专利名称：一种可食性复合蛋白膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可食性复合蛋白膜的制备方法，属于食品包装技术领域。
背景技术：
随着人们对食品品质和保藏期要求的提高以及人们环保意识的增强，以天然生物材料制 成的可食性包装膜已成为研究热点。可食性包装膜的研究和发展在国内外食品业中颇受重视。 由于可食性包装膜能够被生物降解，无任何污染，可作为食品风味料、营养强化剂、抗氧化 剂、抗微生物制剂的载体。而且蛋白膜具有较高的营养价值，口感好，透性小，是食品保鲜 的理想材料。开发以天然生物材料制成的可食性蛋白膜具有广阔的应用前景。多年来人们一 直致力于改善可食性蛋白膜的性质，但还未能满足工业化生产和实际商业应用的需要。目前 主要有两个因素制约了可食性蛋白膜的发展 一是可食性蛋白膜的机械强度不足；二是可食 性蛋白膜的阻水性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料来源广泛、成本低廉，生产工艺简单，机械强度高，阻水 性能好，废弃之后可降解，从原料的提取到成品的废弃过程中对环境无污染的可食性复合蛋 白膜的制备方法，克服了现有技术的不足。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是-
一种可食性复合蛋白膜的制备方法，原料为谷朊粉与玉米醇溶蛋白。将玉米醇溶蛋白与 谷朊粉混合，其中玉米醇溶蛋白的重量占10 35%，经浓度为45 65%的乙醇溶液溶解，调 节谷朊粉与玉米醇溶蛋白占溶解液重量的9 11%，匀速搅拌10min。加入甘油作为增塑剂， 甘油的添加量为谷玩粉与玉米醇溶蛋白总重量的10 25%;之后加入果胶作为强化剂，果胶 的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的3 5%，得到膜液，用浓度5 15。/。NaOH溶液调 节膜液pH为11.0 13.0， 45 6(TC匀速搅拌10 30min，加入食用消泡剂，添加量为谷朊粉 与玉米醇溶蛋白总重量的0.3 0.8%， 50 8(TC下水浴保温20 40min，在不锈钢板上流延成 膜，60 8(TC干燥l 2h后揭膜，即得谷朊粉与玉米醇溶蛋白可食性复合蛋白膜。
本发明的技术方案中所述的谷朊粉是从河南莲花味精股份有限公司购得，其蛋白质含量 为75.9%，水分含量9.5%，脂肪含量2.6%，其标准为Q/LWJ09-2002。
3本发明的技术方案中所述的玉米醇溶蛋白是按下述方法制得普通市售的玉米蛋白粉经 粉碎后过60 100目筛，按料液比1 : 5 1:7的比例溶于浓度为70 90%的乙醇溶液中。用 浓度为5 15%NaOH溶液调节pH至11.0 13.0，搅拌混匀。在超声功率为70 100Hz的超 声波作用下萃取45 90min，离心分离后取上清液，用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释 至35 45°/。，用浓度为5 15。/。HCl溶液调节pH至5.0 6.5，离心分离后取沉淀，用去离子 水洗涤沉淀2 3次，气流干燥，超微粉碎后过100 140目筛，即得本发明所需玉米醇溶蛋 白。
谷朊粉与玉米醇溶蛋白复合膜与单一谷朊粉膜性能的比较见表1。
表l谷朊粉与玉米醇溶蛋白复合膜与单一谷朊粉膜性能的比较
处理抗拉强度 (MPa)断裂伸长率 (%)水蒸气透过率 (g mm / m2 d KPa)水溶 性(％) (mL n透氧率 im m-2 ■ h—' Pa-')透油性 (g mm/m2 d)
复合蛋白膜3.15206.676.7628.170.090
谷朊粉膜
(对照)2.52178.898.2933.510.120
由
图1可知，添加果胶的复合蛋白膜与对照相比，除完全不透油的特性相同以外，其余
性能显著优于对照。研究结果表明其抗拉强度、断裂伸长率分别比对照提高了 25.0%和
15.5%;水蒸气透过率、水溶性和透氧率则分别比对照降低了 18.5%、 15.9%和25.0%。
本发明采用的主料谷朊粉为小麦淀粉生产的副产物，由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白组成。麦 谷蛋白分子呈纤维状，是由多肽键通过分子间二硫键连接而成的聚合体蛋白，具有良好的弹 性、韧性和抗延伸性，无粘性，延伸性差。麦醇溶蛋白是单体分子，只含有分子内二硫键， 水化后粘性高，无弹性和韧性，无抗延伸性，具有良好流变性、延伸性和膨胀性。谷朊粉单 体成膜的弊端在于其阻水性和机械强度还不能满足食品保藏的需要，为了弥补这一不足，本 发明选用的辅料l为玉米醇溶蛋白，玉米醇溶蛋白疏水性强，不溶于水，其组成氨基酸中大部 分是疏水氨基酸和含硫氨基酸，它与肽主链上的羟基与亚氨基的氢键作用，形成a-螺旋体， 在醇溶液中形成无规则的线团结构，形成的薄膜具有阻水、隔氧、抗紫外线等特性。本发明 选用辅料2为果胶，多糖在溶液中起增稠和凝胶作用，提高成膜溶液的稳定性。膜液中各个组 分可产生协同作用，使复合物具有更加优越的性能。经过改性后的谷朊粉-玉米醇溶蛋白复合 膜机械强度和阻水性明显提高，在食品包装领域有广阔的发展前景。
具体实施例方式
实施例1步骤l、.玉米醇溶蛋白的制备
玉米蛋白粉经粉碎后过80目筛，按料液比1 : 6的比例溶于80%的乙醇溶液中，用 10。/oNaOH溶液调节pH 12.0，搅拌混匀。在超声功率为80Hz的超声波作用下萃取60min，离 心分离后取上清液。用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释至40%，用10。/。HCl溶液调节pH 至6.0，离心分离后取沉淀，用去离子水洗涤沉淀3次，气流干燥，超微粉碎后过120目筛， 即得玉米醇溶蛋白。
步骤2、谷朊粉与玉米蛋白复合膜膜液的制备
将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，玉米醇溶蛋白占总重量的20%，经50%的乙醇溶液溶解 后调节玉米醇溶蛋白与谷朊粉重量和占溶解液重量的10%，匀速搅拌10min。加入甘油和果 胶，其中甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的20%，果胶的添加量为谷朊粉与玉 米醇溶蛋白总重量的4%，用10。/。NaOH溶液调节膜液pH 12.0， 50。C匀速搅拌20min，加入 食用消泡剂，食用消泡剂添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.6%， 55t)下水浴保温 30min。
步骤3、蛋白膜的制备
将制备好的膜液均匀流延在光滑的不锈钢板上，70。C干燥1.5h，揭膜，既得谷朊粉与玉 米醇溶蛋白可食性复合膜。 步骤4、所得产品检测参数
抗拉强度(MPa), 3.15
断裂伸长率(％), 206.67
水蒸气透过率(g mm / m2 d KPa): 6.76
水溶性(％): 28.17
透氧率(mL mm m-2 h-1 Pa-1): 0.09 透油性(g mm/m2 d): 0
实施例2
步骤l、玉米醇溶蛋,的制备
玉米蛋白粉经粉碎后过60目筛，按料液比1 : 7的比例溶于90%的乙醇溶液中，用 5。/oNaOH溶液调节pH11.0，搅拌混匀。在超声功率为100Hz的超声波作用下萃取45min，离 心分离后取上清液。用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释至45%，用5。/。HCl溶液调节pH 至5.0，离心分离后取沉淀，用去离子水洗涤沉淀2次，气流干燥，超微粉碎后过100目筛， 即得玉米醇溶蛋白。
步骤2、谷朊粉与玉米蛋白复合膜膜液的制备将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，玉米醇溶蛋白占总重量的10%，经45%的乙醇溶液溶解 后调节玉米醇溶蛋白与谷朊粉重量和占溶解液重量的9%，匀速搅拌10min。加入甘油和果胶， 其中甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的25%,果胶的添加量为谷朊粉与玉米醇 溶蛋白总重量的3%，用5^NaOH溶液调节膜液pH至11.0， 45'C匀速搅拌30min，加入食用 消泡剂，食用消泡剂添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.3%， 8(TC下水浴保温20min。 步骤3、蛋白膜的制备
将制备好的膜液均匀流延在光滑的不锈钢板上，6(TC干燥2h，揭膜，既得谷朊粉与玉米 醇溶蛋白可食性复合膜。 步骤4、所得产品检测参数 抗拉强度(MPa): 3.01 断裂伸长率(％): 197.52 水蒸气透过率(g mm / m2 d KPa): 6.92 水溶性(％): 30.03
透氧率(mL , m-2 h-1 Pa-1): 0.10 透油性(g mm/pi2 d): 0
实施例3
步骤l、玉米醇溶蛋白的制备
玉米蛋白粉经粉碎后过100目筛，按料液比1 :5的比例溶于70%的乙醇溶液中，用 15%NaOH溶液调节pH 13.0，搅拌混匀。在超声功率为70Hz的超声波作用下萃取90min，离 心分离后取上清液。用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释至35%，用15。/。HCl溶液调节pH 至6.5，离心分离后取沉淀，用去离子水洗涤沉淀3次，气流千燥，超微粉碎后过140目筛， 即得玉米醇溶蛋白。
步骤2、谷朊粉与玉米蛋白复合膜膜液的制备
将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，玉米醇溶蛋白占总重量的35%，经65%的乙醇溶液溶解 后调节玉米醇溶蛋白与谷朊粉重量和占溶解液重量的11%，匀速搅拌10min。加入甘油和果 胶，其中甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的10%，果胶的添加量为谷朊粉与玉 米醇溶蛋白总重量的5%，用15。/。NaOH溶液调节膜液pH至13.0， 60。C匀速搅拌10min，加 入食用消泡剂，食用消泡剂添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.8%， 5(TC下水浴保温 40min。
步骤3、蛋白膜的制备
将制备好的膜液均匀流延在光滑的不锈钢板上，8(TC干燥lh，揭膜，既得谷朊粉与玉米醇溶蛋白可食性复合膜。 步骤4、所得产品检测参数
抗拉强度(MPa): 3.09
断裂伸长率(％): 192.18
水蒸气透过率(g mm / m2 d KPa): 6.51
水溶性(%): 29.03
透氧率(mL mm m-2 h" Pa"): 0.09 透油性(g mm/m2 d): 0
权利要求
1、一种可食性复合蛋白膜的制备方法，其特征在于将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，其中玉米醇溶蛋白的重量占总重量的10～35％，经浓度为45～65％的乙醇溶液溶解，调节谷朊粉与玉米醇溶蛋白重量和占溶解液重量的9～11％，匀速搅拌10min。加入甘油作为增塑剂，甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的10～25％；之后加入果胶作为强化剂，果胶的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的3～5％，得到膜液，用浓度5～15％NaOH溶液调节膜液pH为11.0～13.0，45～60℃匀速搅拌10～30min，加入食用消泡剂，添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.3～0.8％，50～80℃下水浴保温20～40min，在不锈钢板上流延成膜，60～80℃干燥1～2h后揭膜，即得谷朊粉与玉米醇溶蛋白可食性复合蛋白膜。
2、 如权利要求l所述的可食性复合蛋白膜的制备方法，其特征在于原料为谷朊粉与玉米醇 溶蛋白。
3、 如权利要求l所述的可食性复合蛋白膜的制备方法，其特征在于所述的玉米醇溶蛋白是 按下述方法制得玉米蛋白粉经粉碎后过60 100目筛，按料液比1 : 5 1: 7的比例溶于浓 度为70 90%的乙醇溶液中。用浓度为5 15。/。NaOH溶液调节pH至11.0 13.0，搅拌混匀。 在超声功率为70 100Hz的超声波作用下萃取45 90min，离心分离后取上清液，用去离子 水将上清液中的乙醇浓度稀释至35 45%，用浓度为5 15°/。HC1溶液调节pH至5.0 6.5， 离心分离后取沉淀，用去离子水洗漆沉淀2 3次，气流干燥，超微粉碎后过100 140目筛， 即得本发明所需玉米醇溶蛋白。
4、 如权利要求l所述的可食性复合蛋白膜的制备方法，其特征在于使用甘油作为增塑剂， 果胶作为强化剂。
全文摘要
本发明涉及一种可食性复合蛋白膜的制备方法，本发明采用谷朊粉和玉米醇溶蛋白为基料，添加了增塑剂和强化剂。解决了因由谷朊粉单体成膜阻水性和机械强度差而难于在实际成产中应用的缺点。本发明原料来源广泛，生产工艺简单，对环境无污染，经过改性后的谷朊粉-玉米醇溶蛋白复合膜机械强度和阻水性明显提高，在食品包装领域有广阔的发展前景。
文档编号B65D65/46GK101580595SQ20091001211
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者南 常, 张春红 申请人:沈阳农业大学