一种脂质-蛋白可食性双层活性膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种脂质‑蛋白可食性双层活性膜及其制备方法。包括以下步骤：将醇溶蛋白、水溶蛋白分别溶解于醋酸‑水溶液中，向醇溶蛋白中加入疏水性活性物和/或向水溶蛋白中加入亲水性活性物，分别得到醇溶蛋白溶液和水溶蛋白溶液；将醇溶蛋白溶液与水溶蛋白溶液混合均匀，并加入增塑剂；将成膜溶液与固体脂质混合，加热至脂质熔点以上，经高速剪切均质，形成乳液，流延成膜。本发明专利技术制备工艺简便，一次流延即可制得蛋白‑脂质双层活性膜，可减少干燥时间，提高生产效率。该活性膜具有良好的单向阻水效果和机械性能，通过调控醇溶蛋白和水溶蛋白的比例、脂质质量百分比，可实现对活性物释放速率的调控。

A lipid protein edible bilayer active membrane and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种脂质-蛋白可食性双层活性膜及其制备方法
本专利技术属于活性包装材料
更具体地，涉及一种脂质-蛋白可食性双层活性膜及其制备方法。
技术介绍
不可降解的塑料包装对环境造成污染，由生物可降解性材料，例如蛋白类、多糖类和脂质类组成的薄膜，越来越受到研究人员的青睐。生物可降解薄膜可通过负载天然抗氧化、抗菌活性物，形成活性包装，控制食品中微生物生长、油脂氧化等不良反应，从而有效地延长食品保质期。但是，由蛋白类和多糖类形成的膜阻水效果差，在应用于水分活度较高的食品时受到很大的限制。研究人员通过添加脂质，制备脂质-多糖或蛋白复合膜，增强膜的阻水性。脂质-多糖或蛋白复合膜的制备方法通常有两种：第一种方法是流延形成多糖膜或蛋白膜后，再将融化的脂质流延于多糖膜或蛋白膜表面；第二种方法是将脂质添加到多糖或蛋白的成膜溶液中，制备成乳液，再进行流延。中国专利CN109608670A公开了一种植物蛋白/阿拉伯胶/脂质乳化型可食性复合膜的制备方法，将脂质添加到植物蛋白/阿拉伯胶的成膜溶液中，利用蛋白质/多糖共价复合物来成膜，通过剪切和高压均质形成乳液，最后流延形成乳化膜。中国专利CN104861187B公开了一种具有疏水性能的塔拉胶可食膜的制备方法，先将塔拉胶加热溶解，向塔拉胶溶液中加入甘油、山梨醇和油酸，均质后进行流延，得到具有疏水性能的塔拉胶可食膜。然而，第一种方法制备的膜虽然阻水效果较好，但是需要进行两次流延工序，降低了生产效率，并且形成在表面的脂质层与多糖/蛋白膜的相容性和粘附性差，脂质层很容易脱落和脆裂；而第二种方法制备的膜阻水效果差，因为脂质均匀分布于膜基质中，不能在表面形成连续的一层脂质阻水层。中国专利CN106905564B还公开了一种功能性可食膜及其制备方法，将固体脂质高温融化，加入活性物质，得到油相；将乳化剂均匀分散在热水中，得到水相；将水相加入油相中，制成载有活性物质的固体脂质纳米粒后，以淀粉为主要成膜物质，均质后进行流延，得到具抗氧化性和广谱抑菌性的功能性可食膜。然而使用固体脂质纳米粒(SLNs)可食性膜也存在一些不足：透明度较低，膜的厚度与均匀性难以控制；透气性差，可能造成果蔬无氧呼吸；力学性能较低，制膜时易产生裂纹或孔洞等。因此，如何减少脂质-多糖/蛋白的流延工序，提高生产效率，形成有效阻水层并负载多种亲水性、疏水性活性化合物，制得生物可降解活性膜，这对我国活性包装领域的发展、减少塑料污染具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的不足，提供一种脂质-蛋白可食性双层活性膜的制备方法。该方法制备工艺简便，一次流延即可形成蛋白-脂质双层膜，使用该方法制备的可食性膜具有良好的单向阻水效果和机械性能，可同时负载亲水性、疏水性活性物，并且可通过调控醇溶蛋白和水溶蛋白的比例、脂质的浓度，即可实现活性物的释放速率的调控。该活性膜应用于食品保鲜时，有望实现对抗氧化和抑菌效果的智能调控。本专利技术的另一目的是提供使用上述方法制备得到的脂质-蛋白可食性双层活性膜。本专利技术的再一目的是提供一种包含上述脂质-蛋白可食性双层活性膜或由上述脂质-蛋白可食性双层活性膜生产的包装制品。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种脂质-蛋白可食性双层活性膜的制备方法，包括以下步骤：S1.制备成膜溶液：将醇溶蛋白、水溶蛋白分别溶解于醋酸-水溶液中，待完全溶解后，向醇溶蛋白中加入疏水性活性物和/或向水溶蛋白中加入亲水性活性物，分别得到醇溶蛋白溶液和水溶蛋白溶液；将醇溶蛋白溶液与水溶蛋白溶液混合均匀，并加入增塑剂，搅拌得到成膜溶液；S2.将步骤S1的成膜溶液与固体脂质混合，加热至脂质熔点以上，经高速剪切均质，形成乳液；S3.将步骤S2的乳液趁热倒入流延机料槽，乳液在流延机中逐渐成膜，并在另一端完成收卷。本专利技术提出一种可一步成型的脂质-蛋白可食性双层活性膜的制备方法，该可食性双层活性膜避免了传统的脂质-蛋白双层膜的两次流延制备工艺，利用脂质在高温下会上浮的特性，通过流延机一次流延即可成型，节省了流延工序，减少干燥时间，仅需0.5～2.5个小时即可成膜，提高了生产效率。所制备的可食性膜具有良好的单向阻水效果和机械性能，透明度较好，且易于调控膜的厚度与透气性，从而实现度对抗氧化和抑菌效果的智能调控。在其中一些优选实施例中，步骤S1中，所述醇溶蛋白和水溶蛋白的总质量浓度为16～27wt％，其中所述醇溶蛋白和水溶蛋白的质量比为1：0.4～2.7。更优选地，醇溶蛋白和水溶蛋白的总质量浓度为18～22wt％，其中所述醇溶蛋白和水溶蛋白的质量比为1：0.5～2.0。选用上述用量范围的醇溶蛋白和水溶蛋白制备的可食性膜具有良好的成膜性，并具备良好的机械强度和透明度。制备的成膜溶液粘度适合，保证了脂质在流延过程中能够破乳上浮形成双层膜。在其中一些优选实施例中，所述固体脂质占固形物含量的质量百分比为10～60％(w/w)。更优选地，固体脂质占固形物含量的质量百分比为20～50％(w/w)。选用上述用量范围的脂质能在成膜过程中破乳上浮形成阻水的脂质层，所形成的膜不易龟裂，并具有良好的光学性能。在其中一些优选实施例中，所述疏水性活性物、亲水性活性物的质量之和占固形物含量的质量百分比为5～18％；疏水性活性物、亲水性活性物的质量比为1：1～3。在其中一些优选实施例中，步骤S2中，成膜溶液的加热温度为50～90℃，高速剪切速度为6000～20000rpm，均质时间为1～3min。更优选地，成膜溶液的加热温度为70℃，高速剪切速度为10000rpm，均质时间为2min。本专利技术成膜溶液的加热温度为50～90℃，该加热温度大于脂质的融化温度，有利于保证后续流延成膜一次成型。本专利技术的高速剪切速度若大于20000rpm，均质时间过长，会造成所形成的乳液粒径过小，不利于流延过程中脂质的破乳上浮；而高速剪切速度小于6000rpm，均质时间短于1min，则会造成乳液在流延前失稳，流延制备的膜粗糙不平，表面分布的脂质不均匀，高速剪切速度为6000～20000rpm，均质时间为1～3min时有利于流延过程中脂质的破乳上浮形成双层膜，而且流延制备的膜光滑平整，表面分布的脂质均匀。在其中一些优选实施例中，步骤S3中，流延机的流延温度控制在50～100℃，更优选为70～80℃。流延速度为0.01～0.1m/min，更优选为0.03～0.05m/min。流延机的刀高设置为0.2～2mm，更优选为0.6～0.8mm。流延温度应控制在脂质熔点之上，本专利技术流延温度控制在50～100℃，通过适当的增加流延温度有利于脂质破乳上浮形成双层膜，但若温度高于100℃则反而会降低膜的机械性能。本专利技术刀高设置为0.2～2mm，有利于形成较为连续的脂质层。在其中一些优选实施例中，所述醇溶蛋白选自小麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白、燕麦醇溶蛋白或高粱醇溶蛋白中的一种或两种以上混合物；所述水溶蛋白为明胶、大豆蛋白、乳清蛋白或酪蛋白中的一种或两种以上混合物；根据本专利技术，可以使用的合适的醇溶蛋白和水溶蛋白包括但不限于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脂质-蛋白可食性双层活性膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.制备成膜溶液：将醇溶蛋白、水溶蛋白分别溶解于醋酸-水溶液中；待完全溶解后，向醇溶蛋白中加入疏水性活性物和/或向水溶蛋白中加入亲水性活性物，分别得到醇溶蛋白溶液和水溶蛋白溶液；将醇溶蛋白溶液与水溶蛋白溶液混合均匀，并加入增塑剂，搅拌得到成膜溶液；/nS2.将步骤S1的成膜溶液与固体脂质混合，加热至脂质熔点以上，经高速剪切均质，形成乳液；/nS3.将步骤S2的乳液趁热倒入流延机料槽，乳液在流延机中逐渐成膜，并在另一端完成收卷。/n

【技术特征摘要】
1.一种脂质-蛋白可食性双层活性膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备成膜溶液：将醇溶蛋白、水溶蛋白分别溶解于醋酸-水溶液中；待完全溶解后，向醇溶蛋白中加入疏水性活性物和/或向水溶蛋白中加入亲水性活性物，分别得到醇溶蛋白溶液和水溶蛋白溶液；将醇溶蛋白溶液与水溶蛋白溶液混合均匀，并加入增塑剂，搅拌得到成膜溶液；
S2.将步骤S1的成膜溶液与固体脂质混合，加热至脂质熔点以上，经高速剪切均质，形成乳液；
S3.将步骤S2的乳液趁热倒入流延机料槽，乳液在流延机中逐渐成膜，并在另一端完成收卷。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述醇溶蛋白和水溶蛋白的总质量浓度为16～27wt％，其中所述醇溶蛋白和水溶蛋白的质量比为1：0.4～2.7。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述固体脂质占固形物含量的质量百分比为10～60％(w/w)。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述疏水性活性物、亲水性活性物的质量之和占固形物含量的质量百分比为5～18％；疏水性活性物、亲水性活性物的质量比为1：1～3。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，成膜溶液的加热温度为50～90℃，高速剪切速度为6000～20000rpm，均质时间为1～3min。


6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，流延机的流延温度控制在50～100℃，流延速度为0.01～...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖杰，蔡济洋，陈霞，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44