本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及可食膜成膜液及其制备方法和可食膜及其制备方法。
背景技术：
近年来，随着人们环保意识的增强及对食品品质要求的提高，采用可食膜包装取代塑料包装已经成为食品包装发展的一个新趋势。可食膜在自然环境中容易被微生物降解，能够减少对环境的污染。以食品原料为基材，使得可食膜具有安全无毒可食的特性，可以广泛应用于食品包装，药品包装和化妆品领域，特别是儿童食品、方便食品、饮品或药品冲剂包装和护肤品等产品包装中。
可食膜根据成膜基材的不同，可以分为多糖可食膜、蛋白可食膜、脂质可食膜，也可以多种材料共混制备复合可食膜。目前可食膜的配方多种多样，但是都存在制备时间过长的问题，一般仅制备过程中涂布成膜这一步工艺，就需要干燥几小时，生产效率十分低下，无法用于可食膜的大规模产业化制备。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种成膜快速、能高效生产的可食膜及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种可食膜成膜液，包含8-22质量份的溶质和78-92质量份的蒸馏水，所述溶质包括以下组分海洋多糖、鱼胶蛋白、甘油，其中，海洋多糖：鱼胶蛋白：甘油的质量比为(1-8)：(5-15)：(0.5-2.5)。
在一些优选的实施方式中，所述海洋多糖为海藻酸钠、卡拉胶、琼胶、壳聚糖和羧甲基壳聚糖中的至少一种。
在一些优选的实施方式中，所述可食膜成膜液为假塑性流体。
在一些优选的实施方式中，所述海藻酸钠：鱼胶蛋白：甘油的质量比为(1-2.5)：(5-10)：(0.5-2.5)，所述羧甲基壳聚糖：鱼胶蛋白：甘油的质量比为(3-5)：(5-12)：(0.5-2.5)。
本发明还提供了一种如上所述的可食膜成膜液的制备方法，包括以下步骤：
取海洋多糖溶于蒸馏水中，得到水凝胶；
取鱼胶蛋白溶于蒸馏水中，得到鱼胶蛋白溶液；
向所述水凝胶中加入所述鱼胶蛋白溶液和甘油，搅拌混合。
在一些优选的实施方式中，所述搅拌混合后还包括真空脱气的步骤。
在一些优选的实施方式中，所述真空脱气的时间为0.5-2h。
在一些优选的实施方式中，所述搅拌混合的时间为15-45min。
本发明还提供了一种可食膜，由如上所述的可食膜成膜液制备得到。
在一些优选的实施方式中，所述可食膜的厚度为10-60μm。
本发明还提供了一种如上所述的可食膜的制备方法，包括以下步骤：
制备可食膜成膜液；
预热制膜机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入所述制膜机的制膜槽中，将所述可食膜成膜液流延，将所述可食膜成膜液涂布均匀，通过加热干燥，形成可食膜。
在一些优选的实施方式中，所述制膜机为滚筒流延机或钢带流延机。
在一些优选的实施方式中，所述干燥的时间≥15min；优选地，所述干燥的时间为30min。
在一些优选的实施方式中，所述预热制膜机的加热区是将其预热至50-80℃。
在一些优选的实施方式中，将所述可食膜成膜液流延，将所述可食膜成膜液涂布均匀的步骤是将所述可食膜成膜液流延在滚筒或钢带上，使用刮刀将所述可食膜成膜液涂布均匀。
在进一步优选的实施方式中，所述刮刀与所述滚筒或所述钢带之间的间隙为1-5mm，所述刮刀与所述滚筒或所述钢带之间的间隙与形成的可食膜的厚度有关。
本发明的有益效果是：
本发明提供了可食膜成膜液及其制备方法和可食膜及其制备方法，首先可食膜成膜液中所涉及到的成膜基材为来源于海洋中的海洋多糖和鱼胶原蛋白等食品原料，天然无毒，来源丰富，能够实现海洋资源的高效利用，制成的可食膜能够广泛应用于食品包装、化妆品及化妆品包装；本发明中通过研究各组分的配比、提出新的制备可食膜成膜液的方法以及提出新的制膜方法，使得可食膜的成膜速度大幅提升，能够满足大规模产业化生产的需求；本发明所述可食膜抗张强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数都能够满足食品包装、药品包装及化妆品包装的包装材料要求，此外，本发明所述可食膜能够稳定贮藏于30％-80％的湿度环境中。
本发明提供的一种可食膜的成膜液基本配方，还可以在该配方基础上添加不同的功能助剂，使可食膜具备多样的特异性功能。
具体实施方式
实施例1：
(1)取4g海藻酸钠加一定量的蒸馏水中，在60℃条件下机械搅拌30分钟，得到质量分数为4％的海藻酸钠水凝胶备用。
(2)取20g鱼胶蛋白加入到一定量的蒸馏水中，搅拌10分钟溶解，得到质量分数为20％的鱼胶蛋白溶液。
(3)将500ml质量分数为4％的海藻酸钠水凝胶和500ml质量分数为20％的鱼胶蛋白水溶液共混，加入20ml甘油后在60℃条件下搅拌30分钟，得到总干物质为12％的可食膜成膜液，该可食膜成膜液为假塑性流体。鱼胶蛋白均匀分布在海藻酸钠水凝胶形成的网状结构中，海藻酸钠分子与鱼胶蛋白分子之间也形成一定的作用力，使成膜液体系保持稳定。加入甘油作为增塑剂，使成膜液干燥成膜后保持一定的柔韧性。
(4)将所述可食膜成膜液置于真空环境中除气30分钟。
(5)预热滚筒流延机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入滚筒流延机的制膜槽中，采用刮刀将所述可食膜成膜液流延在滚筒上，所述刮刀与所述滚筒之间的间隙为设定为3mm，加热区温度设定为50-80℃，干燥，形成可食膜，起膜刀起膜，自动收卷，贮藏于30％-80％湿度的环境中。
(6)将上述可食膜成膜液倒在有机玻璃容器中，置于60℃鼓风干燥箱中烘干，所形成的膜作为对照组，比较两种不同成膜方式加工的薄膜的成型时间以及厚度。
对可食膜进行厚度、拉伸性能、透明度、雾度检测。
厚度检测方法是在可食膜上随机选取10个点，用游标卡尺测量，取算术平均值。拉伸性能检测方法参照gb1302291将膜剪切成15mm宽的长条状。设定夹距为50mm，拉伸速率为50mm/min，通过xlw智能电子拉力试验机测试。测定结果10次以上。按以下公式计算抗拉强度：
式中：ts为抗拉强度(mpa)；f为样品断裂时所承受的最大张力(n)；s为试样横截面积(m2)。
通过wgt-s透光率/雾度测定仪对薄膜的透光率和雾度进行测试。薄膜样品均测试8次以上。
通过permatran-w1/5透湿仪，在相对湿度为100％，温度为37.8℃条件下测定水蒸气透过系数，每个样品测定6次，取平均值。水蒸气透过系数公式计算为:
pv＝wvtr×n/δp
式中pv为水蒸气透过系数g/(m·s·pa)；wvtr为膜的水蒸气透过率(g/(m2·d))，由仪器测出；n为膜的厚度(mm)；δp为测试压力(约0.2mpa)。
采用滚筒流延机制备成膜，从上述可食膜成膜液进入加热区至可食膜成型，经过15min干燥，测得可食膜厚度为35±2μm，抗张强度ts为21.35mpa，断裂伸长率eb为22.32％，透光率为92％，水蒸气透过系数为到8.47×10-10g/m·s·pa。
而对照组中，同样的可食膜成膜液倒在有机玻璃容器中，从置于60℃鼓风干燥箱中至可食膜形成需要4个小时，膜厚110μm。由此可见，相对于传统的实验室烘箱鼓风干燥法而言，本发明所述方法大大降低了可食膜形成时间，使薄膜能够大规模流水线式生产，膜成型后的厚度更薄，更符合食品包装需求。
在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过16周贮藏，性能无明显变化。经过紫外灭菌处理的可食膜，在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过40周贮藏，性能无明显变化。
实施例2：
(1)取10g羧甲基壳聚糖加一定量的蒸馏水中，在60℃条件下机械搅拌30分钟，得到质量分数为10％的羧甲基壳聚糖水凝胶备用。
(2)取16g鱼胶蛋白加入到一定量的蒸馏水中，搅拌10分钟溶解，得到质量分数为20％的鱼胶蛋白溶液。
(3)将500ml质量分数为10％的羧甲基壳聚糖水凝胶和500ml质量分数为16％的鱼胶蛋白水溶液共混，加入20ml甘油后在60℃条件下搅拌30分钟，得到总干物质含量为13％的可食膜成膜液，该可食膜成膜液为假塑性流体。
(4)将上述可食膜成膜液置于真空环境中除气30分钟。
(5)预热钢带流延机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入钢带流延机的制膜槽中，采用刮刀将所述可食膜成膜液流延在钢带上，所述刮刀与所述钢带之间的间隙设定为2mm，加热区温度设定为50-70℃，干燥形成可食膜，起膜刀起膜，自动收卷，贮藏于30％-80％湿度的环境中。
(6)将上述可食膜成膜液倒在有机玻璃容器中，置于60℃鼓风干燥箱中烘干，所形成的膜作为对照组，比较两种不同成膜方式加工的薄膜的成型时间以及厚度。
从上述可食膜成膜液进入钢带流延机的加热区至可食膜成型，经过30min干燥时间。测得可食膜厚度为40±2μm，抗张强度ts为31.35mpa，断裂伸长率eb为42.32％，透光率为95％，水蒸气透过系数为到9.61×10-10g/m·s·pa。而对照组中，可食膜的成型时间需要5个小时，膜厚92.3μm。
在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过26周贮藏，性能无明显变化。经过紫外灭菌处理的可食膜，在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过40周贮藏，性能无明显变化。
实施例3：
(1)取2g海藻酸钠和4g羧甲基壳聚糖加一定量的蒸馏水中，在60℃条件下机械搅拌30分钟，得到质量分数为6％的混合水凝胶备用。
(2)取20g鱼胶蛋白加入到一定量的蒸馏水中，搅拌10分钟溶解，得到质量分数为20％的鱼胶蛋白溶液。
(3)将500ml质量分数为6％的水凝胶和500ml质量分数为20％的鱼胶蛋白水溶液共混，加入20ml甘油后在60℃条件下搅拌15分钟，得到干物质含量为13％的可食膜成膜液，该可食膜成膜液为假塑性流体。
(4)将上述可食膜成膜液置于真空环境中除气30分钟。
(5)预热滚筒流延机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入滚筒流延机的制膜槽中，采用刮刀将所述可食膜成膜液流延在滚筒上，刮刀与滚筒之间的间隙设定为2mm，加热区温度设定为50-80℃，干燥形成可食膜，起膜刀起膜，自动收卷，贮藏于30％-80％湿度的环境中。
(6)将上述可食膜成膜液倒在有机玻璃容器中，置于70℃鼓风干燥箱中烘干，所形成的膜作为对照组，比较两种不同成膜方式加工的薄膜的成型时间以及厚度。
从上述可食膜成膜液进入加热区至可食膜成型，经过大约30min的干燥时间。测得可食膜厚度为30±2μm，抗张强度ts为31.35mpa，断裂伸长率eb为42.32％，透光率为95％，水蒸气透过系数为到9.61×10-10g/m·s·pa。而对照组中，可食膜的成型时间需要7个小时，膜厚86.7μm。
在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过20周贮藏，性能无明显变化。经过紫外灭菌处理的可食膜，在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过40周贮藏，性能无明显变化。
实施例4：
(1)取8g卡拉胶加一定量的蒸馏水中，在80℃条件下机械搅拌30分钟，得到质量分数为4％的卡拉胶水凝胶备用。
(2)取20g鱼胶蛋白加入到一定量的蒸馏水中，搅拌10分钟溶解，得到质量分数为20％的鱼胶蛋白溶液。
(3)将500ml质量分数为8％的卡拉胶水凝胶和500ml质量分数为20％的鱼胶蛋白水溶液共混，加入20ml甘油后在60℃条件下搅拌45分钟得到总干物质含量为14％的可食膜成膜液，该可食膜成膜液为假塑性流体。
(4)将上述可食膜成膜液置于真空环境中除气2小时。
(5)预热钢带流延机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入钢带流延机的制膜槽中，采用刮刀将所述可食膜成膜液流延在钢带上，刮刀与钢带之间的间距设定为2mm，加热区温度设定为50-70℃，干燥形成可食膜，起膜刀起膜，自动收卷，贮藏于30％-80％湿度的环境中。
从上述可食膜成膜液进入加热区至可食膜成型，经过大约30min的干燥时间。测得可食膜厚度为30±2μm，抗张强度ts为31.35mpa，断裂伸长率eb为42.32％，透光率为95％，水蒸气透过系数为到9.61×10-10g/m·s·pa。对照组中，可食膜的成型时间需要5.7个小时，膜厚86.7μm。
在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过14周贮藏，性能无明显变化。经过紫外灭菌处理的可食膜，在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过40周贮藏，性能无明显变化。
实施例5：
(1)取4g卡拉胶和4g海藻酸钠加一定量的蒸馏水中，在80℃条件下机械搅拌30分钟，得到质量分数为8％的混合水凝胶备用。
(2)取14g鱼胶蛋白加入到一定量的蒸馏水中，搅拌10分钟溶解，得到质量分数为14％的鱼胶蛋白溶液。
(3)将800ml质量分数为8％水凝胶和400ml质量分数为14％的鱼胶蛋白水溶液共混，加入20ml甘油后在60℃条件下搅拌30分钟。得到总干物质含量为10％的可食膜成膜液。
(4)将上述可食膜成膜液置于真空环境中除气30分钟。
(5)预热钢带流延机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入钢带流延机的制膜槽中，采用刮刀将所述可食膜成膜液流延在钢带上，刮刀与钢带之间的间距设定为2mm，加热区温度设定为50-70℃，干燥形成可食膜，起膜刀起膜，自动收卷，贮藏于30％-80％湿度的环境中。
从上述可食膜成膜液进入加热区至可食膜成型，经过大约35min的干燥时间。测得可食膜厚度为30±2μm，抗张强度ts为36.35mpa，断裂伸长率eb为52.85％，透光率为91％，水蒸气透过系数为到1.03×10-10g/m·s·pa。对照组中，可食膜的成型时间需要6.2个小时，膜厚123.4μm。
在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过16周贮藏，性能无明显变化。经过紫外灭菌处理的可食膜，在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过40周贮藏，性能无明显变化。
实施例6：
(1)取4g海藻酸钠和6g壳聚糖加一定量的1％乙酸溶液中，在80℃条件下机械搅拌30分钟，得到质量分数为4％的混合水凝胶备用。
(2)取16g鱼胶蛋白加入到一定量的蒸馏水中，搅拌10分钟溶解，得到质量分数为16％的鱼胶蛋白溶液。
(3)将500ml质量分数为10％的混合水凝胶和500ml质量分数为16％的鱼胶蛋白水溶液共混，加入20ml甘油后在60℃条件下搅拌30分钟，得到总干物质含量为13％的可食膜成膜液，该可食膜成膜液为假塑性流体。
(4)将上述可食膜成膜液置于真空环境中除气30分钟。
(5)预热钢带流延机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入钢带流延机的制膜槽中，采用刮刀将所述可食膜成膜液流延在钢带上，刮刀与钢带之间的间距设定为2mm，加热区温度设定为50-70℃，干燥30min，形成可食膜，起膜刀起膜，自动收卷，贮藏于30％-80％湿度的环境中。
从上述可食膜成膜液进入加热区至可食膜成型，经过大约26min的干燥时间。测得可食膜厚度为37±2μm，抗张强度ts为38.74mpa，断裂伸长率eb为55.31％，透光率为88％，水蒸气透过系数为到1.21×10-10g/m·s·pa。对照组中，可食膜的成型时间需要5.6个小时，膜厚90.7μm。
在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过26周贮藏，性能无明显变化。经过紫外灭菌处理的可食膜，在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过40周贮藏，性能无明显变化。
实施例7：
(1)取10g琼胶加入水中，在80℃条件下机械搅拌30分钟，得到质量分数为10％的混合水凝胶备用。
(2)取10g鱼胶蛋白加入到一定量的蒸馏水中，搅拌10分钟溶解，得到质量分数为10％的鱼胶蛋白溶液。
(3)将500ml质量分数为10％的混合水凝胶和500ml质量分数为10％的鱼胶蛋白水溶液共混，加入20ml甘油后在60℃条件下搅拌30分钟，得到总干物质含量为10％的可食膜成膜液，该可食膜成膜液为假塑性流体。
(4)将上述可食膜成膜液置于真空环境中除气30分钟。
(5)预热钢带流延机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入钢带流延机的制膜槽中，采用刮刀将所述可食膜成膜液流延在钢带上，刮刀与钢带之间的间距设定为2mm，加热区温度设定为50-70℃，干燥形成可食膜，起膜刀起膜，自动收卷，贮藏于30％-80％湿度的环境中。
从上述可食膜成膜液进入加热区至可食膜成型，经过大约30min的干燥时间。测得可食膜厚度为29±1μm，抗张强度ts为28.93mpa，断裂伸长率eb为43.25％，透光率为93％，水蒸气透过系数为7.29×10-9g/m·s·pa。对照组中，可食膜的成型时间需要6.5个小时，膜厚110.3μm。
在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过13周贮藏，性能无明显变化。经过紫外灭菌处理的可食膜，在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过40周贮藏，性能无明显变化。
实施例8：
(1)取4g羧甲基壳聚糖，4g卡拉胶和4g海藻酸钠加一定量的蒸馏水中，在80℃条件下机械搅拌30分钟，得到质量分数为12％的混合水凝胶备用。
(2)取10g鱼胶蛋白加入到一定量的蒸馏水中，搅拌10分钟溶解，得到质量分数为10％的鱼胶蛋白溶液。
(3)将500ml质量分数为12％水凝胶和500ml质量分数为10％的鱼胶蛋白水溶液共混，加入20ml甘油后在60℃条件下搅拌30分钟。得到总干物质含量为11％的可食膜成膜液，该可食膜成膜液为假塑性流体。
(4)将上述可食膜成膜液置于真空环境中除气30分钟。
(5)预热滚筒流延机的加热区，将所述可食膜成膜液倒入钢带流延机的制膜槽中，采用刮刀将所述可食膜成膜液流延在滚筒上，刮刀与滚筒之间的间距设定为2mm，加热区温度设定为50-70℃，干燥形成可食膜，起膜刀起膜，自动收卷，贮藏于30％-80％湿度的环境中。
从上述可食膜成膜液进入加热区至可食膜成型，经过大约40min的干燥时间。测得可食膜厚度为33±2μm，抗张强度ts为38.35mpa，断裂伸长率eb为62.85％，透光率为85％，水蒸气透过系数为到1.28×10-10g/m·s·pa。对照组中，可食膜的成型时间需要5.6个小时，膜厚90.7μm。
在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过18周贮藏，性能无明显变化。经过紫外灭菌处理的可食膜，在环境湿度为50％的室温条件下，可食膜经过40周贮藏，性能无明显变化。
对比例1：
1％的醋酸溶液配制成3％的壳聚糖溶液，倒在流延制膜机的钢带上，部分溶液流出钢带，不宜形成薄膜。因为干物质含量较低，溶液的粘度不够，在钢带运动过程中，溶液流动，只能在平板容器中成膜。