一种可食性蛋清蛋白纳米膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可食性蛋清蛋白纳米膜的制备方法，属于食品包装技术领域。
【背景技术】
[0002] 塑料包装的难以降解给环境带来了严重的白色污染问题，因而可食性包装材料应 运而生，可食用膜是一种以天然高分子聚合物(蛋白质、多糖、脂类等)为原料，在添加增塑 剂的情况下，通过分子间作用力形成的具有一定机械强度和阻隔能力的膜。
[0003] 蛋白膜普遍存在机械性能和阻水能力差的问题。有文献报道通过蛋清蛋黄复配， 以期改善蛋白膜的机械性能和阻水能力，但是效果并不理想；另外近年来有研究报道通过 蛋清蛋白与木糖美拉德反应对蛋清蛋白进行糖基化改性，用其反应产物做膜，但其伸长率 最大在30 %左右，且抗拉强度也仅有2MPa左右，并没有太大的改善。目前来看，对于蛋清蛋 白膜的研究还比较少。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本方法提供了一种可食性蛋清蛋白纳米膜的制备方法。本发 明方法以蛋清蛋白制备膜溶液，将膜溶液进行均质处理。均质处理可能使得蛋白质分子展 开，基团暴露，有利于凝胶网络结构的形成，且均质处理之后膜溶液的粒径变小，处于纳米 级，所形成的网络结构更加致密，可以有效提高膜的机械性能和阻水能力。另外在膜溶液中 加入疏水性油脂，通过均质处理，使其成为稳定的纳米乳液，所成膜可以有效阻止水分的透 过。
[0005] 本发明的制备方法，包括:配置6-8% (w/w)的蛋清蛋白溶液并充分搅拌，加入3-5% (v/v)甘油混匀，然后调节pH 10-12，水浴加热0.5-2.5h，冷却后加入2-5% (v/v)的植物 油预均质，然后在40-100MPa条件下进行高压均质，得到体系稳定的乳液(膜溶液），然后倒 入平置容器中，在烘箱中干燥，干燥后放入相对湿度60-80%的环境中平衡，平衡后撕膜。
[0006] 在本发明的一种实施方式中，所述蛋清蛋白溶液为7 %。
[0007] 在本发明的一种实施方式中，所述水浴加热是在40_80°C下进行，优选60°C。
[0008] 在本发明的一种实施方式中，所述水浴时间优选为0.5-1.5h。
[0009]在本发明的一种实施方式中，所述预均质是在高速分散机8000rpm-12000rpm转速 下预均质 l_3min。优选 10000rpm-12000rpm。
[0010] 在本发明的一种实施方式中，所述平置容器中膜溶液倒入后溶液厚度3-10mm。
[0011] 在本发明的一种实施方式中，所述膜溶液是取10mL膜溶液倒入直径9cm的圆底平 置容器中制膜。
[0012] 在本发明的一种实施方式中，所述干燥是在40-80°C烘箱中干燥2-6h。优选60°C烘 箱中干燥2-5h。
[0013] 在本发明的一种实施方式中，所述方法得到的膜的膜厚度为〇. 05-0.15mm。
[0014] 在本发明的一种实施方式中，所述平衡是平衡24h。
[0015] 本发明的有益效果：
[0016] (1)与普通蛋清蛋白膜相比，本发明制备得到的膜，其机械强度和阻水能力得到显 著提升；其抗拉强度在5MPa左右，伸长率可达100%，水蒸气透过系数最低可达0.29g.mm/ h · m2 · kpa;与其他蛋白膜相比，蛋清蛋白本身含有溶菌酶，具有一定的抗菌效果。
[0017] (2)在蛋清蛋白膜溶液中加入2 % -5 %植物油，植物油本身具有很强的疏水性，可 以有效提尚I旲的阻水能力。
[0018] (3)本发明使用的原料蛋清蛋白，廉价易得，具有较高的营养价值，且含有人体所 必需的8种氨基酸;蛋清蛋白中卵白蛋白含有1个二硫键与4个自由巯基，卵转铁蛋白有15个 二硫键，卵类黏蛋白有9个二硫键，溶菌酶含4个二硫键，丰富的二硫键和巯基为蛋清蛋白成 膜提供了丰富的键能，同时蛋清蛋白良好的凝胶性为蛋清蛋白的成膜性提供了基础。
【具体实施方式】
[0019] (l)7jc溶性蛋白膜厚度的测定
[0020] 在膜上随机取5个点，用螺旋测微器测量膜的厚度，取其平均值，精确至0.001_。
[0021] (2)水溶性蛋白膜机械性能的测定
[0022]将膜裁成2cmX6cm的规格，用夹具固定好，在物性测试仪上做拉伸试验，夹具间的 距离设定为30mm。根据膜断裂时的最大拉力和断裂时夹具间的距离计算膜的抗拉强度(TS) 和断裂伸长率(E)。公式如下：
[0023] TS=F/(a*b)
[0024] 式中TS为抗拉强度，MPa;
[0025] F为最大拉力，N;
[0026] a为试样的宽度，mm;
[0027] b为试样的厚度，mm〇
[0028] E=(L-Lo)/Lo*100%
[0029] 式中E为断裂伸长率，％;
[0030] Lo为试样的原始标线间的距离，mm;
[0031] L为试样断裂时距离标线间的距离，mm。
[0032] (3)水蒸气透过速率和透湿性系数测定
[0033] 选择光滑、均匀和平整的膜，用于密封装有变色硅胶的瓶口，称重，再放在相对湿 度为70±3%的环境下，每隔一个周期时间称重。根据以下公式计算膜的水蒸气透过速率 (J)和透湿性系数(WVP)。
[0034] 水蒸气透过速率公式如下：
[0035] J = C/A
[0036] 式中:J为单位面积水蒸气透过速率，g/h · m2;
[0037] C为透湿杯重-时间关系曲线的斜率，g/h;
[0038] A为透湿杯的有效面积，cm2。
[0039] 膜的透湿系数公式如下：
[0040] WVP = C*X/(A*AP)
[0041] 式中：WVP透湿系数，g · mm/m2 · h · kPa;
[0042] X 膜厚，mm;
[0043] Δ P膜两侧水蒸气压差。膜两侧的水分湿度梯度为RH=75%，25°C时水蒸气的饱和 蒸汽压为3.1684kPa，相对湿度为75 %的水蒸气压为3.1684 X 0.75 = 2.3763kPa，故膜两侧 的水蒸气压差为2.3763kPa。
[0044] 实施例1:蛋清蛋白纳米膜的制备
[0045] 配制6 %浓度的蛋清蛋白溶液于振荡器上充分搅拌溶解，加入5 %的甘油并混匀， 调节pH至11.5左右，水浴循环加热1.5h，待冷却至室温后加入2 % (V/V)的植物油经高速分 散机lOOOOrpm转速下预均质lmin后，在60MPa的条件下进行高压均质，得到体系稳定的乳 液，每个平板倒入10mL膜溶液，将其置于60°C烘箱中干燥2h，干燥后放入相对湿度为60%的 环境中平衡24h揭膜备用。
[0046] 实施例2:蛋清蛋白纳米膜的制备
[0047] 配制7%浓度的蛋清蛋白溶液于振荡器上充分搅拌溶解，加入4%的甘油并混匀， 调节pH至10左右，水浴循环加热1.5h，待冷却至室温后加入5 % (V/V)的植物油经高速分散 机12000rpm转速下预均质lmin后，，在lOOMPa的条件下进行高压