一种利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜及其制备方法与应用

本发明属于食品包装，尤其涉及一种利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜及其制备方法与应用。

背景技术：

1、可食性膜是以天然可食性生物大分子为主要成膜基质，通过流延、吹塑、自然干燥等工艺，借助分子之间的相互作用而形成的一种具有一定力学性能和阻隔性能的薄膜，能够阻止溶质、水分和气体等的迁移，保持食品品质，延长食品货架期。可食性包装膜因其原料来源于自然，具有安全卫生、可降解、可食用等特点，因此在食品包装上应用前景广泛。

2、现有技术中可食性膜的成膜基材主要包括多糖、蛋白质和脂质等。淀粉作为一种天然多糖，具有来源广泛、价格低廉、功能多样、易于降解和可食用等优点。目前，利用淀粉原料制备可食性淀粉膜的研究主要集中在马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉等，尚无利用淮山薯抗性淀粉在可食性膜方面的开发研究。可食性淀粉膜具有柔韧性较好、透明度较高、透气率较低等优点，但抗拉强度、断裂伸长率等机械强度不高，且其无抑菌性也制约了淀粉膜的应用。

3、为此，本发明提出了一种新型的可食性抗菌薄膜。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜及其制备方法与应用，通过采用淮山薯抗性淀粉、普鲁兰多糖、卡拉胶为成膜基质，调整添加剂和助剂的用量，使制得的可食性包装薄膜性能优异、安全并且可降解，具有一定的抑菌作用，从而满足绿色包装材料的性能要求。

2、本发明的技术方案之一：

3、一种利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜，所述可食性抗菌薄膜的原料包括淮山薯抗性淀粉、成膜助剂、增塑剂、抗菌剂、交联剂、纳米二氧化硅、大豆蛋白和水，所述淮山薯抗性淀粉的用量为原料总质量的25％-30％。

4、进一步地，所述可食性抗菌薄膜的原料以质量百分比计，包括淮山薯抗性淀粉25％-30％、成膜助剂1.0％-1.5％、增塑剂10％-15％、抗菌剂7％-10％、交联剂1.5％-2.5％、纳米二氧化硅0.8％-1％和大豆蛋白2％-3.5％，余量为水。

5、进一步地，所述成膜助剂由质量比为2:1的普鲁兰多糖和卡拉胶组成。

6、进一步地，所述增塑剂由体积比为3:1的甘油和山梨醇组成。

7、进一步地，所述抗菌剂为壳聚糖。

8、进一步地，所述交联剂由质量比3:4的氯化钙和三偏磷酸钠组成。

9、进一步地，所述纳米二氧化硅的粒径为20nm。

10、本发明使用淮山薯抗性淀粉作为可食性抗菌薄膜的主要原料，淮山薯抗性淀粉比淮山薯淀粉颗粒更细，持水力降低，提高了膜的水蒸气阻隔性，改善了淮山薯淀粉的脆性及膨胀度，更有利于可食性膜的形成，解决了淮山薯淀粉与壳聚糖相容性较差、淮山薯淀粉壳聚糖可食性膜表面存在粗糙小颗粒的问题，制从而备的可食性膜表面更平整光滑，水溶性更小，透光率增加，抗菌性稳定。

11、本发明以氯化钙和三偏磷酸钠为交联剂，交联剂中适量的氯化钙能增强可食性抗菌薄膜的交联网络，钙离子与淀粉聚合链联结形成三维结构，增强了膜的力学性能和阻湿性能，而适量的三偏磷酸钠与淀粉反应时，磷酸基团中的磷原子与淀粉分子中的羟基能够形成磷酸酯键，钠离子与淀粉中的羟基发生离子键合作用，从而形成稳定的空间网状结构，提高了淀粉膜的弹性和热稳定性、耐酸碱性和抗酶解性。

12、本发明还添加有纳米二氧化硅，利用纳米二氧化硅在构造中起到物理交联点的作用，sio2颗粒表面高活性的羟基会与淮山薯抗性淀粉和甘油分子中的羟基相互作用形成氢键，使sio2颗粒与淀粉和甘油的分子链间相互交叉，加快了分子间聚合作用，形成凝胶状的分子网络结构，三者分子彼此形成强的作用力，从而改变薄膜内部结构，使薄膜内部形成阻水结构，使水蒸气透过量显著降低，提高了膜的拉伸强度、耐水性和透光率，同时断裂伸长率降低。

13、本发明添加的大豆蛋白通过分子中存在的大量疏水键、氢键、离子键，能与小分子增塑剂反应，改善了淀粉膜的耐水性。

14、本发明的技术方案之二：

15、一种所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜的制备方法，以淮山薯抗性淀粉、成膜助剂为成膜基质，以增塑剂、抗菌剂、交联剂、纳米二氧化硅和大豆蛋白为辅料，配制得到成膜液，并采用流延法制备得到可食性抗菌薄膜；具体包括以下步骤：

16、按质量百分比称取各原料，将淮山薯抗性淀粉用水糊化后加入成膜助剂，搅拌，之后加入增塑剂、交联剂中的氯化钙以及抗菌剂继续搅拌，再加入纳米二氧化硅、大豆蛋白和交联剂中的三偏磷酸钠，得到成膜液；

17、将成膜液脱气后流延于玻璃板上，干燥后得到所述可食性抗菌薄膜。

18、进一步地，成膜液的制备均在80℃下进行。

19、进一步地，脱气后的成膜液按照0.15g/cm2的用量流延于玻璃板上。

20、本发明的技术方案之三：

21、所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜在食品包装中的应用。

22、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

23、(1)本发明制备得到的可食性包装薄膜以淮山薯抗性淀粉作为主要原料，拓宽了淮山薯淀粉的应用范围。

24、(2)本发明通过采用淮山薯抗性淀粉、普鲁兰多糖、卡拉胶为成膜基质，调整添加剂和助剂的用量，使制得的可食性包装薄膜性能优异、安全并且可降解，具有一定的抑菌作用，从而满足绿色包装材料的性能要求。

技术特征：

1.一种利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜，其特征在于，所述可食性抗菌薄膜的原料包括淮山薯抗性淀粉、成膜助剂、增塑剂、抗菌剂、交联剂、纳米二氧化硅、大豆蛋白和水，所述淮山薯抗性淀粉的用量为原料总质量的25％-30％。

2.根据权利要求1所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜，其特征在于，所述可食性抗菌薄膜的原料以质量百分比计，包括淮山薯抗性淀粉25％-30％、成膜助剂1.0％-1.5％、增塑剂10％-15％、抗菌剂7％-10％、交联剂1.5％-2.5％、纳米二氧化硅0.8％-1％和大豆蛋白2％-3.5％，余量为水。

3.根据权利要求1所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜，其特征在于，所述成膜助剂由质量比为2:1的普鲁兰多糖和卡拉胶组成。

4.根据权利要求1所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜，其特征在于，所述增塑剂由体积比为3:1的甘油和山梨醇组成。

5.根据权利要求1所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜，其特征在于，所述抗菌剂为壳聚糖。

6.根据权利要求1所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜，其特征在于，所述交联剂由质量比3:4的氯化钙和三偏磷酸钠组成。

7.一种权利要求1-6任一项所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，成膜液的制备均在80℃下进行。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，脱气后的成膜液按照0.15g/cm2的用量流延于玻璃板上。

10.权利要求1-6任一项所述的利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜在食品包装中的应用。

技术总结
本发明提供了一种利用淮山薯抗性淀粉制备的可食性抗菌薄膜及其制备方法与应用，属于食品包装技术领域。本发明的可食性抗菌薄膜的原料包括淮山薯抗性淀粉、成膜助剂、增塑剂、抗菌剂、交联剂、纳米二氧化硅、大豆蛋白和水，所述淮山薯抗性淀粉的用量为原料总质量的25‑30％。通过采用淮山薯抗性淀粉、普鲁兰多糖、卡拉胶为成膜基质，调整添加剂和助剂的用量，使制得的可食性包装薄膜性能优异、安全并且可降解，具有一定的抑菌作用，从而满足绿色包装材料的性能要求。

技术研发人员：孙国勇,左映平
受保护的技术使用者：茂名职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24