一种耐干燥低温可食胶原蛋白膜及其生产工艺的制作方法
【专利说明】
[0001]一、
技术领域
本发明涉及食品包装领域，耐受干燥低温(温度< -15°C，湿度< 50%以下)使用环境下性能优越的可食性胶原蛋白膜生产技术。
[0002]二、
【背景技术】
自20世纪90年代以来，环保与包装已成为世界关注的焦点问题，特别是包装废弃物造成的环境污染已成为环保的重点。因此，发展绿色包装已成为世界各国包装研宄的最新发展趋势，而可食性包装正是顺应人们对食品包装的方便化和无公害化迅速发展起来的新型食品包装。国内外在可食膜制备的研宄上主要以小麦面筋蛋白、大豆分离蛋白、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白、马铃薯淀粉基、玉米淀粉基、木薯淀粉基、壳聚糖基等为原料，其中在蛋白质基可食膜的研宄上目前主要以植物蛋白基研宄居多，动物蛋白特别是以胶原蛋白为原料研宄很少，而耐受干燥低温可食性胶原蛋白膜研制工作国内目前更是尚未见报道。
耐受干燥低温可食性胶原蛋白膜是针对目前可食性胶原蛋白膜在我国北方冬季(温度(-15°C，湿度< 50%以下)如内蒙古、青海、新疆等地使用时出现的干硬、脆裂现象，根据市场及应用区域的用户要求专门研制的一款产品。该产品在温度彡_15°C，湿度彡50%条件下抗拉强度达到22.07Mpa，断裂伸长率为2_3%，在低温干燥条件下存储I年测试结果为:抗拉强度高达11.34Mpa，断裂伸长率为2_3%，胶原蛋白可食膜柔软致密、有光泽，有韧性。
[0003]三、
【发明内容】
目前国内尚无耐干燥低温可食性胶原蛋白膜研宄相关报道，而可食膜在在我国北方冬季(温度< _15°C，湿度< 50%以下)如内蒙古、青海、新疆等地使用时出现的干硬、脆裂现象，根据市场及可食膜应用区域的用户要求专门研制的一款产品，本发明针对上述问题采用添加食用甘油、阿拉伯胶等原料，运用响应曲面设计法优化生产工艺，最终获得最佳的耐受干燥低温可食性胶原蛋白膜的配方和生产方法，一种耐干燥低温可食胶原蛋白膜及其生产工艺，具体技术方案包括如下制备步骤:
第一步:原料调配，取食用明胶10?14kg、取阿拉伯胶以重量比为1.8?2.5 kg加入到32kg的蒸馏水中浸泡2?2.5小时，热处理，水浴加热至60?70°C搅拌直至全部溶解，保温溶胀1.5小时备用；称取淀粉10?12kg加入到50kg的O?15°C的蒸馏水搅拌均匀，开始加热，为了均浆加热过程中边加热边搅拌，直至60°C开始糊化，为了充分糊化，在90?95°C下保持15?20分钟备用；
第二步:添加食品添加剂，将第一步备用的两种液体混合，同时加入2-4kg的食用甘油和0.8-1.2kg的SP80山梨糖醇酐油酸酯后搅拌均浆0.5?I小时，用18目筛过滤，取筛下液体备用；
第三步:涂布；将第二步液体在70?75°C条件下保温静置2?2.5小时脱泡，将料液均匀铺膜在制膜机钢带上，制膜机内通入55?60°C热风，去除薄膜水分，揭膜成卷，制成包装袋成品，包装封口温度为45 0C。
[0004]本工艺技术所采取的手段和理论依据:
1.选择和添加适量的食用甘油调节可食膜柔韧性食用甘油可以增加膜的柔韧性从而调节膜的机械性能，其原理为在成膜物中加入甘油可以改变成膜聚合物的三维组织结构。甘油是小分子的化合物，它们存在于大分子聚合链之间，对膜材分子起稀释作用，减弱分子间的相互作用，提高膜液的流动性，软化膜刚性结构，提高膜的渗透性且能降低膜的玻璃态转变温度，避免膜产生裂纹，在一定程度上对提高透明度也有帮助；在配方中甘油的加入使可食性胶原蛋白膜中蛋白分子间或分子内本身的相互作用减弱，软化了膜的刚性结构，使蛋白膜能有效地延展，赋予其柔韧性，使膜变得柔软、有光泽和富有弹性，使膜即使在干燥低温环境下仍然保持良好的物性。膜的柔软性可通过调整添加的甘油的量来调控，随着用量的增加，膜的延伸性提高，但其抗张强度会降低。因此，从食品安全性、增塑效果、抗拉强度、断裂伸长率等方面考虑，通过实验确定，甘油用量为2-4mL/100g为宜。
[0005]2.添加阿拉伯胶可有效改善可食膜在干燥低温环境下物理性能
a.阿拉伯胶做为稳定剂广泛的应用于冷冻食品中，主要是因为阿拉伯胶是一种水合胶体，具有很强的吸水性、加入的阿拉伯胶可结合大量的水并以水化形式保持这些水分固定在冷冻食品内部形成更精细结构，以防止冰晶析出。可食性胶原蛋白膜加入阿拉伯胶后在干燥低温环境下可以保持水分而避免膜变干变硬，同时可以防止膜内水分以冰晶析出而发生物理性状的改变。
[0006]b.阿拉伯胶另一重要的特性是能与明胶形成聚凝软胶。可食性胶原蛋白膜中主要原料之一就是食用明胶，配方中加入阿拉伯胶后，二者形成聚凝软胶使可食性胶原蛋白膜在干燥低温环境下仍然柔软富有韧性，改变薄膜干硬、脆裂现象。
[0007]c.阿拉伯胶很容易地溶于冷、热水中并具有广泛的兼容性，能与明胶、淀粉、蛋白质等相混溶；能在油水界面上吸附并形成一层稳定的膜，与配方中的Span 80等食品添加剂在可食性胶原蛋白膜表面形成一层致密的吸附膜；因此阿拉伯胶起到形成保护薄膜的作用，以防止氧化和水分的蒸发而使可食性胶原蛋白膜质地更加均匀、光滑、力学性能得到有效改善。
[0008]运用响应曲面设计法优化配方
响应曲面设计方法(Response Surface Methodology，RSM)是利用科学的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种科学有效的统计方法。本研宄采用Box-Behnken Design (BBD)实验方法，以抗拉强度为响应值，以变性淀粉(g)、食用明胶(g)、食用甘油(ml)、阿拉伯胶(g)分别用A、B、C、D来表示四个主要因素，每一个自变量的低、中、高试验水平分别以_1、0、