17.(5)将上述混合液c进行超声消泡后，然后将60～70ml消泡后的混合液c倒在面积为250cm2～280cm2的表面干燥洁净的有机玻璃板上，流延成膜，再置于温度为30～35℃的真空干燥箱中干燥16～20h，冷却后揭膜，即可得到所述的蓝莓花青素可食性复合膜。
18.进一步的，所述步骤(2)中糊化溶液搅拌时的温度为50～55℃，搅拌转速为700～800r/min。
19.进一步的，所述步骤(3)中混合液a搅拌时的温度为50～55℃，搅拌转速为700～800r/min。
20.进一步的，所述步骤(4)中混合液b搅拌时的温度为20～25℃，搅拌转速为700～800r/min。
21.本发明取得了以下有益效果：
22.1、本发明制备的蓝莓花青素可食性复合膜外观为红色薄膜，抗拉强度为7.92～37.72mpa，断裂伸长率为5.15～39.22％，水蒸气透过率为2.06
×
10
‑
4～3.63
×
10
‑
4[(g
·
mm)/(m2·
h
·
pa)]，含水率为16.77～28.62％，dpph自由基清除率为66.98～90.14％。
[0023]
2、本发明通过加入连结剂，提高了蓝莓花青素可食性复合膜机械性能，同时也改善了可食性复合膜的稳定性和各原料组分的相容性，使得其表面平整光滑，结构均匀。增塑剂的加入，提高可食性复合膜的韧性和塑性。
[0024]
3、本发明的蓝莓花青素、淀粉、连结剂等原料均为可食性物质，其中蓝莓花青素来源广泛，属可再生资源，淀粉是一种天然多糖高分子化合物，均对环境和人体无毒无害，因此，本发明的蓝莓花青素可食性复合膜可溶于水，是一种环保可完全生物降解的可食性复合膜。
[0025]
4、本发明制备的蓝莓花青素可食性复合膜具有优良的抗氧化性和抑菌性，可延长食品保质期。本发明的蓝莓花青素可食性复合膜可以作为食品内包装，塑料、纸张等包装材料的内涂层，适合水果、牛奶、肉类、水产品等食品的包装，在保护环境的同时，也对内包装食品起到保鲜和防腐的作用。
[0026]
5、本发明的生产方法安全，工艺流程简单，生产成本低，可在市场上广泛推广，市场前景良好。
附图说明
[0027]
图1为本发明采用不同蓝莓花青素添加量时可食性复合膜的抗拉强度和断裂伸长率示意图；
[0028]
图2为本发明采用不同蓝莓花青素添加量时可食性复合膜的dpph自由基清除率示意图。
具体实施方式
[0029]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]
本发明制备过程中，搅拌时采用电动搅拌机进行操作，电动搅拌机采用上海标本模型厂制造的jb
‑
200
‑
s数字显示转速电动搅拌机；本发明搅拌反应是在水浴锅中进行的，水浴锅是采用上海精宏实验设备有限公司制造的dk
‑
s22电热恒温水浴锅。
[0031]
本发明机械性能的测定是采用深圳三思纵横科技股份有限公司制造的utm5205x型微机控制电子万能试验机进行检测的；dpph自由基清除率的测定是采用日本岛津公司制造的uv
‑
1800紫外可见分光光度计进行检测的。
[0032]
下面结合具体实施例对本发明的蓝莓花青素可食性复合膜做进一步说明。
[0033]
实施例1
[0034]
蓝莓花青素可食性复合膜是由以下重量百分比的原料组成：
[0035]
样品1：蓝莓花青素3％、玉米淀粉2％、羧甲基纤维素2％、甘油1％、去离子水92％。
[0036]
样品2：蓝莓花青素6％、玉米淀粉2％、羧甲基纤维素2％、甘油1％、去离子水89％。
[0037]
样品3：蓝莓花青素12％、玉米淀粉2％、羧甲基纤维素2％、甘油1％、去离子水83％。
[0038]
样品4：蓝莓花青素18％、玉米淀粉2％、羧甲基纤维素2％、甘油1％、去离子水77％。
[0039]
样品5：蓝莓花青素25％、玉米淀粉2％、羧甲基纤维素2％、甘油1％、去离子水70％。
[0040]
上述样品1
‑
5的蓝莓花青素可食性复合膜的制备方法为：取上述比例的玉米淀粉，加入去离子水，搅拌转速设置为350～450r/min，75℃水浴糊化，搅拌20min，制得糊化溶液；然后将糊化温度冷却至55℃，加入羧甲基纤维素，搅拌转速设置为700～800r/min，水浴搅拌25min，制得混合液a；在温度为55℃，搅拌转速为700～800r/min的条件下，往混合液a中加入甘油持续搅拌15min，制得混合液b；将混合液b冷却至20℃，搅拌转速为700～800r/min的条件下，加入蓝莓花青素粉末，定容后搅拌20min,制得混合液c；将混合液c进行超声消泡，在有机玻璃板上流延成膜，在35℃的真空干燥箱中干燥16～20h，冷却后揭膜，即得蓝莓花青素可食性复合膜。
[0041]
本实施例的流延成膜方法为：将60～70ml消泡后的混合液c倒在面积为250cm2～280cm2的表面干燥洁净的有机玻璃板上，流延成膜。
[0042]
如图1所示，为上述所得产品1
‑
5的抗拉强度和断裂伸长率。如图2所示，为上述所得产品1
‑
5的dpph自由基清除率。通过分析可知，蓝莓花青素添加量为6％时，样品2的性能
较佳，具有优良的机械性能、水汽阻隔性和抑菌抗氧性，此时其性能为：抗拉强度26.93mpa，断裂伸长率20.84％，水蒸气透过率2.22
×
10
‑4/[(g
·
mm)/(m2·
h
·
pa)]，含水率17.63％，dpph自由基清除率80.22％。
[0043]
实施例2
[0044]
蓝莓花青素可食性复合膜是由以下重量百分比的原料组成：蓝莓花青素12％、马铃薯淀粉1％、羧甲基纤维素2％、甘油1.5％、去离子水83.5％。
[0045]
本实施例的蓝莓花青素可食性复合膜制备方法为：取上述比例的马铃薯淀粉，加入去离子水，75℃水浴糊化15min，温度冷却至50℃，加入羧甲基纤维素，水浴搅拌25min，再加入甘油持续搅拌15min，冷却至25℃，最后加入蓝莓花青素粉末，定容后搅拌15min,消泡，在有机玻璃板上流延成膜，在30℃下烘干，冷却揭膜，即得蓝莓花青素可食性复合膜。
[0046]
本实施例制备的蓝莓花青素可食性复合膜的性能为：抗拉强度19.33mpa，断裂伸长率24.35％，水蒸气透过率3.05
×
10
‑4[(g
·
mm)/(m2·
h
·
pa)]，含水率20.51％，dpph自由基清除率83.63％。
[0047]
实施例3
[0048]
蓝莓花青素可食性复合膜是由以下重量百分比的原料组成：：蓝莓花青素18％、玉米淀粉3％、羧甲基纤维素2％、甘油1％、去离子水76％。
[0049]
本实施例的蓝莓花青素可食性复合膜制备方法为：取上述比例的玉米淀粉，加入去离子水，75℃水浴糊化20min，温度冷却至55℃，加入羧甲基纤维素，水浴搅拌30min，再加入甘油持续搅拌15min，冷却至25℃，最后加入蓝莓花青素粉末，定容后搅拌20min,消泡，在有机玻璃板上流延成膜，在35℃下烘干，冷却揭膜即得蓝莓花青素可食性复合膜。
[0050]
本实施例制备的蓝莓花青素可食性复合膜的性能为：抗拉强度23.94mpa，断裂伸长率14.85％，水蒸气透过率3.27
×
10
‑4[(g
·
mm)/(m2·
h
·
pa)]，含水率18.93％，dpph自由基清除率87.08％。
[0051]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。