一种机械性能稳定型食用复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种机械性能稳定型食用复合膜及其制备方法，大豆分离蛋白和明胶在k-卡拉胶的参与协助下，在独特反应条件下经蒸汽交联处理改造了大豆分离蛋白与明胶蛋白的内部结构，同时进一步选用特定各组分用量、特定增塑剂组成及配比，使蛋白形成更为致密、均匀的三维立体网状结构，有效提高了膜材料的稳定性，在贮藏期3个月内机械性能变化幅度较小，拉伸强度仅降低5-12%，复合膜透水性仅增加5-8%，复合膜透氧性仅增加3-5.5%，复合膜透二氧化碳性仅增加2-4.5%，且色泽透明不受影响，延长食品保质期；本发明专利技术具有操作简单，制品质量稳定可靠，宜于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，大豆分离蛋白和明胶在k-卡拉胶的参与协助下，在独特反应条件下经蒸汽交联处理改造了大豆分离蛋白与明胶蛋白的内部结构，同时进一步选用特定各组分用量、特定增塑剂组成及配比，使蛋白形成更为致密、均匀的三维立体网状结构，有效提高了膜材料的稳定性，在贮藏期3个月内机械性能变化幅度较小，拉伸强度仅降低5-12%，复合膜透水性仅增加5-8%，复合膜透氧性仅增加3-5.5%，复合膜透二氧化碳性仅增加2-4.5%，且色泽透明不受影响，延长食品保质期；本专利技术具有操作简单，制品质量稳定可靠，宜于工业化生产。【专利说明】
本专利技术提供了，更具体地说涉及大豆分离蛋白/明胶/k-卡拉胶复合包装膜及其制备方法，属于食品包装
。
技术介绍
食品的保质期依赖于食品包装及其对外界的阻隔。塑料包装薄膜应用比较普遍，但很容易产生有害气体和异味，且不易分解，造成“白色污染”。可食性膜因其特有的阻隔性、安全性和无污染等优点，而备受食品行业与包装行业的广泛关注。但基于现有国内外可食性膜研究进展看，可食性膜在贮藏期内机械性能稳定性差，贮藏期内机械性能变化很大，是导致可食性包装薄膜暂还不能广泛应用市场的主要因素。目前，国内关于可食大豆蛋白复合膜研究目前多集中在机械性能提高上，例如，专利CN 103146004A 通过在SPI中引入光敏性聚合物PVA-SbQ，进行紫外光改性处理制备大豆蛋白膜，提高复合膜耐水性；专利CN 101199314A以大豆蛋白和小麦面筋蛋白为主要原料，采用谷氨酰胺转氨酶进行改性，提高复合膜的拉伸强度和延伸率；专利CN 102190805A采用超声处理改造大豆蛋白的结构，提高大豆蛋白为基质的可食性膜拉伸强度，增大复合膜透光率、增强了对油性物质的阻隔性；也不乏利用反应活性高、反应快、给合量高、交联性能好、穿透能力强的戊二醛蒸汽处理大豆蛋白而制备复合膜，然而，上述各种研究忽视了在研究提高机械性能的同时，如何提高机械性能稳定性的研究。因此，如何在保证质量的情况下，通过对大豆分离蛋白分子改性处理，调节制备关键技术，提高可食大豆蛋白复合膜机械性能，改善性能稳定性，就成为目前食品行业及食品包装行业亟待解决的问题之一。 目前还尚未有使用特定的方法对大豆分离蛋白、明胶、k-卡拉胶三者一同通过戊二醛蒸汽交联改性而获得机械性能稳定型可食大豆蛋白复合膜的报道，尤其没有使用特定增塑剂，即特定组成及配比来进一步协同获得机械性能稳定的食用膜。在此基础上，也没有对蒸汽交联机理、交联环境的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的:针对上述现有存在的问题和不足，本专利技术提供一种具有工艺简单、易于操作、周期短、无需复杂设备、明显提高产品性能等优点的高机械性能稳定型食用复合膜制备方法。可以拓宽分离大豆蛋白利用途径，提高产品的附加值。本专利技术解决的技术问题:解决目前国内外食品包装研究领域所制备的可食性蛋白膜在贮藏、包装食品时机械性能稳定性差，最终导致包装食品保质期显著下降，限制可食性膜应用于食品行业、包装行业的共性问题。本专利技术解决的技术方案:一种机械性能稳定型食用复合膜的制备方法，其特征在于按照以下步骤制备: (I)向烧杯中加入100g温度为4(T60°C蒸馏水，以蒸馏水重量百分比计，加入5~7%明胶和广3%k_卡拉胶，两种胶吸水溶胀后再加入4~8%无水乙醇、1.0-3.0%的增塑剂、0.05、.15%无水亚硫酸钠，磁力搅拌的状态下加入2~4%大豆分离蛋白，获得混合溶液； (2)将溶液pH值调节至8.0，磁力搅拌器搅拌45-50s后，90_95°C水浴加热20_25min，采用超声波进行消泡脱气处理，超声条件:100-150赫兹、时间20 min，脱气后的溶液倒入的亚克力板槽内； (3)将戊二醛液体放入自动控温控压且密闭的蒸汽交联装置，在密闭的蒸汽交联装置内进行戊二醛蒸汽交联反应，具体反应条件:蒸汽交联装置内部压力恒定至IOlKPa,先在高温短时条件，即温度为4(T50°C条件下反应2(T30min，装置内部戊二醛蒸汽浓度控制在20-25ppm ;随后调制低温长时条件，即温度为25~30°C条件下反应f 2h，装置内部戊二醛蒸汽浓度控制在10-15ppm ； (4)蒸汽交联后，将盛有成膜溶液的亚克力板50°C鼓风干燥15h，干燥后室温放置6_7h，水浴温度为87°C回软45s后揭膜； (5)成品。优选步骤(1)中所述的增塑剂为甘油与聚乙二醇二者的混合物，二者质量比为2:3;或优选步骤(1)中所述的增塑剂为甘油、聚乙二醇与聚乙烯醇三者的混合物，三者质量比为2:3:1。优选步骤⑵亚克力板的板槽规格为长X宽X高300X 300X 10mm，倒膜量为100g0同时提供上述方法制备的食用复合膜，具有以下特征: (1)在3个月贮藏期，贮藏温度25°C、湿度50%，所述食用复合膜拉伸强度只降低5-12%，而仅大豆分离蛋白和明胶经过戊二醛溶液交联处理后的复合膜的拉伸强度降低20-30% ;及 (2)在贮藏期3个月内，复合膜透水性增加5-8%，而仅大豆分离蛋白和明胶经过戊二醛溶液交联处理后的复合膜的透水性增加15-20% ;及 (3)在贮藏期3个月内，复合膜透氧性增加3-5.5%，而仅大豆分离蛋白和明胶经过戊二醛溶液交联处理后的复合膜的透氧性增加8-13.6% ;及 (4)在贮藏期3个月内，复合膜透二氧化碳性增加2-4.5%，而仅大豆分离蛋白和明胶经过戊二醛溶液交联处理后的复合膜的透二氧化碳性增加7-9.3%。其中，机械性能稳定性的评定方法是:【权利要求】1.一种机械性能稳定型食用复合膜的制备方法，其特征在于按照以下步骤制备: (1)向烧杯中加入100g温度为4(T60°C蒸馏水，以蒸馏水重量百分比计，加入5~7%明胶和广3%k_卡拉胶，两种胶吸水溶胀后再加入4~8%无水乙醇、1.0-3.0%的增塑剂、0.05、.15%无水亚硫酸钠，磁力搅拌的状态下加入2~4%大豆分离蛋白，获得混合溶液； (2)将溶液pH值调节至8.0，磁力搅拌器搅拌45-50s后，90_95°C水浴加热20_25min，采用超声波进行消泡脱气处理，超声条件:100-150赫兹(优选120赫兹)、时间20 min，脱气后的溶液倒入的亚克力板槽内； (3)将戊二醛液体放入自动控温控压且密闭的蒸汽交联装置，在密闭的蒸汽交联装置内进行戊二醛蒸汽交联反应，具体反应条件:蒸汽交联装置内部压力恒定至IOlKPa,先在高温短时条件，即温度为4(T50°C条件下反应2(T30min，装置内部戊二醛蒸汽浓度控制在20-25ppm ;随后调至低温长时条件，即温度为25~30°C条件下反应f 2h，装置内部戊二醛蒸汽浓度控制在10-15ppm ； (4)蒸汽交联后，将盛有成膜溶液的亚克力板50°C鼓风干燥15h，干燥后室温放置6_7h，水浴温度为87°C回软45s后揭膜； (5)成品。2.根据权利要求1所述的一种机械性能稳定型食用复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的增塑剂为甘油与聚乙二醇二者的混合物，二者质量比为2:3。3.根据权利要求1所述的一种机械性能稳定型食用复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的增塑剂为甘油、聚乙二醇与聚乙烯醇三者的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械性能稳定型食用复合膜的制备方法，其特征在于按照以下步骤制备：(1)向烧杯中加入100g温度为40~60℃蒸馏水，以蒸馏水重量百分比计，加入5~7%明胶和1~3%k‑卡拉胶，两种胶吸水溶胀后再加入4~8%无水乙醇、1.0~3.0%的增塑剂、0.05~0.15%无水亚硫酸钠，磁力搅拌的状态下加入2~4%大豆分离蛋白，获得混合溶液；(2)将溶液pH值调节至8.0，磁力搅拌器搅拌45‑50s后，90‑95℃水浴加热20‑25min，采用超声波进行消泡脱气处理，超声条件：100‑150赫兹（优选120赫兹）、时间20 min，脱气后的溶液倒入的亚克力板槽内；(3)将戊二醛液体放入自动控温控压且密闭的蒸汽交联装置，在密闭的蒸汽交联装置内进行戊二醛蒸汽交联反应，具体反应条件：蒸汽交联装置内部压力恒定至101KPa，先在高温短时条件，即温度为40~50℃条件下反应20~30min，装置内部戊二醛蒸汽浓度控制在20‑25ppm；随后调至低温长时条件，即温度为25~30℃条件下反应1~2h，装置内部戊二醛蒸汽浓度控制在10‑15ppm； (4)蒸汽交联后，将盛有成膜溶液的亚克力板50℃鼓风干燥15h，干燥后室温放置6‑7h，水浴温度为87℃回软45s后揭膜；(5)成品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张华江，江连洲，石云娇，王胜男，夏宁，吕雪鹏，穆莹，李亮，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23