专利名称：一种明胶-壳聚糖复合食品包装膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于食品包装材料领域，更具体涉及一种明胶一壳聚糖复合食品包装膜及 其制备方法。
背景技术：
塑料薄膜防水阻气性好，强度高、韧性好，加上质轻价廉，在食品包装工业中已广 泛应用，但由于塑料不能生物降解，到了七十年代后期，人们逐渐意识到塑料给人类带来利 益和方便的同时，也给人类造成了严重的环境污染。因而开发以天然生物材料制成的可降 解食品包装膜已成为食品包装领域研究的一大热点。这种膜除可生物降解，无环境污染之 外，还能很好防止水分、氧气、二氧化碳、芳香化合物及类脂等物质的渗透、迁移，可作为抗 氧剂、防腐剂、风味剂等的载体保护食品，改善外观。常见的可食性包装膜基质有用于油性 食品包装的大豆蛋白、用于水果和禽蛋类包装的玉米蛋白质、用于冷冻食品包装的乳清蛋 白和小麦面筋蛋白、用于干货及糕点包装的改性淀粉以及用于调味料包装的纤维素和胶体 包装，商业化的有包装糖果的糯米纸、包装冰淇淋的玉米烘烧包装杯、包装肉采用的豆腐皮 和包装肉馅的肠衣等。但目前可食性膜商业上应用还不够广泛，还不能取代合成高分子塑料薄膜，其原 因主要是膜的机械性能差，天然的可食性高分子材料本身具有亲水性，其阻湿性有限，极性 增塑剂本身也具有吸水性，同时其包装热封性和可印刷性等问题还有待解决。特别是在肉 类食品的包装领域，封装过程中出现的可食性包装膜由于延展性不够导致无法进行机械化 生产及冷冻保存条件下薄膜的稳定性等限制了可食性包装膜的应用。其中胶原蛋白与其他 材料相比其独特之处在于随着水分和油脂的蒸发和熔化，胶原几乎与肉食的收缩率一致， 且在低温下比较稳定。而壳聚糖因其独特的分子结构，是天然多糖中唯一大量存在碱性氨 基的多糖，在与明胶复合过程中能够形成聚电解质配合物，加强膜的内聚力，提高膜质量。水产品加工副产物约有30%为鱼皮和鱼骨，其胶原含量很丰富。充分利用这些胶 原，不仅能有效地利用生物资源，还能减少于不经处理直接丢弃造成的环境污染。明胶是一 种将胶原三螺旋结构转化为无规则链而获得的蛋白质，同时也是一种热水可溶的多肽混合 物，它由存在于高等动物的皮、骨等结缔组织中的胶原蛋白水解而成。明胶有着良好的生物 相容性和可降解性，具有溶胶与凝胶的可逆转换性、极好的成膜性以及入口即化等特性；含 有多种官能团，其物化性质能被适当调节。此外，明胶很容易经过浓缩、凝冻、干燥而制得， 因此成本低廉。北京化工大学苑会林教授与常熟机械总厂有限公司科研人员成功开发出了 主要应用于调味品、汤料等食品包装的以18种氨基酸组成的明胶可食性薄膜，并将大规模 组织生产，以满足食品市场对可食性薄膜日益增长的需求。但是单一的胶原材料，其机械 性能、抗水性较差，在体内降解较快，限制了其在肉制品如火腿和水产品等领域的应用。壳聚糖是从鱼、虾、蟹等的贝壳中提取的甲壳质经脱乙酰后制得的。壳聚糖不仅 可生物降解，用于成膜时，具有清晰、坚韧、柔软、阻氧性好的特性，在果蔬的气调贮藏保鲜 中应用较多。壳聚糖大分子链是纤维刚性结构，含有大量的氨基和羟基，使之具有很强的吸附作用，容易与含两性基团的胶原蛋白分子产生分子间的静电吸引作用，形成聚电解质 配合物网络。壳聚糖的加入能提高共混膜的抗张强度，可以很好的改观其机械性能。
中国专利公开号为CN 1301791A提供了一种利用复合魔芋胶制备的可溶可食性 包装膜的方法，该方法需将魔芋精粉添加醋酸酐进行预处理，还需加聚乙烯醇，生产工艺较 为复杂。公开号为CN 1743379A的专利提供了一种由大豆分离蛋白和明胶制备得到的可食 性包装膜及其制备方法。公开号为CN 101092489A提供了一种添加谷类蛋白质，食品级二 氧化钛制备的具有紫外线屏蔽功能的可食性包装膜及其制备方法，由于该方法添加了食品 级的二氧化钛，使生产成本增高，方法较为复杂。更为重要的是也没有看到由明胶和壳聚糖 组成的食品包装膜的专利。
发明内容
为了更好的利用明胶，壳聚糖，变废为宝，本发明提供了一种以明胶，壳聚糖为主 要原料的复合食品包装膜及其制备方法。该方法操作条件温和，得到的包装膜的机械强度 和延展性能够满足食品包装的需要。本发明为一种胶原蛋白_壳聚糖食品包装膜，其原料配方为 明胶 0. 5-6g，
壳聚糖0. 05-0. 4g，
甘油0. 5-2. 5g，
山梨醇0. 05-0. 5g，
蒸馏水10-50ml，
醋酸溶液0. 5-4%。一种明胶-壳聚糖食品包装膜的制备方法，是以明胶和壳聚糖为主要原料，以甘 油和山梨醇为增塑剂，以蒸馏水和醋酸溶液为溶剂，该方法主要包括以下工艺步骤
(1)是将0.5-6g明胶溶于0. 5-10ml蒸馏水中，于25-60度下搅拌均勻；
(2)将0.05-0. 4g壳聚糖溶解在10-40ml的0. 5-4%醋酸溶液中，于30-40度下搅拌均
勻；
(3)将配置好的明胶溶液和壳聚糖溶液按体积比1:9-6:4加入，于50-70度加热搅拌 5-30min.
(4)加入0.5-2. 5g甘油和0. 05-0. 5g山梨醇，继续加热搅拌5-25min,将获得的明 胶-壳聚糖复合溶液经高功率超声振荡30min后真空脱气0. 5_2h，倒入模具中成膜，干燥后 采用倾注法加入0. 5-5%食用油溶液，烘干冷却后即得明胶_壳聚糖复合食品包装膜。在上述方案中，关键是要控制明胶溶液与壳聚糖溶液的浓度以及两者混合 比例。本发明具有以下优点
1、本发明食品包装膜用天然动物高分子物质制成，无毒、无味、无刺激、无副作用。2、本发明食品包装膜仅使用蒸馏水，不使用任何有机溶剂。3、本发明食品包装膜具有很好的生物相容性、理化稳定性和较高的机械强度和 延展性。4、本发明食品包装膜制备方法具有制备工艺简单、操作方便、来源丰富、成本低、环
保，可用于机械化生产。
具体实施例方式一种明胶-壳聚糖食品包装膜的制备方法，是以明胶和壳聚糖为主要原料，以甘 油和山梨醇为增塑剂，以蒸馏水和醋酸溶液为溶剂，该方法主要包括以下工艺步骤
(1)是将0.5-6g明胶溶于0. 5-10ml蒸馏水中，于25-60摄氏度下搅拌均勻；
(2)将0.05-0. 4g壳聚糖溶解在10-40ml的0. 5-4%醋酸溶液中，于30-40摄氏度下搅 拌均勻；
(3 )将配置好的明胶溶液和壳聚糖溶液按体积比1 9-6 4加入，于50-70摄氏度加热搅 拌 5-30min
(4)加入0. 5-2. 5g甘油和0. 05-0. 5g山梨醇，继续加热搅拌5-25min,将获得的明 胶_壳聚糖复合溶液经高功率超声振荡30min后真空脱气0. 5_2h，倒入模具中成膜，干燥后 采用倾注法加入0. 5-5%食用油溶液，烘干冷却后即得明胶_壳聚糖复合食品包装膜。实施例1
将3g胶原蛋白溶于1. 2ml去离子水中，于60度下搅拌15min ；将0. 05g壳聚糖溶解在 IOml 2%醋酸溶液中，于30度下搅拌均勻；将配置好的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积 比1 9加入，于70度加热搅拌15min后，依次加入1. 5g甘油和0. Ig山梨醇，继续加热搅拌 15min，将获得的溶液超声振荡30min后真空脱气0. 5h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂2%食 用油溶液，于65度干燥5h，冷却后揭膜即得胶原蛋白-壳聚糖复合食品包装膜。实施例2
将3g胶原蛋白溶于1. 2ml去离子水中，于60度下搅拌15min ；将0. 05g壳聚糖溶解在 IOml 4%醋酸溶液中，于30度下搅拌均勻；将配置好的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积 比6 4加入，于60度加热搅拌15min后，依次加入2. 5g甘油和0. Ig山梨醇，继续加热搅拌 25min后，将获得的溶液超声振荡30min后真空脱气lh，倒入模具中成膜，干燥后浸涂3%食 用油溶液，于60度干燥5h，冷却后揭膜即得胶原蛋白-壳聚糖复合食品包装膜。实施例3
将0. 5g胶原蛋白溶于IOml去离子水中，于25度下搅拌15min ；将0. 4g壳聚糖溶解在 40ml 2%醋酸溶液中，于35摄氏度下搅拌均勻；将配置好的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按 体积比5 5加入，于50度加热搅拌15min后，依次加入0. 5g甘油和0. 5g山梨醇，继续加热 搅拌5min后，将获得的溶液超声振荡30min后真空脱气0. 5h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂 0. 5%食用油溶液，于65度干燥10h，冷却后揭膜即得胶原蛋白-壳聚糖复合食品包装膜。实施例4
将Ig胶原蛋白溶于2ml去离子水中，于50度下搅拌15min ；将0. 2g壳聚糖溶解在25ml 1%醋酸溶液中，于30度下搅拌均勻；将配置好的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积比2:8 加入，于70度加热搅拌5min后，依次加入1. Og甘油和0. 05g山梨醇，继续加热搅拌15min 后，将获得的溶液超声振荡30min后真空脱气0. 5h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂1%食用油 溶液，于65度干燥10h，冷却后揭膜即得胶原蛋白-壳聚糖复合食品包装膜。实施例5将Ig胶原蛋白溶于2. 5ml去离子水中，于30度下搅拌15min ；将0. 4g壳聚糖溶解在 IOml 2%醋酸溶液中，于30度下搅拌均勻；将配置好的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积 比3 7加入，于70度加热搅拌15min后，依次加入1. 5g甘油和0. Ig山梨醇，继续加热搅拌 15min后，将获得的溶液超声振荡30min后真空脱气2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂5%食 用油溶液，于70度干燥5h，冷却后揭膜即得胶原蛋白-壳聚糖复合食品包装膜。实施例6
将Ig胶原蛋白溶于2. 5ml去离子水中，于40度下搅拌15min ；将0. 4g壳聚糖溶解在 15ml 0. 5%醋酸溶液中，于40度下搅拌均勻；将配置好的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按体 积比4 6加入，于70度加热搅拌30min后，依次加入1. 5g甘油和0. Ig山梨醇，继续加热搅 拌15min后，将获得的溶液超声振荡30min后真空脱气2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂2% 食用油溶液，于65度干燥10h，冷却后揭膜即得胶原蛋白-壳聚糖复合食品包装膜。实施例7
将6g胶原蛋白溶于3ml去离子水中，于40度下搅拌15min ；将0. 4g壳聚糖溶解在35ml 0. 5%醋酸溶液中，于40度下搅拌均勻；将配置好的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液按体积比3 7加入，于65度加热搅拌30min后，依次加入0. 5甘油和0. Ig山梨醇，继续加热搅拌15min 后，将获得的溶液超声振荡30min后真空脱气2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂2%食用油溶 液，于65度干燥10h，冷却后揭膜即得胶原蛋白-壳聚糖复合食品包装膜。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种明胶 壳聚糖复合食品包装膜，其特征在于该食品包装膜由明胶，壳聚糖，甘油，山梨醇，蒸馏水，醋酸溶液，食用油组成。
2.如权利要求1所述的一种明胶一壳聚糖复合食品包装膜，其特征在于添加的各组 分的含量为明胶0. 5-6g，壳聚糖0. 05-0. 4g，甘油0. 5-2. 5g，山梨醇0. 05-0. 5g，0. 5-4%醋 酸溶液10-40ml，食用油0. 5-5%，蒸馏水10_50ml。
3.一种明胶-壳聚糖复合食品包装膜的制备方法，其特征在于制备的具体步骤为(1)是将0.5-6g明胶溶于0. 5-10ml蒸馏水中，于25-60摄氏度下搅拌均勻；(2)将0.05-0. 4g壳聚糖溶解在10-40ml的0. 5-4%醋酸溶液中，于30-40摄氏度下搅 拌均勻；(3 )将配置好的明胶溶液和壳聚糖溶液按体积比1 9-6 4加入，于50-70摄氏度加热搅 拌 5-30min ；(4)加入0. 5-2. 5g甘油和0. 05-0. 5g山梨醇，继续加热搅拌5-25min,将获得的明 胶_壳聚糖复合溶液经高功率超声振荡30min后真空脱气0. 5_2h，倒入模具中成膜，干燥后 采用倾注法加入0. 5-5%食用油溶液，烘干冷却后即得胶原蛋白-壳聚糖复合食品包装膜。
4.如权利要求2、3所述的醋酸溶液，其特征在于所述的0.5-4%醋酸溶液的具体配制 方法为取0. 5-4g的冰乙酸溶解在99. 5ml-96ml的蒸馏水溶液中搅拌均勻。
5.如权利要求3所述的复合膜制备方法，其特征在于步骤(1)中明胶的浓度应控制在 0. 05-2. 5g/ml。
6.如权利要求3所述的复合膜制备方法，其特征在于步骤(2)中壳聚糖的质量浓度应 控制在0. 5%-4%。
7.如权利要求3所述的复合膜制备方法，其特征在于步骤(4)中明胶溶液和壳聚糖溶 液体积添加比例为1:9-6:4。
全文摘要
本发明食品包装膜是将0.5-6g明胶溶于0.5-10ml蒸馏水中，于25-60摄氏度下搅拌均匀；将0.05-0.4g壳聚糖溶解在10-40ml的0.5-4%醋酸溶液中，于20-30摄氏度下搅拌均匀；将配置好的明胶溶液和壳聚糖溶液按体积比1:9-6:4加入，于50-70摄氏度加热搅拌5-25min后，依次加入0.5-2.5g甘油和0.05-0.5g山梨醇，继续加热搅拌5-25min。将获得的溶液超声振荡15-60min后真空脱气0.5-2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂0.5-5%食用油溶液，烘干冷却后即得一种明胶-壳聚糖复合食品包装膜。
文档编号C08L89/00GK101955670SQ20101027966
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者詹红兵, 陈文平 申请人:福州大学