专利名称：利用马铃薯薯渣制备的可食性包装膜及制备方法
技术领域：
本发明涉及的是马铃薯薯渣的开发利用，特别涉及的是用马铃薯淀粉生产 过程中的副产物薯渣为原料制备的可食性包装膜及制备方法
二背景技术：
马铃薯已成为继小麦、水稻和玉米之后中国的第四大作物，年产量己突破
7000万吨。随着马铃薯淀粉行业的发展，目前我国的马铃薯淀粉产量已达到93 万吨，同时每年有上百万吨的马铃薯鲜薯渣产生，这些薯渣都被废弃或掩埋作废 弃物处理。
马铃薯鲜薯渣主要成分是水、纤维素、半纤维素、果胶和残余淀粉颗粒， 其中纤维素、半纤维素、果胶和残余淀粉颗粒等，具有很高的开发利用价值。
关于薯渣的利用，国外在40年代就开始进行薯渣的开发利用研究，而我国 到90年代末才逐渐重视这方面的研究，主要是通过薯渣发酵生产单细胞蛋白词 料、薯渣果胶的提取纯化、制备草酸、膳食纤维等，其规模处于实验室硏究状 态。
所谓的可食性包装膜是以天然可食性物质(如纤维素及衍生物、蛋白质、多 糖、淀粉等)为原料，通过不同分子间的作用形成的具有多孔性网络结构的薄膜。 这种包装膜具有一定的营养价值，是一种可降解可食用的无污染食品包装材料。
,吉林大学生物与农业工程学院的毕会敏在2003年04期吉林大学学报(工
学版)刊登了题目为"马铃薯淀粉基可食薄膜的研究"的文章，该文提供了以 马铃薯淀粉为基材，以羧甲基纤维素钠为增强剂，环氧丙烷为交联剂制备的马 铃薯淀粉基可食薄膜。
中国专利200510107823.5发明名称为"可食性包装膜及其制备方法和用
4途"的发明专利，该专利提供的可食性包装膜主要是由大豆分离蛋白、明胶组 成，制备可食性包装膜的成膜液是由大豆分离蛋白和明胶两种溶液混合得到的， 成膜液中含有大豆分离蛋白、明胶，以及进一步加入用来改善膜性能的辅助材 料如甘油、交联剂(京尼平、转谷氨酰胺酶和明矾)、碱性物质(碳酸钠、氢氧
化钠)，膜的外观类似塑料薄膜，可在30 10(TC水中溶解，可使用或用作各种食
品的内包装、中成药的内包装材料。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种利用马铃薯薯渣制备的可食性包装 膜，并提供利用马铃薯薯渣制备的可食性包装膜的制备方法，有效利用马铃薯 薯渣或通过脱水干燥的薯渣粉并使其增值，避免因薯渣的废弃而污染环境。
为了实现上述发明的目的本发明采用以下的技术方案予以实现 可食性包装膜是利用生产马铃薯淀粉产生的鲜薯渣或通过脱水干燥的薯渣 粉为原料制制成，膜中包含马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、 阻隔剂、乳化剂、脱模剂。
利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜的方法是在反应釜内先将鲜薯渣在 80 12(TC温度下，加热5~40分钟，然后将薯渣粉碎，制成颗粒度为0.1(M).56mm 的薯渣浆料或在薯渣浆料中加入蛋白酶和淀粉酶获得薯渣膳食纤维和多糖混合 物；称取配方量的薯渣浆料或薯渣膳食纤维和多糖混合物与水混合后搅拌均匀， 并依次添加胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂；在 8(TC温度下反应0.5小时，制成膜浆料，将膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包 装膜。
利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜的另一种制备方法是在反应釜内装入 粒度为0.10 0.56mm薯渣粉，称取配方量的薯渣浆料与水混合后搅拌均匀，并 依次添加胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂；在80 C温度下反应0.5小时，制成膜浆料；将膜浆料用流延成膜工艺制成马铃薯渣可
5方案中胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂的添
加量以100份添加水的重量份数为计算基准，分别为鲜薯渣或薯渣粉5 20份、 胶黏剂0.1 1份、增塑剂1 5份、脱泡剂0.1 0.5份、辅强剂0.1 1份、阻隔剂 0.1~1份、乳化剂0.1 1份、脱模剂0.1~0.5份。
方案中用于改善膜性能的添加剂胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔 剂、乳化剂、脱模剂均为食品工业规定允许添加的添加剂。其中的魔芋葡甘聚 糖是马铃薯渣膳食纤维的胶黏剂，用于改善体系凝胶强度，兼有成膜剂的作用，-亦可添加卡拉胶作为协同胶黏剂，两者混合使用时其重量比依次为3: 1。增塑 剂为聚乙二醇400，亦可添加甘油、柠檬酸甘油酯，其中以聚乙二醇400为最佳， 可单独或混合使用，三者混合使用时其重量比依次为3: 2: 1。吐温一20是表 面活性剂，用于脱出浆料体系内的气体。羟丙基甲基纤维素为辅强剂，用于增 强可食性包装膜的拉伸性和韧性，亦可添加甲基纤维素、羧基丙基纤维素，可 单独或混合使用，三者混合使用时其重量比依次为3: 2: 1。阻隔剂为硬脂酸如
十八碳垸酸，亦可添加软脂酸如十六碳烷酸，用于改善包装膜的阻氧、阻水蒸 气以及阻油脂性能，同时具有润滑剂作用，其中以硬脂酸为最佳，可单独或将
硬脂酸和软脂酸混合使用，二者混合使用时其重量比依次为3: 1。乳化剂为单 甘酯，亦可添加蔗糖酯、大豆磷脂，其中以单甘酯为最佳，可将其中的一种单 独使用或三者混合使用，三者混合使用其重量比依次为2: 1: 1。脱模剂为蜂蜡， 用于改善马铃薯渣包装膜成膜及脱模性能，亦可添加硅油，其中以蜂蜡为最佳， 可单独或将蜂蜡和硅油混合使用，二者混合使用时其重量比依次为3: 1。水可 使用普通自来水，作为全部组分的溶解剂。
本发明具有的积极效果本发明以马铃薯淀粉加工废弃副产物薯渣或薯渣 粉为原料通过添加胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂及脱模 剂制成可食性包装膜，将加工生产马铃薯淀粉时产生的薯渣进行有效利用，降低可食性包装膜的生产成本；所生产的可食性包装膜具有良好的机械、透光及 阻隔性能(阻氧、阻水蒸气、阻油性)，可满足用作油料包、酱料包以及豆奶粉 等食品包装用材料的标准要求。
具体实施例方式
实施例l:以鲜薯渣为原料制备可食性包装膜。
将鲜薯渣放入反应釜内，升温至8(TC，保持加热40分钟，除去鲜薯渣中的 多酚氧化酶，将灭酶护色后的薯渣磨浆粉碎制成颗粒度为O.lmm的薯渣浆料， 降至55X:，在薯渣浆料依次加入O.l克淀粉酶、0.05克木瓜蛋白酶、以及0.02 克脂肪酶，去除薯渣中残留的少量淀粉、蛋白质和脂肪，然后降至常温，得到 薯渣膳食纤维浆料。称取5g薯渣膳食纤维浆料，加入92g自来水混合搅拌均匀 后，依次添加O.lg魔芋葡甘聚糖，1.2g聚乙二醇400， 0.1g吐温一20， 0.9g羟 丙基甲基纤维素，0.2g十八碳烷酸，Q.3g单甘酯，0.2g蜂蜡，加热至8(TC，反 应0.5小时，制成含有马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、 乳化剂、脱模剂的膜浆料，将膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包装膜。包装 膜外观类似半透明的纸塑复合包装膜，性能测试结果为拉伸强度5Mpa，断裂 伸长率30%,透光率80%,耐破度20g/cm2，透氧率为10cm3/m2' 24h* O.lMPa， 透油系数20g* mm/m2* d， 37"C水中的溶解速度6mg/s。 实施例2:以鲜薯渣为原料制备可食性包装膜。
将鲜薯渣放入反应釜内升温至12(TC，保持加热5分钟，除去鲜薯渣中的多 酚氧化酶，将灭酶护色的薯渣磨浆粉碎制成颗粒度为0.3mm的薯渣浆料后，冷 却至常温；称取15g薯渣浆料，加入81g自来水混合搅拌均匀后，依次添加0.6g 魔芋葡甘聚糖，2.2g聚乙二醇400， 0.4g吐温一20， 0.2g羟丙基甲基纤维素，0.2g 十八碳烷酸，0.2g单甘酯，0.2g蜂蜡，加热至80'C，反应0.5小时，制成含有 马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂的 膜浆料，将膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包装膜。包装膜外观类似半透明
7的纸塑复合包装膜，性能测试结果为拉伸强度20Mpa，断裂伸长率100%, 透光率40°/。，耐破度100g/cm2，透氧率为2cm3/m2' 24h* O.lMPa，透油系 数4g* mm/m2* d， 37。C水中的溶解速度2mg/s。 实施例3:用薯渣粉为原料制备的可食性包装膜
在反应釜内称取10g粒度为0.56mm薯渣粉，加入87g水混合搅拌均匀后， 然后依次称取加入0.5g魔芋葡甘聚糖，1.2g甘油，0.2g吐温一20， 0.5g羟丙基 甲基纤维素，0.2g十八碳垸酸，0.3g单甘酯，O.lg硅油制成薯渣浆料；将薯渣 浆料升温至8(TC温度，反应0.5小时，制成含有马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、 脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂的膜浆料，将膜浆料用流延成膜工 艺制成可食性包装膜。包装膜外观类似半透明的纸塑复合包装膜，性能测试结 果为拉伸强度10Mpa，断裂伸长率80%，透光率50%,耐破度60g/cm2， 透氧率为lcm3/m2* 24h* O.lMPa，透油系数2g* mm/m2' d， 37。C水中的溶 解速度2mg/s。
实施例4:以鲜薯渣为原料制备可食性包装膜。
将鲜薯渣放入反应釜内，升温至12(TC，保持加热5分钟，除去鲜薯渣中的 多酚氧化酶，将灭酶护色后的薯渣磨浆粉碎制成颗粒度为0.3mm的薯渣浆料后， 降至55'C，在薯渣漿料依次加入0.1克淀粉酶、0.05克木瓜蛋白酶、以及0.02 克脂肪酶，去除薯渣中残留的少量淀粉、蛋白质和脂肪，然后降至常温，得到 薯渣膳食纤维浆料。称取15g薯渣膳食纤维浆料，加入82g自来水混合搅拌均 匀后，依次添加0.8g魔芋葡甘聚糖，1.2g聚乙二醇400， 0.1g吐温一20， 0.2g 羧基丙基纤维素，0.2g十八碳垸酸，0.3g单甘酯，0.2g蜂蜡，加热至8(TC，反 应0.5小时，制成含有马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、 乳化剂、脱模剂的膜浆料，将膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包装膜，包装 膜外观类似半透明的纸塑复合包装膜。性能测试结果为拉伸强度20Mpa，断裂 伸长率100%，透光率40%，耐破度100g/cm2，透氧率为2cm3/m2*24h*0.1MPa，
8透油系数4g， mm/m2* d， 37°〇水中的溶解速度2mg/s。
实施例5:以鲜薯渣为原料制备可食性包装膜
称取10g薯渣膳食纤维浆料，加入87g自来水混合搅拌均匀后，然后依次 称取加入0.5g魔芋葡甘聚糖，1.2g聚乙二醇400， 0.2g吐温一20， 0.5g羟丙基 甲基纤维素，0.2g十八碳垸酸，0.3g单甘酯，O.lg蜂蜡制成薯渣浆料；将薯渣 浆料升温至8CTC温度，反应0.5小时，含有马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱 泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂的膜浆料，将膜浆料用流延成膜工艺 制成可食性包装膜。包装膜的外观类似半透明的纸塑复合包装膜，性能测试结 果为拉伸强度10Mpa，断裂伸长率80%,透光率50%，耐破度60g/cm2， 透氧率为lcm3/m2* 24h' O.lMPa，透油系数2g* mm/m2* d， 37。C水中的溶 解速度2mg/s。其它同实施例l。
实施例6:用薯渣粉为原料制备的可食性包装膜
在反应釜内称取15g粒度为O.lmm薯渣粉，加入82g水混合搅拌均匀后， 然后依次称取加入0.8g魔芋葡甘聚糖，1.2g聚乙二醇400， 0.2g吐温一20， 0.3g 甲基纤维素，0.2g十六碳垸酸，0.2g单甘酯，O.lg硅油制成薯渣浆料；将薯渣 浆料升温至8(TC温度，反应0.5小时，制成含有马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、 脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂的膜浆料，将膜浆料用流延成膜工 艺制成可食性包装膜。包装膜的外观类似半透明的纸塑复合包装膜，性能测试 结果为拉伸强度15Mpa，断裂伸长率80%,透光率30%，耐破度50g/cm2， 透氧率为3cm3/m2* 24h* O.lMPa，透油系数5g' mm/m2' d， 37。C水中的溶 解速度5mg/s。
实施例7:以鲜薯渣为原料制备可食性包装膜
将鲜薯渣放入反应釜内，将鲜薯渣放入反应釜内，升温至80°C，保持加热 40分钟，除去鲜薯渣中的多酚氧化酶，将灭酶护色后的薯渣磨桨粉碎制成颗粒 度为0.56mm的薯渣浆料后，冷却至常温。称取10g浆料，86g自来水，搅拌均
9匀后，依次添加0.3g卡拉胶，1.6g柠檬酸甘油酯，0.2g吐温一20， 0.5g羟丙基 甲基纤维素，0.5g十八碳烷酸，0.5g蔗糖酯，0.4g蜂蜡，加热至8(TC，反应0.5 小时，制成含有马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳 化剂、脱模剂的膜浆料，将膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包装膜。包装膜 外观类似半透明的纸塑复合包装膜，性能测试结果为拉伸强度15Mpa，断裂伸 长率80%，透光率50%,耐破度80g/cm2，透氧率为6cm3/m2' 24h* O.lMPa， 透油系数5g* mm/m2' d， 37'C水中的溶解速度4mg/s。
实施例8:以鲜薯渣为原料制备可食性包装膜 将鲜薯渣放入反应釜内，将鲜薯渣放入反应釜内，升温至10(TC，保持加热 20分钟，除去鲜薯渣中的多酚氧化酶，将灭酶护色后的薯渣磨浆粉碎制成颗粒 度为O.lmm的薯渣浆料后，冷却至常温。称取5g浆料，92.5g自来水，搅拌均 匀后，依次添加0.8g魔芋葡甘聚糖，0.5g甘油，0.1g吐温-20， 0.8g羟丙基甲 基纤维素，O.lg十八碳烷酸，O.lg大豆磷脂，O.lg蜂蜡，加热至80。C，反应0.5 小时，制成含有马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳 化剂、脱模剂的膜浆料，将膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包装膜。包装膜 外观类似半透明的纸塑复合包装膜，性能测试结果为拉伸强度5Mpa，断裂伸 长率30%，透光率.-60%，耐破度20g/cm2，透氧率为lOcmVm2' 24h* O.lMPa， 透油系数12g' mm/m2* d， 37"C水中的溶解速度3mg/s。
实施例9:以鲜薯渣为原料制备可食性包装膜
称取10g薯渣浆料，加入86g自来水混合搅拌均匀后，依次添加0.5g魔芋 葡甘聚糖，1.2g聚乙二醇400， 0.4g吐温一20， 0.6g羟丙基甲基纤维素，0.4g十 八碳烷酸，0.5g单甘酯，0.4g蜂蜡，加热至8CTC，反应0.5小时，制成含有马 铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂的膜 浆料，将膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包装膜。包装膜外观类似半透明的 纸塑复合包装膜，性能测试结果为拉伸强度15Mpa，断裂伸长率60%，透光率50%，耐破度70g/cm2，透氧率为5cm3/m2* 24h* O.l'MPa，透油系数3g mm/m2* d， 37'C水中的溶解速度3mg/s。其它同实施例2。 实施例10:以鲜薯渣为原料制备可食性包装膜
称取15g薯渣浆料，加入81g自来水混合搅拌均匀后，依次添加0.3g魔芋 葡甘聚糖，O.lg卡拉胶，0.6g聚乙二醇400， 0.4g甘油、0.2g柠檬酸甘油酯，0.6g 吐温一20， 0.3g羟丙基甲基纤维素，0.2g甲基纤维素、O.lg羧基丙基纤维素， 0.3g十八碳烷酸、O.lg十六碳垸酸，0.2g单甘酯，O.lg蔗糖酯、O.lg大豆磷脂， 0.3g蜂蜡，O.lg硅油加热至80°C，反应0.5小时，制成含有马铃薯薯渣、胶黏 剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂的膜浆料，将膜浆料 用流延成膜工艺制成可食性包装膜。包装膜外观类似半透明的纸塑复合包装膜， 性能测试结果为拉伸强度17Mpa，断裂伸长率65%，透光率58%，耐破度 83g/cm2，透氧率为2.1cm3/m2' 24h' O.lMPa，透油系数1.2g' mm/m2* d， 37。C水中的溶解速度1.3mg/s。其它同实施例2。
权利要求
1、一种可食性包装膜，其特征在于该包装膜是利用生产马铃薯淀粉时产生的鲜薯渣或通过脱水干燥的薯渣粉为原料制成，膜中包含马铃薯薯渣、胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂。
2、 一种用于权利要求1所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜的方法，其特征在于该方法是在反应釜内先将鲜薯渣在80 12(TC温度下，加热5~40 分钟，然后将薯渣粉碎，制成颗粒度为0.1(M).56mm的薯渣桨料；称取配方量 的薯渣浆料与水混合后搅拌均匀，并依次添加胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强 剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂；在8(TC温度下反应0.5小时，制成膜浆料；将 膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包装膜。
3、 一种用于权利要求1所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜的方法， 其特征在于该方法是在反应釜内先将鲜薯渣在80 12(TC，加热5 40分钟，然 后将薯渣粉碎，制成颗粒度为0.10~0.56mm的薯渣浆料；在薯渣浆料中加入蛋 白酶和淀粉酶，得到薯渣膳食纤维和多糖混合物；称取配方量的薯渣膳食纤维 和多糖混合物与水混合后搅拌均匀，并依次添加胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅 强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂；在8(TC温度下反应0.5小时，制成膜浆料； 将膜浆料用流延成膜工艺制成马铃薯渣可食性包装膜。
4、 一种用于权利要求1所述的马铃薯薯渣制备可食性包装膜的方法，其特 征在于该方法是在反应釜内先将粒度为0.10 0.56mm薯渣粉，按配方量与水 混合后搅拌均匀，制成薯渣浆料；称取配方量的薯渣浆料并依次添加胶黏剂、 增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂；在8(TC温度下反应0.5 小时，制成膜浆料；将膜浆料用流延成膜工艺制成马铃薯渣可食性包装膜。
5、 根据权利要求2或3或4所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜的方 法，其特征在于胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂的添加量以100份添加水的重量份数为计算基准，分别为鲜薯渣或薯渣粉5 20 份、胶黏剂0.1 1份、增塑剂0.5 3份、脱泡剂0.1 0.5份、辅强剂0.1 1份、阻 隔剂0.1~1份、乳化剂0.1~1份、脱模剂0.1~0.5份。
6、 根据权利要求2或3或4或5所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜 的方法，其特征在于胶黏剂为魔芋葡甘聚糖、卡拉胶或二者混合物；其混合物的重量比为3: 1。
7、 根据权利要求2或3或4或5所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜的方法，其特征在于该方法的工艺过程为增塑剂为聚乙二醇、甘油、柠檬 酸甘油酯或其混合物；其混合物的重量比为3: 2: 1。
8、 根据权利要求2或3或4或5所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜 的方法，其特征在于该方法的工艺过程为脱泡剂为吐温一20。
9、 根据权利要求2或3或4或5所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装膜的方法，其特征在于辅强剂为羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧基丙基纤 维素或三者混合物；其混合物的重量比为3: 2: 1。
10、 根据权利要求2或3或4或5所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装 膜的方法，其特征在于阻隔剂为硬脂酸、软脂酸或其混合物；其混合物的重 量比为3: 1。
11、 根据权利要求2或3或4或5所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装 膜的方法，其特征在于乳化剂单甘酯为乳化剂、蔗糖酯、大豆磷脂或三者混 合物；其混合物的重量比为2: 1: 1。
12、 根据权利要求2或3或4或5所述的利用马铃薯薯渣制备可食性包装 膜的方法，其特征在于脱模剂为蜂蜡、硅油或其混合物，其混合物的重量比 为3: 1。
全文摘要
本发明公开了一种利用马铃薯薯渣制备的可食性包装膜及制备方法，涉及的是马铃薯薯渣的开发利用。可食性包装膜是利用生产马铃薯淀粉时产生的鲜薯渣或通过脱水干燥的薯渣粉为原料制成；膜的制备方法是先将鲜薯渣或薯渣粉制成颗粒度为0.10～0.56mm的薯渣浆料，将薯渣浆料与水混合并依次添加胶黏剂、增塑剂、脱泡剂、辅强剂、阻隔剂、乳化剂、脱模剂制成膜浆料，将膜浆料用流延成膜工艺制成可食性包装膜。本发明将加工生产马铃薯淀粉时产生的薯渣或薯渣粉进行有效利用并使其增值，避免因薯渣的废弃而污染环境，同时可降低包装膜的生产成本；所生产可食性包装膜具有良好的机械、透光及阻隔性能，符合用作食品包装材料的标准要求。
文档编号C08L5/00GK101456979SQ200810209820
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者睿 周, 曹龙奎 申请人:曹龙奎