一种蛋清蛋白—卡拉胶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蛋清蛋白—卡拉胶复合膜及其制备方法和应用，将κ‑卡拉胶溶于去离子水中，搅拌至无气泡后加入蛋清蛋白和甘油，调节pH值，搅拌均匀，60℃水浴加热30 min，超声脱气10 min，缓慢搅拌均匀，室温下冷却1 h，40℃干燥至膜恒重，相对湿度53%环境中平衡24 h，制得蛋清蛋白—卡拉胶复合膜。本发明专利技术将卡拉胶与蛋清蛋白复合成膜，改善蛋白质基可食膜与卡拉胶基可食膜的缺点，拓展可食膜的应用范围，制备工艺参数最优化，复合膜性能优异，可操作性强，有利于推广应用。

A kind of egg white protein carrageenan composite membrane and its preparation and Application

The invention discloses an egg white protein carrageenan composite membrane and its preparation method and application, dissolving kappa \u2011 carrageenan in deionized water, stirring until there is no bubble, adding egg white protein and glycerin, adjusting pH value, stirring evenly, heating in 60 \u2103 water bath for 30 min, ultrasonic degassing for 10 min, stirring slowly and evenly, cooling for 1 h at room temperature, drying at 40 \u2103 to constant membrane weight, and relative humidity for 53% environment The egg white protein carrageenan composite membrane was prepared by 24 h medium equilibrium. The invention composes carrageenan and egg white protein to form a film, improves the disadvantages of protein-based edible film and carrageenan based edible film, expands the application range of edible film, optimizes the preparation process parameters, has excellent performance and strong operability of the composite film, and is conducive to the popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种蛋清蛋白—卡拉胶复合膜及其制备方法和应用
本专利技术属于包装材料
，具体涉及一种蛋清蛋白—卡拉胶复合膜及其制备方法和应用。
技术介绍
塑料是食品常用的包装材料，在塑料包装的使用过程中，会对食品安全造成化学性、生物性污染，因此寻找可食用、可再生、可生物降解、环境友好型的塑料包装的替代品成为当下食品包装的研究趋势。卡拉胶是一种绿色、环保、无毒害的食品添加剂，将卡拉胶应用于食品包装，不仅可食用而且能够在自然条件下降解。蛋清蛋白作为人类最常食用的一类蛋白质，应用于食品包装能被人们广泛的接受，同时能提高可食膜包装的营养价值。蛋白质基可食膜由于蛋白多级结构的存在，往往具有柔韧性好、生物相容性较优等特性，但蛋白基可食膜也存在明显的不足：机械强度较低、热封性能差等。卡拉胶能够形成机械强度大的可食膜，但由于结构过于整齐，所成膜往往存在较脆的缺点。单一生物大分子的成膜过程与机理已有报道：蛋清蛋白通过加热、调节pH值等方法变性聚合形成凝胶，然后将凝胶干燥形成蛋清蛋白膜。κ-卡拉胶主要通过分子间的聚合形成凝胶，然后将凝胶干燥形成κ-卡拉胶膜。然而关于蛋清蛋白与κ-卡拉胶共混体系在成膜过程中成膜机理的研究未见报导。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种蛋清蛋白—卡拉胶复合膜及其制备方法和应用，将卡拉胶与蛋清蛋白复合成膜，改善蛋白质基可食膜与卡拉胶基可食膜的缺点，拓展可食膜的应用范围，制备工艺参数最优化，复合膜性能优异，可操作性强，有利于推广应用。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种蛋清蛋白—卡拉胶复合膜的制备方法，具体步骤如下：将κ-卡拉胶溶于40℃去离子水中，搅拌至无气泡后加入蛋清蛋白和甘油，调节pH值，搅拌均匀，60℃水浴加热30min，超声脱气10min，缓慢搅拌均匀，室温下冷却1h，40℃干燥至膜恒重，相对湿度53%环境中平衡24h，制得蛋清蛋白—卡拉胶复合膜。成膜液中各组分的质量百分数分别是：蛋清蛋白0.0-4.0%、κ-卡拉胶0.0-4.0%，甘油添加量0.20-0.60g/g、pH值9.0-11.0。复合膜断裂延长率12.24%，抗拉强度21.47MPa、氧气透过率3.38g/100g、水蒸气透过率1.80×10-10g·mm·s/m2·Pa、透光率74.7%、水溶时间52.03s、色泽△E81.45。复合膜用于制作可食膜。本专利技术的有益效果在于：本专利技术将卡拉胶与蛋清蛋白复合成膜，改善蛋白质基可食膜与卡拉胶基可食膜的缺点，拓展可食膜的应用范围，制备工艺参数最优化，复合膜性能优异，可操作性强，有利于推广应用。附图说明图1为蛋清蛋白添加量对可食膜抗拉强度与断裂延长率的影响曲线图；图2为卡拉胶添加量对可食膜抗拉强度与断裂延长率的影响曲线图；图3为甘油添加量对可食膜抗拉强度与断裂延长率的影响曲线图；图4为pH值对可食膜抗拉强度与断裂延长率的影响曲线图；图5为复合膜样品图。具体实施方式为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本专利技术所述的技术方案做进一步的说明，但是本专利技术不仅限于此。样品制备蛋清蛋白-卡拉胶复合膜制备将κ-卡拉胶加入40℃热水中，搅拌至无气泡后加入蛋清蛋白粉与甘油，用去离子水将成膜液总体积调至60mL，调节pH值（0.1mol/LNaOH溶液）并将溶液搅拌均匀，60℃水浴加热30min，超声脱气10min，将成膜液缓慢搅拌均匀后，取13mL成膜液注入塑料培养皿，室温下冷却1h，然后放入40℃的烘箱中干燥至膜恒重。将待测膜放至53%RH环境中平衡24h。蛋清蛋白-卡拉胶复合膜成膜液制备按优化后物料添加量制备未经加热的成膜液，添加不同量的酸碱（0.6mL1mol/LNaOH、0.4mL1mol/LNaOH、0.2mL1mol/LNaOH、0mL1mol/LNaOH、0.25mL1mol/LHCl、0.5mL1mol/LHCl、0.75mL1mol/LHCl）制成不同pH值的成膜液。将此成膜液用于成膜机理的研究。单因素试验1.蛋清蛋白添加量考察蛋清蛋白添加量对复合膜机械强度的影响，结果如图1。由图可知，随着蛋清蛋白添加量的增加，复合膜的抗拉强度下降、断裂延长率先升高后减小。抗拉强度的下降，主要是因为蛋清蛋白降低了复合膜氢键作用力，破坏了卡拉胶分子之间稳定结构，使分子间作用力距离增大。蛋清蛋白能够降低复合膜的刚性，因此添加一定量的蛋清蛋白能使复合膜的断裂延长率上升，但添加过量的蛋清蛋白，会导致分子间作用力过低，从而导致复合膜的断裂延长率下降。综合考虑，选择蛋清蛋白添加量2.0%为较佳水平。2.卡拉胶添加量考察卡拉胶添加量对复合膜机械性能的影响，结果如图2。随着卡拉胶添加量的增加，复合膜内分子间氢键作用力上升，从而导致复合膜的抗拉强度上升。当卡拉胶添加较少时，由于复合膜成膜不均匀，在实验中受力不均匀导致复合膜断裂延长率较低。当卡拉胶添加量达到一定量后，继续增加卡拉胶添加量会提高分子间作用力，增大复合膜的刚性，从而导致复合膜的断裂延长率下降。综合考虑，选择卡拉胶添加量1.6%为较佳水平。3.甘油添加量考察甘油添加量对复合膜机械性能的影响，结果如图3。随着甘油占干物质比例的增多，膜的抗拉强度下降，这主要是因为甘油作为一种增塑剂插入到聚合物分子链之间，加入增大了聚合物链之间的距离，削弱了聚合物之间的应力，从而降低了抗拉强度。同时，甘油能提高聚合物的可移动性，因此在一定添加量范围内，甘油的添加能使复合膜的断裂延长提高。虽然在甘油含量较低时，复合膜的抗拉强度较高，但由于其柔韧性较差且易脆的原因，此条件下的复合膜不宜作为包装膜，而甘油含量过高时（超过0.55g/g），断裂延长率又过低，并且膜的粘性过高，也不适合作为包装膜。较优的包装材料其机械性能应处在一定范围：断裂延长率应当大于10%、抗拉强度大于10MPa。综合考虑，选择甘油添加量0.50g/g为较佳水平。4.pH值考察pH值对复合膜机械性能的影响，结果如图4。随着pH值增加，复合膜的抗拉强度和断裂延长率逐渐升高，直到pH值为10.5时达到最高，然后逐渐下降。随着pH值的增加，分子间的电荷改变，使得复合膜混合体系内聚合物排列更为整齐均匀，从而提高复合膜的机械强度。当pH值过高时，卡拉胶分子结构被破坏，从而导致复合膜的抗拉强度和断裂延长率下降。综合考虑，选择pH值10.5为较佳水平。响应面试验通过DesignExpert软件对试验结果进行分析预测，以复合膜断裂延长率为最大值进行优化，得到最佳制备工艺条件为：蛋清蛋白添加量1.8%、卡拉胶添加量1.6%、甘油添加量0.50g/g、pH值10.5，平行五次试验测得复合膜断裂延长率为12.24%，与响应面预测结果基本一致，说明通过响应面优化复合膜工艺条件的结果可靠，重复性好。复合膜综合性能测定按复合工艺制备可食膜，样品见图5，测定复合膜的其它性能结果见表1、2。由表可知，复合膜的机械性能较优，氧气阻隔性能较优，透光率较高，水溶时间较短，且不透油。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋清蛋白—卡拉胶复合膜的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：将

【技术特征摘要】
1.一种蛋清蛋白—卡拉胶复合膜的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：将κ-卡拉胶溶于40℃去离子水中，搅拌至无气泡后加入蛋清蛋白和甘油，调节pH值，搅拌均匀，60℃水浴加热30min，超声脱气10min，缓慢搅拌均匀，室温下冷却1h，40℃干燥至膜恒重，相对湿度53%环境中平衡24h，制得蛋清蛋白—卡拉胶复合膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：成膜液中各组分的质量百分数分别是：蛋清蛋白0.0-4.0%、κ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，黄群，杨燃，黄翔，宋洪波，李述刚，耿放，黄茜，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：福建,35