基于海藻的食品包装涂层制造技术

一种食品包装材料，该食品包装材料包括纸基体、纸板基体或纸箱基体和基体上的隔离涂层，其中，所述隔离涂层含有淀粉、海藻提取物和纸纤维的结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于海藻的食品包装涂层相关申请的交叉引用本申请基于并要求2012年5月15日提交的美国临时申请号61/646，989的优先权，其全部内容通过参考并入本文。
技术介绍
由于普通纸和纸板较差的阻隔性能使浸出的杂质进入食品中，从而其不用于长期保护食品。如果纸/纸箱用于与食物直接进行接触，则该纸或纸箱需要用一系列材料来进行涂覆。多层包装材料(通常为3-9层)增强了包装的功能性和防护性。涂层应用技术是众所周知的，其中最常见的是喷涂、刀刻和旋涂工艺(或印刷工艺)。 已经被用于这些涂层的材料的例子包括腊、全氟辛酸(perfluorooactanoicacid)、各种高阻隔性聚合物和聚偏二氯乙烯。然而，这些材料的大多数并非可回收利用的、可生物降解的或可堆肥的，而一些如果燃烧，会威胁到健康。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种新型包装材料，该新型包装材料不仅可回收利用、可生物降解和可堆肥，而且料燃烧时产生无毒的氧化产物。 如此，本专利技术提供了一种新型的食品包装材料，该新型的食品包装材料包括纸基体、纸板(paperboard)基体或纸箱(cardboard)基体和基体上的隔离涂层,其中，所述隔离涂层(barrier coating)含有淀粉、海藻提取物和纸纤维的结合。 此外，本专利技术还提供了一种新型的制备这种食品包装材料的方法，该方法包括:将水性涂料组合物涂覆在纸基体、纸板基体或纸箱基体上，随后将涂覆的基体进行干燥，从而形成隔离涂层，其中，所述涂料组合物含有淀粉、海藻提取物和纸纤维的结合。 此外，本专利技术进一步提供了一种包括包装和包装内的食品的包装食品产品，其中，所述包装是由包括纸基体，纸板基体或纸箱基体以及基体上的隔离涂层的包装材料形成，其中，所述隔离涂层含有淀粉、海藻提取物和纸纤维的结合。 【具体实施方式】 通过将可食用的成膜材料直接涂覆于食品上，使用各种各样的可食用的成膜材料，包括海藻提取物，来在各种食品上形成保护屏障。由于海藻提取物形成的多种阻隔性薄膜具有良好的好氧蒸汽阻隔性能，并且它们不受脂肪和油的影响，因此，海藻提取物是这种可食用的成膜材料中的一个优选的例子。然而，由于大多数这些可食用的成膜材料，包括海藻提取物，具有较差的柔性和较差的机械强度，当将其涂覆在纸和相关的食物包装材料上时，它们较易碎而不能形成有效的屏障。根据本专利技术，通过将海藻提取物与淀粉和纸纤维进行结合的方式以解决这一问题。 海藻提取物 已知许多不同类型的海藻提取物。就这一点而言，任何可成膜的且表现出氧蒸汽阻隔性能的海藻提取物都能够被用于制备本专利技术包装材料的隔离涂层，它们的实例包括，海藻酸盐(alginate)、鹿角菜胶、琼脂和红藻胶(furcelIaran)。 海藻酸盐是一种衍生自褐藻(人们所熟知的褐藻类(phaeophycease))的多糖，具有1-4个交联的聚糖醛。海藻酸盐可产生均匀的、透明的和水溶性的薄膜。在海藻酸盐薄膜的形成过程中，二价阳离子常被用作为胶凝剂以诱导离子间的相互作用，从而形成氢键。海藻酸盐具有良好的成膜性能，但它们在干燥时往往是相当易碎的。基于海藻酸盐的薄膜不受油和脂肪的影响，但它们具有较差的防潮性。另外，海藻酸盐涂层具有较好的氧蒸汽阻隔性能，能够延缓食品中脂质氧化，改善风味、质地和较佳的附着力。 鹿角菜胶衍生自红藻，是几种多糖的复杂混合物。三种主要鹿角菜胶为卡帕型(kappa)、阿欧塔型(1ta)、莱姆达型(lambda)。由于基于鹿角菜胶的涂层的抗菌和抗氧化特性，其已被长期应用到各种食品中，以减少食品的水分损失、氧化和分解。 琼脂是一种衍生自各种红藻的胶，类似于鹿角菜胶，是一种半乳糖聚合物。琼脂形成强凝胶，该强凝胶的特征是熔点高于初始胶凝温度。如鹿角菜胶抗生素、细菌素(bater1cins)和天然抗菌化合物都能并入基于琼脂的薄膜中。使用这些薄膜的目的是提高货架期和控制致病细菌的生长。 红藻胶是一种由杉藻目(order Gigartinales)、叉红藻科(fam.Furcellariaceae)的红藻帚状叉红藻(the red alga Furcellaria fastigiata)的红藻植物(Rhodophyceae)的海藻获得的胶，这种野草主要在北欧海域，特别是卡特加特海峡(位于瑞典与丹麦之间)被发现。所述胶为高分子量多糖的硫酸酯的钾盐，主要由D-半乳糖、3，6-脱水-D-半乳糖和这些糖的半酯硫酸盐组成；每三个或四个单体单元可出现一个硫酸基团，其分布在(I — 3)和(I — 4)-连接单元的交变序列中。参考:Bjerre_Petersen etal.1n Industrial Gums, R.L.Whistler, Ed.(Academic Press, New York, 2nd ed., 1973) pp123-136。 当红藻胶以一种处理的胶的形式存在时，其为白色无味的粉末，在热水或温水中可溶解。红藻胶很容易分散在冷水中以形成无结块的均匀的悬浮液。红藻胶颗粒水合物易膨胀且变得几乎不可见，但如果不加热其并不溶解。在低浓度下红藻胶形成类似于琼脂的凝胶。可以通过增加盐，尤其是钾盐，以增强所述凝胶的强度。在中性介质中高粘度的溶液并不受长期暴露于高热环境(high heat)的影响。而在酸性介质中，暴露于热环境下会导致凝胶快速水解以及凝胶能力的损失。 红藻胶作为天然胶体、凝胶剂和粘度调节剂，主要用在食品当中，还用在药物当中。其也可用在糖尿病患者的产品中、用于减轻体重的专利产品(proprietary products)中、牙膏中，以及用作食品防腐剂的载体和作为细菌培养基中的杀菌剂。 淀粉 淀粉是最丰富的天然多糖之一，2000年的世界总产量达4900万吨(80%为玉米淀粉)。它可以从多种来源进行商购获得，且通常以颗粒的形式存在。天然形式(未改性的淀粉)或衍生物的形式(改性淀粉)都是可用的。 改性淀粉，也称作淀粉衍生物，是通过物理、酶或化学处理天然淀粉的方式制备而成的，因此，改变了它的性能。例如，可以将淀粉进行改性，以增强淀粉在面临过度的热、酸、剪切、时间、冷却或冻结时的稳定性；以改变其结构；以降低或增加其粘度；以延长或缩短凝胶化时间；或以增加其粘度稳定性。改性淀粉的实例包括，糊精、麦芽糖糊精、碱性改性淀粉、漂白淀粉、氧化淀粉、酶处理淀粉、麦芽糖糊精、环糊精、磷酸酯单淀粉(monostarchphosphate)、磷酸酯双淀粉、交联淀粉、乙酰化淀粉、轻丙基化淀粉、轻乙基淀粉、阳离子淀粉和羧甲基化淀粉，仅举几例。 淀粉通常是淀粉酶和支链淀粉聚合物的混合物。淀粉及其衍生物被用于改变食品的物理性能已有几十年，有助于改变质地、粘度、成胶性、附着力、保湿性、产品的均一性和成膜性。淀粉薄膜通常是透明的、无气味的(odorless)、无味的(tasteless)和无色的,且由于它们具有低的氧渗透率，通常被应用在包装和食品涂料中。薄膜的组成，特别是淀粉酶、支链淀粉、水以和其它增塑剂的含量以及薄膜形成的条件对玻璃化转变温度(Tg是指克服将无定型固体的主要组分维持在一起的力的温度)和结晶度有很大的影响。淀粉薄膜的机械性能主要取决于无定形相中大分子链的移动性和结晶度。在低于玻璃化转变温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种食品包装材料，该食品包装材料包括纸基体、纸板基体或纸箱基体和基体上的隔离涂层，其中，所述隔离涂层含有淀粉、海藻提取物和纸纤维的结合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.15 US 61/646,9891.一种食品包装材料，该食品包装材料包括纸基体、纸板基体或纸箱基体和基体上的隔离涂层，其中，所述隔离涂层含有淀粉、海藻提取物和纸纤维的结合。2.根据权利要求1所述的食品包装材料，其中，所述海藻提取物包括海藻酸盐、鹿角菜胶、琼脂或它们的混合物。3.根据权利要求1所述的食品包装材料，其中，所述食品包装材料为可生物降解的。4.根据权利要求3所述的食品包装材料，其中，所述食品包装材料为可堆肥的。5.根据权利要求1所述的食品包装材料，其中，所述隔离涂层含有聚乳酸。6.根据权利要求1所述的食品包装材料，其中，所述隔离涂层的淀粉通过多元羧酸进行交联。7.根据权利要求6所述的食品包装材料，其中，所述多元羧酸为柠檬酸、苹果酸，酒石酸和乳酸中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的食品包装材料，其中，所述隔离涂层含有足够量的纸纤维以使所述隔离涂层具有柔性，以及足够量的海藻提取物以使所述隔离涂层表现出低的氧渗透率。9.根据权利要求8所述的食品包装材料，其中，所述隔离涂层具有水蒸气不可渗透性。10.根据权利要求1所述的食品包装材料，其中，所述隔离涂层还含有虫胶或虫胶类似物。11.一种用于制备包括纸基体、纸板基体...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·A·桑托斯，
申请(专利权)人：曼特洛斯霍伊泽尔有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US