一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜及其制备方法，属于食品包装材料技术领域，目的在于解决现有以农业原材料制备膜的方法中，通常存在生产成本高，或不能彻底解决环境污染的问题。本发明专利技术主要采用小麦麸质蛋白和溶剂，按一定的比例加入麦麸纤维素、增塑剂、稳定剂等，并辅以高压均质技术，制备出一种机械强度高、水蒸气阻隔性能和光屏障性能良好的复合膜。本发明专利技术工艺简单，生产成本低，能够应用于实际生产中，具有较高的应用价值。同时，本发明专利技术原料中不含易污染环境的物质，为解决“白色污染”问题提供了一条有效的新途径。另一方面，本发明专利技术有效扩大了小麦农副产品的应用范围，提高了小麦加工副产品的附加值。

A composite membrane of wheat bran cellulose / wheat gluten protein and its preparation method

The invention discloses a wheat bran cellulose / wheat gluten protein composite membrane and preparation method thereof, belonging to the technical field of food packaging materials, aims to solve the existing methods of preparing membrane to agricultural raw material system, usually has high production costs, or will not completely solve the environmental pollution problem. The present invention mainly adopts wheat gluten protein and solvent, adding wheat bran cellulose, plasticizer, stabilizer and so on at a certain proportion, and supplemented by high-pressure homogenization technology, so as to prepare a composite membrane with high mechanical strength, water vapor barrier property and good light barrier performance. The invention has the advantages of simple process, low production cost, and can be applied to actual production, and has high application value. At the same time, the raw material of the invention contains no pollutants that pollute the environment, and provides an effective new way to solve the problem of \white pollution\. On the other hand, the invention effectively expands the application range of wheat and sideline products, and improves the added value of the wheat processing by-products.

【技术实现步骤摘要】
一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜及其制备方法
本专利技术涉及膜制备领域，尤其是食品包装材料领域，具体为一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜及其制备方法。本专利技术制备的复合膜具有机械强度高，水蒸气阻隔性能和光屏障性能良好等优点，且生产成本低，能够满足工业化大规模生产和应用的需求，具有较好的应用前景。
技术介绍
塑料作为传统食品包装的重要材料，具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成本低的优点。随着合成塑料的大量开发与应用，大约30％的塑料都用于食品包装行业，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等。然而，现有的合成塑料包装难降解，易污染环境。另一方面，有的塑料食品包装遇热还容易产生有害气体和异味，对人体存在一定的毒副作用，同时影响食品的风味。以农业原材料为生物材料的天然高分子中，多糖类和蛋白质类天然高分子都拥有潜在的成膜性，且有较好的生物降解性。目前，已有文献公开了相关的技术方案。中国专利CN101602861B(名称：二氧化硅改性小麦面筋蛋白纳米复合材料的制备方法)公开了采用纳米二氧化硅提高小麦面筋蛋白材料力学性能和阻水性能的方法，其将纳米二氧化硅、小麦面筋蛋白和CMC按一定步骤和比例溶于乙醇液，并通过流延成膜制得具有一定力学强度的复合膜材料。但是，在该专利技术中，使用的纳米二氧化硅普通市场单价在1500元/kg左右，导致制备的膜生产成本高，难以用于实际生活之中。中国专利CN105694483A(名称：一种大豆分离蛋白/二氧化钛复合膜及其制备方法)公开了采用纳米二氧化钛增强大豆分离蛋白材料的方法，其将大豆分离蛋白热改性，并加入增塑剂和纳米二氧化钛得到共混膜液，采用超声波-微波联合反应系统处理共混膜液后，流延成膜法制膜。该专利技术中，同样用到了纳米材料和稀有元素，导致生产成本高居不下；超声波-微波处理系统对力学性能的提高幅度不够大，与纯大豆分离蛋白膜相比，在纳米二氧化钛最高添加量为2g/100mL，复合膜的抗拉强度为6MPa，比纯大豆分离蛋白膜增加了32％。中国专利CN101538407A(名称：小麦蛋白质/甲基纤维素复合型可食性膜及其制备方法)公开了采用甲基纤维素增强小麦蛋白质的方法，其将甲基纤维素和小麦蛋白溶于氨水，并加入甘油和双醛淀粉，通过浇注成膜。但该专利技术中采用氨水作为溶剂，制膜过程易污染环境，且残留物容易导致食品安全隐患。中国专利CN104004250A(名称：用于生物质膜的组合物和使用该组合物的生物质膜)公开了一种使用麦麸或大豆皮等副产物的用于制备生物质膜的技术，但是该专利技术中使用了聚烯烃类树脂，不易降解，无法解决“白色污染”问题。综上，这些专利技术专利主要存在生产成高和不能彻底解决环境污染问题，为此，迫切需要一种新的方法或材料，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对现有以农业原材料制备膜的方法中，通常存在生产成本高，或不能彻底解决环境污染的问题，提供一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜及其制备方法。本专利技术主要采用小麦麸质蛋白和溶剂，按一定的比例加入麦麸纤维素、增塑剂、稳定剂等，并辅以高压均质技术，制备出一种机械强度高、水蒸气阻隔性能和光屏障性能良好的复合膜。本专利技术工艺简单，生产成本低，能够应用于实际生产中，具有较高的应用价值。同时，本专利技术原料中不含易污染环境的物质，对环境友好，且在降解过程中也不会对环境造成污染，为解决“白色污染”问题提供了一条有效的新途径。另一方面，本专利技术有效扩大了小麦农副产品的应用范围，提高了小麦加工副产品的附加值，具有较高的经济价值和应用前景，值得大规模推广和应用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜，采用小麦麸质蛋白、麦麸纤维素为原料制备而成。前述复合膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将麦麸与蒸馏水混合后，煮沸10～15min，然后调节溶液pH值至12～13，再将溶液置于70～80℃水浴锅中浸提4～5h，离心，得沉淀；再将所得沉淀调节pH值至1～2，并置于50～60℃水浴锅中反应2～3h，趁热抽滤，水洗滤渣至中性，再用乙醇脱水，50～55℃干燥，超微粉碎后，得到麦麸纤维；(2)将小麦麸质蛋白溶于热乙醇溶液中，调节pH值至9～13，再放入70～85℃水浴中加热10～15min进行热改性，得到蛋白膜液，将所得蛋白膜液在40～50℃水浴中保温，备用；(3)将步骤1得到的麦麸纤维过筛后，溶于蒸馏水中，高速分散5～10min，得到分散麦麸纤维液，再在不断搅拌的情况下，将制备的分散麦麸纤维液缓慢加入到步骤2制备的蛋白膜液中，再向其中加入无水乙醇并使该溶液中的乙醇体积分数与步骤2中蛋白膜液内的乙醇体积分数相同，并调节该溶液的pH值与步骤2蛋白膜液的pH值一致，最后向其中加入增塑剂、稳定剂，得到共混膜液；(4)将步骤3所得的共混膜液进行高压均质处理；(5)将步骤4经高压均质处理后的共混膜液依次进行脱气、流延倒膜、静置、干燥成膜、揭膜，即得产品。所述步骤1，将经水洗、烘干、粉碎后的麦麸与蒸馏水混合；用氢氧化钠调节pH值至碱性，用盐酸调节pH值至酸性；置于50～60℃水浴锅中反应2～3h后，趁热用滤布抽滤，水洗滤渣至中性，再将滤渣用75％的乙醇溶液脱水；用超微粉碎机进行粉碎。所述步骤1中，离心的转速为4000～6000r/min，离心时间为5～10min；超微粉碎的条件如下：主机25～35Hz，风机20～30Hz。所述步骤2中，热乙醇的体积分数为20～60％。所述步骤1中，滤渣采用体积分数为75％的乙醇溶液脱水。所述步骤3中，高速分散时的转速为9000～12000r/min。所述步骤4中，高压均质条件如下：压力20～30MPa，时间5～10min。所述步骤5中，脱气处理在真空度为0.08～0.09MPa条件下进行，脱气时间为10～30min；倒膜模具采用有机玻璃板；干燥成膜的温度为50～55℃，时间为4～6h。所述增塑剂为甘油、乙二醇中的一种或多种，所述稳定剂为黄原胶、海藻酸钠、单甘酯中的一种或多种。所述步骤5中，揭膜后，将所得麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜保存在相对湿度52％～54％的干燥容器中。麦麸纤维占小麦麸质蛋白与麦麸纤维素质量之和的1％～50％；以小麦麸质蛋白与麦麸纤维素质量之和计，共混膜液中小麦麸质蛋白与麦麸纤维素质量之和与乙醇液的体积之比为1:8～1:12g/mL，增塑剂的添加量为小麦麸质蛋白与麦麸纤维素质量之和的10％～30％，稳定剂的添加量为小麦麸质蛋白与麦麸纤维素质量之和的0.0001％～0.3％。小麦麸质蛋白(又称小麦面筋蛋白、谷朊粉)是小麦湿法工艺生产淀粉的副产物，其蛋白质含量高达72％～85％，主要由麦醇溶蛋白(Gliadin)和麦谷蛋白(Glutenin)组成，麦谷蛋白具有弹性，麦醇溶蛋白具有延伸性，能与水形成网络结构，从而具有优良黏弹性、延伸性等独特物理特性，是蛋白类膜材料的优选基料。但单一采用小麦麸质蛋白制备的膜材料机械强度低、阻水性差，因而限制了其在食品包装中的广泛应用。如何进一步提高小麦麸质蛋白膜的机械性能和阻水性能，是本领域内需要解决的重要技术问题。为此，本专利技术提供一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜及其制备方法，即一方面请求保护一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜的制备方法，另一方面请本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜，其特征在于，采用小麦麸质蛋白、麦麸纤维素为原料制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种麦麸纤维素/小麦麸质蛋白复合膜，其特征在于，采用小麦麸质蛋白、麦麸纤维素为原料制备而成。2.根据权利要求1所述复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将麦麸与蒸馏水混合后，煮沸10~15min，然后调节溶液pH值至12~13，再将溶液置于70~80℃水浴锅中浸提4~5h，离心，得沉淀；再将所得沉淀调节pH值至1~2，并置于50~60℃水浴锅中反应2~3h，趁热抽滤，水洗滤渣至中性，再用乙醇脱水，50~55℃干燥，超微粉碎后，得到麦麸纤维；（2）将小麦麸质蛋白溶于热乙醇溶液中，调节pH值至9~13，再放入70~85℃水浴中加热10~15min进行热改性，得到蛋白膜液，将所得蛋白膜液在40~50℃水浴中保温，备用；（3）将步骤1得到的麦麸纤维过筛后，溶于蒸馏水中，高速分散5~10min，得到分散麦麸纤维液，再在不断搅拌的情况下，将制备的分散麦麸纤维液缓慢加入到步骤2制备的蛋白膜液中，再向其中加入无水乙醇并使该溶液中的乙醇体积分数与步骤2中蛋白膜液内的乙醇体积分数相同，并调节该溶液的pH值与步骤2蛋白膜液的pH值一致，最后向其中加入增塑剂、稳定剂，得到共混膜液；（4）将步骤3所得的共混膜液进行高压均质处理；（5）将步骤4经高压均质处理后的共混膜液依次进行脱气、流延倒膜、静置、干燥成膜、揭膜，即得产品。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1，将经水洗、烘干、粉碎后的麦麸与蒸馏水混合；用氢氧化钠调节pH值至碱性，用盐酸调节pH值至酸性；置于50~60℃水浴锅中反应2~3h后，趁热用滤布抽滤，水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志清，余国贤，肖力源，吴贺君，周敏，陈安均，申光辉，黎杉珊，罗擎英，刘兴艳，李美良，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：四川,51