一种可食性蛋白/多糖复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可食性蛋白/多糖复合膜及其制备方法和应用。该复合膜是通过在蛋白质溶液中，包括大豆蛋白、酪蛋白及乳清蛋白中的任意一种，加入Curdlan溶液、羧甲基壳聚糖溶液、及增塑剂甘油，混合液pH值调节至5‑8；超声脱气,加入MTG，获得成膜液；成膜液倒入聚四氟乙烯板中，55‑65℃反应30‑60分钟，定型并杀菌处理，4℃降温处理10‑20分钟，于RH30％‑50％、20‑30℃条件下干燥12‑18h揭膜。本发明专利技术在常见的可食性蛋白溶液中，通过添加Curdlan提高膜的热稳定性，添加壳聚糖赋予膜抗菌性能，添加微生物源转谷氨酰胺酶催化蛋白质及蛋白质与壳聚糖的交联作用，提高膜的机械性能。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术属于食品工业生物
，涉及一种蛋白/多糖复合膜及其制备方法。

技术介绍

可食性包装材料是以天然可食性物质，如多糖、蛋白质、纤维素及其衍生物等为基料，通过不同分子间相互作用而形成具有多孔网络结构的能保鲜食品、无毒、可食用的包装材料。目前可食用包装膜应用并不广泛，无法取代塑料的使用，主要是由于制备的可食用膜机械性能、阻水性、稳定性、透明度、可塑性等方面无法同化学聚合物塑料相比。
通过一定的方法处理，破坏蛋白质内部的相互作用，使蛋白质三维构象发生变化，分子得到一定程度的伸展，内部的疏水基团、硫基曝露，分子间的相互作用加强，同时分子内的一些二硫键断裂，形成新的二硫键，蛋白质从二维单分子层变成三维立体网络结构，从而得到具有一定强度的阻隔性薄膜。以大豆蛋白、酪蛋白酸钠、乳清蛋白等蛋白质为基质的可食膜，具有优良的阻气性，但由于其具有亲水基团，故而阻水性有限。
多糖类可食膜是以动植物多糖和微生物多糖为主要原料制成的薄膜，它具有良好的机械性能和透明度，以多糖物质为基质制备的膜具有良好的应用前景，但是单一多糖制备的膜机械性能、阻水性能及稳定性有待提高。而目前，以蛋白质、Curdlan、羧甲基壳聚糖(CMCH)为基质，以MTG为交联剂的可食性膜的研究还未见报道。

技术实现思路
：
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种性能优良的蛋白/多糖复合膜。
本专利技术的另一目的是提供该多蛋白/多糖复合膜的制备方法。
本专利技术的又一目的是提供该蛋白/多糖复合膜的应用。
本专利技术的目的可通过如下技术方案实现：
一种可食性蛋白/多糖复合膜，成膜液中含有以下原料：
4％-6％的蛋白质：选自大豆蛋白、酪蛋白、乳清蛋白中的任意一种；
0.4％-1.0％的抗菌物质：羧甲基壳聚糖；
0.5％-2.0％的膜热稳定性能强化剂：Curdlan多糖
0.1-0.5％的增塑剂：甘油；
以上％表示质量百分含量。
所述的可食性蛋白/多糖复合膜优选还含有10-20U/100ml成膜液的交联剂：微生物谷氨酰胺转氨酶(MTG)。
所述的可食性蛋白/多糖复合膜，优选通过以下方法制备得到：
(1)将蛋白质、CMCH、Curdlan多糖分别溶解后共混，加入甘油，用酸调节pH至5-8，超声脱气，加入MTG获得成膜液；
(2)倒入聚四氟乙烯板；55-65℃酶催化反应30-60分钟；
(3)90-120℃定型并杀菌处理20-30分钟
(4)4℃降温处理10-20分钟后控制湿度、温度干燥后揭膜。
本专利技术所述的可食性蛋白/多糖复合膜的制备方法，包含以下步骤：
(1)将蛋白质、CMCH、Curdlan多糖分别溶解后共混，加入甘油，用酸调节pH至5-8，超声脱气，加入MTG获得成膜液；
(2)倒入聚四氟乙烯板；55-65℃酶催化反应30-60分钟；
(3)90-120℃定型并杀菌处理20-30分钟
(4)4℃降温处理10-20分钟后控制湿度、温度干燥后揭膜。
本专利技术所述的可食性蛋白/多糖复合膜的制备方法优选：步骤(1)中Curdlan多糖通过0.2-0.3mol/L的NaOH或KOH溶解，蛋白质、CMCH通过水溶解。
本专利技术所述的可食性蛋白/多糖复合膜的制备方法优选：步骤(1)中所述的酸选自1-3mol/L的盐酸、醋酸、乳酸、苹果酸或柠檬酸中的一种或多种酸溶液调。
本专利技术所述的可食性蛋白/多糖复合膜的制备方法进一步优选：步骤(1)成膜液的混合过程中，需达到以下所述的工艺要求：(1)磁力搅拌防止多糖聚集沉淀；(2)缓慢滴加酸调节成膜液pH，防止溶液pH局部过热，控制成膜液内部温度≤65℃；(3)成膜液的pH值调节至5-8后，高压均质除颗粒物质。
本专利技术所述的可食性蛋白/多糖复合膜的制备方法优选：步骤(4)中控制RH30％-50％、20-30℃条件下干燥12-18h揭膜。
本专利技术所述的可食性蛋白/多糖复合膜在制备食品包装材料中的应用。
有益效果：
大豆蛋白、乳清蛋白及酪蛋白来源广泛，成膜性好，具有优良的阻气性能；Curdlan是一种热凝胶，具有优良热稳定性和水不溶性；羧甲基壳聚糖(简称CMCH)具有较好的成膜性和抗菌活性；MTG能催化分子间转胺交联作用，增强膜的机械性能。因此，将Curdlan、CMCH同时添加于蛋白基质膜，并以MTG为催化交联剂，能够有效地提高蛋白膜的机械性能、热稳定性能，并赋予膜抗菌性能。本专利技术从现有的成膜材料中选择上述特定的可食用蛋白质成分、抗菌成分、膜稳定剂、交联剂及增塑剂，并通过这些成分特定用量范围的复配辅以有效的混配方法实现多种食物蛋白与Curdlan、CMCH及MTG共混，通过控制膜制备条件，获得的复合可食性膜，在机械性能、热稳定性及抗菌性方面表现出了良好的性能，因此，具有重要的应用价值。
附图说明
图1系列蛋白-多糖复合膜的成膜效果
A、Curdlan/CMCH；B、乳清蛋白/Curdlan/CMCH；C、大豆蛋白/Curdlan/CMCH；D、酪蛋白酸钠/Curdlan/CMCH
具体实施方式
实施例1：蛋白-多糖复合膜制备工艺
(1)大豆蛋白、乳清蛋白、酪蛋白酸钠中的任意一种蛋白质，称取10g在磁力搅拌器的作用下溶解于90克纯水中，得到质量百分含量为10％的三种蛋白质溶液；称取2gCurdlan粉末溶于90克纯水中，待Curdlan充分溶胀后，在磁力搅拌器的作用下缓缓加入1克NaOH或1.4克KOH，用纯水补足至100克，制成质量百分含量为2％Curdlan溶液；称取5gCMCH，在磁力搅拌器的作用下溶解于95克的纯水中，制成质量百分含量5％CMCH溶液；
(2)取44.5g蛋白溶液，40gCurdlan溶液，15gCMCH溶液缓慢混合，缓慢滴加2.5mol/L的柠檬酸调节混合液的pH值，加入0.5g甘油。滴加酸溶液过程中，磁力搅拌器持续搅拌，控制混合液内部温度55℃，pH值调节至6后，高压均质10分钟，得到均匀且具流动性的共混成膜液；
不加蛋白质溶液的对照组：将84.5gCurdlan溶液，15gCMCH溶液缓慢混合，缓慢滴加2.5mol/L的柠檬酸调节混合液的pH值，加入0.5g甘油。滴加酸溶液过程中，磁力搅拌器持续搅拌，控制混合液内部温度55℃，pH值调节至6后，高压均质10分钟，得到均匀且具流动性的共混成膜液；
(3)制备好的成膜液超声脱气后，加入MTG,加入的量控制在15U/100ml，然后倒入聚四氟乙烯板中，升温至60℃反应60分钟；
(4)酶催化反应结束后，升温至120℃，杀菌、定型30min；
(5)4℃降温处理20分钟，于RH50％、30℃条件下，干燥18h揭膜。
实施例2：蛋白-多糖可食性膜性能测定方法
(1)机械性能
将薄膜裁剪成8cm*2cm规格的长条，并固定于物性仪上测定。设置物性仪两夹具的初始距离为80mm，速度为0.8mm/sec。测定结束后，记录膜拉断瞬间的力(g)和膜断裂时两夹具的距离L。每个试样取五个平行样品测定。
拉伸强度TS(g)按下式计算：
TS＝Fm/d*W
式中：TS—抗拉强度，(MPa)；
Fm—试样断裂时承受的最大张力，(N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可食性蛋白/多糖复合膜，其特征在于成膜液中含有以下原料：(a)4％‑6％的蛋白质：选自大豆蛋白、酪蛋白、乳清蛋白中的任意一种；(b)0.5％‑1.0％的抗菌物质：羧甲基壳聚糖；(c)0.5％‑2％的膜热稳定性能强化剂：Curdlan多糖；(d)0.1‑0.5％的增塑剂：甘油；以上％表示质量百分含量。

【技术特征摘要】
1.一种可食性蛋白/多糖复合膜，其特征在于成膜液中含有以下原料：
(a)4％-6％的蛋白质：选自大豆蛋白、酪蛋白、乳清蛋白中的任意一种；
(b)0.5％-1.0％的抗菌物质：羧甲基壳聚糖；
(c)0.5％-2％的膜热稳定性能强化剂：Curdlan多糖；
(d)0.1-0.5％的增塑剂：甘油；
以上％表示质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的可食性蛋白/多糖复合膜，其特征在于还含有10-20U/100ml成膜液
的交联剂：微生物谷氨酰胺转氨酶。
3.根据权利要求1或2所述的可食性蛋白/多糖复合膜，其特征在于通过以下方法制备得到：
(1)将蛋白质、羧甲基壳聚糖、Curdlan多糖分别溶解后共混得成膜液，加入甘油，用酸调
节pH至5-8，超声脱气；
(2)脱气后的溶液加入MTG倒入聚四氟乙烯板；55-65℃酶催化反应30-60分钟；
(3)90-120℃定型并杀菌处理20-30分钟
(4)4℃降温处理10-20分钟后控制湿度、温度干燥后揭膜。
4.权利要求1或2所述的可食性蛋白/多糖复合膜的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)将蛋白质、羧甲基壳聚糖、Curdlan多糖分别溶解后共混得成膜液，加入甘油，用酸调
节p...

【专利技术属性】
技术研发人员：张充，步国建，张晓健，鲁伟，
申请(专利权)人：泰兴市东圣食品科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32