本发明涉及一种胶原纤维增强的淀粉基可食用膜及其制备方法，属于可食用食品包装材料领域。
背景技术：
用石油降解产物人工合成的塑料是一种主要的食品包装材料，其具有取材容易、价格低廉、应用方便，质地轻巧、机械强度高，阻隔性好等特点而于上世纪六十年代开始得到广泛的应用。时至今日，塑料仍然是人们社会生产生活包括食品工业中最广泛使用的包装材料。然而塑料包装材料存在严重的环境问题，如塑料难以降解，废弃后易造成环境污染等。
淀粉基可食膜是以淀粉为基质，以多元醇为增塑剂制作而成。淀粉膜具有透明度、透气率低、较好的拉伸性等优点。可应用于食品涂膜保鲜、可食性包装等领域。淀粉基可食用膜也存在机械强度（拉伸性能）差的显著缺点，极大限制了淀粉基可食用膜的应用范围。因此，对淀粉基可食用膜进行适当处理提高其机械强度，成为淀粉基可食用膜研究领域需要解决的难点。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种胶原纤维增强的淀粉基可食用膜及其制备方法。通过本发明可以实现显著提高淀粉基可食用膜机械强度的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种胶原纤维增强的淀粉基可食用膜，其原料配方按重量份数计为：湿态胶原纤维1-6份；淀粉2-8份，单宁酸0.01-0.1份，酪氨酸酶0.001-0.005份；甘油1-3份，水85-95份。
配方中所述湿态胶原纤维是指按常规的胶原纤维制备方法从动物皮中提取的含水量为80-90wt%，纤维直径小于0.18mm的湿态胶原纤维。具体步骤如下：动物皮（如猪皮、牛皮或鱼皮）去除表面的杂质；碱液浸泡去除皮中的非胶原成分；高速打浆机打浆得到胶原纤维浆液；浆液用80目筛分离；筛下物置于滤布过滤并反复清洗三次然后离心除去多余水分，得到含水量为80-90wt%、纤维直径小于0.18mm的湿态胶原纤维。
配方中所述的淀粉是指可食用的商品淀粉，包括玉米淀粉，马铃薯淀粉，木薯淀粉，红薯淀粉，小麦淀粉中的一种或多种。
配方中的单宁酸、酪氨酸酶均为市售商品。
所述胶原纤维增强的淀粉基可食用膜的制备包括如下步骤：
（1）按配方的配比称取单宁酸和湿态胶原纤维，将单宁酸用少量水溶解后与湿态胶原纤维充分混合均匀，得到胶原纤维分散液；
（2）按配方的配比称取淀粉和剩余的水，将两者混合均匀后，加热到95℃并保温30分钟以上，使淀粉充分糊化得到淀粉糊；
（3）将步骤（2）得到的淀粉糊冷却到50℃后加入甘油和步骤（1）的胶原纤维分散液，并用功率为500w的变幅杆式超声波发生器超声处理15秒，使胶原纤维均匀分散于淀粉糊中，得到成膜溶液；
（4）按照配方配比称取酪氨酸酶，并与步骤（3）得到的成膜溶液充分混合均匀后迅速倾倒入有机玻璃板模具中流延成膜并置于烘干器中40℃下通风干燥后即可得到产品。
本发明技术特点：
本发明通过将具有强度大，韧性强的湿态胶原纤维作为固体增强物加入淀粉基质成膜液中，并用变幅杆式超声波发生器充分分散，使得经过干燥后的淀粉膜中形成均匀的、互相缠结的胶原纤维网络结构。同时，加入的单宁酸吸附在胶原纤维的表面或内部后，在酪氨酸酶的催化下，单宁酸被氧化，氧化产物可以在胶原纤维内部和胶原纤维网络缠结点上，通过与胶原纤维中的胶原分子侧链基团之间发生共价连接，使胶原纤维的结构稳定性和强度进一步提高。胶原纤维这种固体增强物和淀粉基质材料两相之间通过物理缠结和共价键连接产生强大的界面粘结力，对具有该结构的可食用膜施加载荷时，基质所受到的应力将转移至具有更高弹性模量和强度的固体增强物上，从而提高本发明制备的淀粉基可食用膜的力学性能。
附图说明
图1为胶原纤维增强淀粉基可食用膜微观结构图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1：
（1）称取0.01份单宁酸和2份湿态胶原纤维，将单宁酸用2份水溶解后与湿态胶原纤维充分混合均匀，得到胶原纤维分散液；
（2）按配方的配比称取8份玉米淀粉、88份水，将两者混合均匀后，加热到95℃并保温30分钟以上，使淀粉充分糊化得到淀粉糊。
（3）将步骤（2）得到的淀粉糊冷却到50℃后加入2份甘油和步骤（1）的胶原纤维分散液，并用功率为500w的变幅杆式超声波发生器超声处理15秒，使胶原纤维均匀分散于淀粉糊中，得到成膜溶液；
（4）按照配方配比称取0.001份酪氨酸酶，并与步骤（3）得到的成膜溶液充分混合均匀后迅速倾倒入有机玻璃板模具中流延成膜并置于40℃下通风干燥24小时后即可得到产品。
实施例2
（1）称取0.1份单宁酸和5份湿态胶原纤维，将单宁酸用5份水溶解后与湿态胶原纤维充分混合均匀，得到胶原纤维分散液；
（2）按配方的配比称取5份玉米淀粉、90份水，将两者混合均匀后，加热到95℃并保温30分钟以上，使淀粉充分糊化得到淀粉糊；
（3）将步骤（2）得到的淀粉糊冷却到50℃后加入2份甘油和步骤（1）的胶原纤维分散液，并用功率为500w的变幅杆式超声波发生器超声处理15秒，使胶原纤维均匀分散于淀粉糊中，得到成膜溶液；
（4）按照配方配比称取0.003份酪氨酸酶，并与步骤（3）得到的成膜溶液充分混合均匀后迅速倾倒入有机玻璃板模具中流延成膜并置于40℃下通风干燥24小时后即可得到产品。
本发明实施例制作的的基于胶原纤维增强的淀粉基可食用膜按照美国材料与试验协会的标准astmd-638进行机械性能（拉伸性能）测定，测定结果表明按照本发明的方法制作的淀粉基可食用膜中形成了致密的胶原纤维网（见图1）。膜的抗拉强度提高4-6倍左右，断裂伸长率提高20-89%（见表1）。
表1胶原纤维增强的淀粉基可食用膜机械性能测试结果
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。