一种阻水阻氧可食用膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种阻水阻氧可食用膜的制备方法，该方法分别在醋酸溶液中加入相当于醋酸溶液质量的0.5--2.0%和0.03-0.06%的壳聚糖，充分水化，得到第一壳聚糖醋酸溶液和第二壳聚糖醋酸溶液；在乙醇溶液中加入玉米醇溶蛋白，充分溶化，得玉米醇溶蛋白乙醇溶液；将第二壳聚糖醋酸溶液加入到玉米醇溶蛋白乙醇溶液中，得到的物料水浴旋蒸至原来质量的40%?80%，离心，取上清液；将玉米油加入上清液中，剪切均质，制备成皮克林乳液；将皮克林乳液加入第一壳聚糖醋酸溶液中，并加入甘油，超声处理，干燥；得到阻水阻氧膜材料。本发明所得材料阻隔氧气能力较壳聚糖膜有极大提升，阻隔水汽^能力也有较大的提升。
【专利说明】-种阻水阻氧可食用膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了一种可食用膜材料，特别是涉及一种阻水阻氧可食用膜材料的制备 方法。 技术背景
[0002] 在最近几年，绿色包装成为了产品研发和实验室研究的热点。由于蛋白质和多糖 分子内、分子间的氢键，因此形成的膜具有良好的机械性能和阻气性能（氧气、氮、二氧化 碳）但是水分子很容易就打开氢键，从而在多糖或蛋白质的三维结构中通过，所以阻水性 能较差。相反地，疏水的油脂能较好地阻水，但结构性能较差。将蛋白质或多糖胶体的良好 结构性能与油脂的阻水性能结合的油脂与蛋白质、多糖的复合膜有着广泛的研究。
[0003] 要充分利用油脂的阻水性能，可将油脂形成乳液，进而与蛋白质或多糖形成水胶 体，干燥蒸发水分形成薄膜。尽管乳液复合膜相对于多层组合膜阻水性能较差，但是其机械 性能较好，并且方法简单，能一步成膜。由于乳液膜可以在室温中干燥，乳液膜可以应用于 一些食物和水果的可食用包装上，达到延长保质期的目的。基于层压技术的多层油膜，会出 现油膜移动或者分层，而在乳液膜中油滴由于乳化的作用固定在基质上，不会出现分层。经 典的乳液膜中，油滴颗粒是分散在多糖或者蛋白质的连续相基质中，由于与水分子在亲水 体系中较油相中有较快的移动速度，所以油脂颗粒增加水分子在乳液膜的移动路程。油脂 的含量以及优质颗粒的大小会影响最终乳液膜的阻水性能。有研究表明，通过增加油脂的 含量和降低油滴的直径可以加强乳液膜对水汽的迂回效应。但是随着油脂的增加，乳液膜 的机械性能会降低。
[0004] 壳聚糖是天然多糖高分子，是甲壳素的N -脱乙酰基的产物。可溶于有机酸，具有 天然的无毒性、生物相容性和生物降解性，并且有广谱的抑菌活性。同时，在常温酸性的水 溶液中能形成较黏稠的溶胶，壳聚糖分子间交联成氢键，具有良好的成膜特性。但多糖膜不 具有的良好的阻水阻氧性能。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于，针对多糖膜不具有的良好的阻水阻氧性能的缺点，提供的了一 种既阻水、阻氧气，综合性能较好的阻水阻氧可食用膜材料的制备方法。
[0006] 本发明采用来源非常丰富，天然生物可降解高分子材料壳聚糖作为膜基质，先利 用玉米醇溶蛋白与壳聚糖成型纳米级的颗粒，从而与玉米油形成皮克林乳液，最后与壳聚 糖溶液混合，通过制备结构稳定的皮克林乳液，分散在壳聚糖膜的三维结构中，形成一种阻 水阻氧可食用乳液膜。
[0007] 本发明目的通过以下的技术方案来实现。
[0008] -种阻水阻氧可食用膜的制备方法，包括以下步骤：
[0009] 1)分别在醋酸溶液中加入相当于醋酸溶液质量的0. 5 - - 2. 0%和0. 03 - 0. 06% 的壳聚糖，充分水化，得到第一壳聚糖醋酸溶液和第二壳聚糖醋酸溶液；
[0010] 2)在乙醇溶液中加入玉米醇溶蛋白，充分溶化，得玉米醇溶蛋白乙醇溶液；
[0011] 3)将第二壳聚糖醋酸溶液加入到玉米醇溶蛋白乙醇溶液中，控制加入的玉米醇溶 蛋白乙醇溶液为壳聚糖醋酸溶液体积的50%?200%，充分剪切均质；
[0012] 4)将步骤3)得到的物料水浴旋蒸至原来质量的40%?80%，离心，取上清液；
[0013] 5)将玉米油加入所述上清液中，剪切均质，所述玉米油的体积为上清液体积的 50 %?200%，制备成皮克林乳液；
[0014] 6)将所述皮克林乳液加入第一壳聚糖醋酸溶液中，并加入相当于第一壳聚糖醋酸 溶液中壳聚糖质量1〇%?40 (%的甘油，20〇￥?80〇￥功率超声0.5111；[11?5111；[11;
[0015] 7)将步骤6)得到的物料干燥，得到阻水阻氧膜材料。
[0016] 为进一步实现本发明目的，优选地，所述剪切均质的转速为lOOOOr/min? 30000r/min。
[0017] 所述干燥为将物料置于恒温恒湿箱中，恒温恒湿箱温度为20°C?40°C，相对湿度 为 35% - 40%。
[0018] 所述离心的转速为1000r/min?5000r/min。
[0019] 所述步骤1)醋酸溶液的质量浓度为0. 1?1% ;所述步骤1)壳聚糖的用量为醋 酸溶液质量的0.01 %?1.00%。
[0020] 所述步骤2)乙醇溶液的质量浓度为60?80% ;所述步骤2)玉米醇溶蛋白的用 量为乙醇溶液质量的1. 0%?10%。
[0021] 所述的皮克林乳液为第一壳聚糖醋酸溶液中壳聚糖质量的5%-100%。本发明与 现有的技术相比较，具有以下优点与有益效果。
[0022] -是原材料是天然的，制备纳米颗粒所用到的壳聚糖与玉米醇溶蛋白，制备乳液 时所用玉米油都是无毒害，具有良好生物相容性的物质，而且在制备膜的试剂包括醋酸溶 液以及乙醇溶液大部分挥发，极少残留，对人体没有危害。二是具有良好的阻隔性能既阻水 汽又阻氧气，食物的变质主要是由于有害微生物的过量繁殖，食物的水分活度以及食物与 包装膜之环境的氧气对微生物的生长具有决定性的作用，因此阻隔外界环境的水与氧气透 过包装膜进入食物内部可以抑制微生物的生长，但是一般的多层压油膜只是提高阻隔氧气 或者水汽其中一种，本发明的乳液膜既阻水又阻氧气乳液膜材料，可以有效地延长食品的 保质期。三是具有较好的延伸性能，本发明所用到的玉米油既是作为乳液的主要成分，又是 一种塑化剂，因此添加玉米油可以增加膜的延伸性。四是本发明乳液膜中的乳液形成的机 理独特，具有创新性，国内外少有报道，一般的乳液膜基质蛋白质或者多糖是作为连续相与 油脂发生乳化作用，起到避免油滴絮凝，分层稳定油滴作用，油脂与膜基质的乳化和混合是 同步进行的；而本发明的壳聚糖只是提供膜基质三维结构，没有起到乳化作用，先制备乳液 再与膜基质壳聚糖混合制备稳定的乳液膜，因此本发明的乳液膜有传统的乳液膜所不具有 的包封脂溶性活性物质的能力。
[0023] 本发明可以解决肉类、乳制品类等食物，在运输以及货架放存时，避免水汽以及氧 气透过包装膜进入食物内部，从而减少微生物生长，延长食物的保质期。同时也可以解决聚 乙烯等塑料薄膜不可降解性和环境的危害问题，部分分取代现有的塑料制品，具有很高的 社会效应。另外，本发明油滴在膜基质稳定机理独特，具有创新性，为同类乳液膜开发以及 在利用油滴输送脂溶性活性物质等研究，提供了 一种新的思。
【具体实施方式】
[0024] 为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实 施例不构成对比本发明要求保护范围的限定。
[0025] 下面实施例对盖膜材料进行了透氧测试、透水汽测试以及机械性能测试。其中，透 氧测试是GB1038-2000标准采用VAC-VlY压差法气体渗透仪测定。透水汽测试是GB/T16928 标准采用TSY-YlH透湿仪。机械性能测试是ASTM D638-91标准采用质构分析仪TA-XT2i 测定。
[0026] 实施例1
[0027] 第一步制备醋酸质量浓度为1%的醋酸溶液，将相当于醋酸溶液质量的1%和 0.05 %的壳聚糖分别加入醋酸溶液，充分水化，分别得到第一壳聚糖醋酸溶液和第二壳聚 糖醋酸溶液。加入相当于醋酸溶液质量的1 %壳聚糖的醋酸溶液是作为膜基质，为第一聚糖 醋酸溶液；加入相当于醋酸溶液质量的〇. 05%壳聚糖的醋酸溶液是用于制备皮克林乳液， 为第二聚糖醋酸溶液。
[0028] 第二步制备乙醇质量浓度为70%的乙醇溶液，将相当于乙醇溶液质量2. 5 %的玉 米醇溶蛋白加入乙醇溶液中，充分溶化，得玉米醇溶蛋白乙醇溶液。
[0029] 第三步取相当于第二壳聚糖醋酸溶液体积100%的玉米醇溶蛋白乙醇溶液，加入 第一步第一壳聚糖醋酸溶液中，充分剪切均质。剪切均质的转速为6000r/min。
[0030] 第四步将第三步得到的物料水浴旋蒸至原来质量的60%，2000r/min转速离心， 取上清液。
[0031] 第五步取相当于第四步得到的物料体积100%的玉米油加入第四步得到的物料中 剪切均质，优选剪切均质的转速为20050r/min，制备成皮克林乳液。
[0032] 第六步取相当于第一壳聚糖醋酸溶液种的壳聚糖质量60%第五步得到的皮克林 乳液，加入第一步的第一壳聚糖醋酸溶液中，并加入相当于第一壳聚糖醋酸溶液中壳聚糖 质量20%的甘油，400w功率超声处理3min。
[0033] 第七步将第六步得到的物料干燥，得到阻水阻氧膜材料。干燥为将物料置于恒温 恒湿箱中，恒温恒湿箱温度为30°C，相对湿度为35%。
[0034] 所得阻水阻氧膜材料测试结果如下表1所示：
[0035] 表 1
[0036]
【权利要求】
1. 一种阻水阻氧可食用膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 分别在醋酸溶液中加入相当于醋酸溶液质量的0. 5 - - 2. 0%和0. 03 - 0. 06%的壳 聚糖，充分水化，得到第一壳聚糖醋酸溶液和第二壳聚糖醋酸溶液； 2) 在乙醇溶液中加入玉米醇溶蛋白，充分溶化，得玉米醇溶蛋白乙醇溶液； 3) 将第二壳聚糖醋酸溶液加入到玉米醇溶蛋白乙醇溶液中，控制加入的玉米醇溶蛋白 乙醇溶液为壳聚糖醋酸溶液体积的50%?200%，充分剪切均质； 4) 将步骤3)得到的物料水浴旋蒸至原来质量的40 %?80%，离心，取上清液； 5) 将玉米油加入所述上清液中，剪切均质，所述玉米油的体积为上清液体积的50%? 200%，制备成皮克林乳液； 6) 将所述皮克林乳液加入第一壳聚糖醋酸溶液中，并加入相当于第一壳聚糖醋酸溶液 中壳聚糖质量1〇%?40(%的甘油，20〇￥?80〇￥功率超声0.5111；[11?5111；[11; 7) 将步骤6)得到的物料干燥，得到阻水阻氧膜材料。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述剪切均质的转速为IOOOOr/ min ?30000r/min。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥为将物料置于恒温恒湿箱 中，恒温恒湿箱温度为20°C?40°C，相对湿度为35% - 40%。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离心的转速为1000r/min? 5000r/min〇
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)醋酸溶液的质量浓度为 0. 1?1% ;所述步骤1)壳聚糖的用量为醋酸溶液质量的0.01%?1.00%。
6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)乙醇溶液的质量浓度为 60?80% ;所述步骤2)玉米醇溶蛋白的用量为乙醇溶液质量的1.0%?10%。
7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的皮克林乳液为第一壳聚糖醋 酸溶液中壳聚糖质量的5% - 100%。
【文档编号】C08L91/00GK104211975SQ201410424249
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】尹寿伟, 石伟健, 唐传核, 杨晓泉 申请人:华南理工大学