一种可食性复合蛋白膜的制备方法.pdf

本发明涉及一种可食性复合蛋白膜的制备方法，本发明采用谷朊粉和玉米醇溶蛋白为基料，添加了增塑剂和强化剂。解决了因由谷朊粉单体成膜阻水性和机械强度差而难于在实际成产中应用的缺点。本发明原料来源广泛，生产工艺简单，对环境无污染，经过改性后的谷朊粉-玉米醇溶蛋白复合膜机械强度和阻水性明显提高，在食品包装领域有广阔的发展前景。

1、  一种可食性复合蛋白膜的制备方法，其特征在于：将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，其中玉米醇溶蛋白的重量占总重量的10～35％，经浓度为45～65％的乙醇溶液溶解，调节谷朊粉与玉米醇溶蛋白重量和占溶解液重量的9～11％，匀速搅拌10min。加入甘油作为增塑剂，甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的10～25％；之后加入果胶作为强化剂，果胶的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的3～5％，得到膜液，用浓度5～15％NaOH溶液调节膜液pH为11.0～13.0，45～60℃匀速搅拌10～30min，加入食用消泡剂，添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.3～0.8％，50～80℃下水浴保温20～40min，在不锈钢板上流延成膜，60～80℃干燥1～2h后揭膜，即得谷朊粉与玉米醇溶蛋白可食性复合蛋白膜。

2、  如权利要求1所述的可食性复合蛋白膜的制备方法，其特征在于：原料为谷朊粉与玉米醇溶蛋白。

3、  如权利要求1所述的可食性复合蛋白膜的制备方法，其特征在于：所述的玉米醇溶蛋白是按下述方法制得：玉米蛋白粉经粉碎后过60～100目筛，按料液比1∶5～1∶7的比例溶于浓度为70～90％的乙醇溶液中。用浓度为5～15％NaOH溶液调节pH至11.0～13.0，搅拌混匀。在超声功率为70～100Hz的超声波作用下萃取45～90min，离心分离后取上清液，用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释至35～45％，用浓度为5～15％HCl溶液调节pH至5.0～6.5，离心分离后取沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，气流干燥，超微粉碎后过100～140目筛，即得本发明所需玉米醇溶蛋白。

4、  如权利要求1所述的可食性复合蛋白膜的制备方法，其特征在于：使用甘油作为增塑剂，果胶作为强化剂。

一种可食性复合蛋白膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可食性复合蛋白膜的制备方法，属于食品包装技术领域。
背景技术
随着人们对食品品质和保藏期要求的提高以及人们环保意识的增强，以天然生物材料制成的可食性包装膜已成为研究热点。可食性包装膜的研究和发展在国内外食品业中颇受重视。由于可食性包装膜能够被生物降解，无任何污染，可作为食品风味料、营养强化剂、抗氧化剂、抗微生物制剂的载体。而且蛋白膜具有较高的营养价值，口感好，透性小，是食品保鲜的理想材料。开发以天然生物材料制成的可食性蛋白膜具有广阔的应用前景。多年来人们一直致力于改善可食性蛋白膜的性质，但还未能满足工业化生产和实际商业应用的需要。目前主要有两个因素制约了可食性蛋白膜的发展：一是可食性蛋白膜的机械强度不足；二是可食性蛋白膜的阻水性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料来源广泛、成本低廉，生产工艺简单，机械强度高，阻水性能好，废弃之后可降解，从原料的提取到成品的废弃过程中对环境无污染的可食性复合蛋白膜的制备方法，克服了现有技术的不足。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可食性复合蛋白膜的制备方法，原料为谷朊粉与玉米醇溶蛋白。将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，其中玉米醇溶蛋白的重量占10～35％，经浓度为45～65％的乙醇溶液溶解，调节谷朊粉与玉米醇溶蛋白占溶解液重量的9～11％，匀速搅拌10min。加入甘油作为增塑剂，甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的10～25％；之后加入果胶作为强化剂，果胶的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的3～5％，得到膜液，用浓度5～15％NaOH溶液调节膜液pH为11.0～13.0，45～60℃匀速搅拌10～30min，加入食用消泡剂，添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.3～0.8％，50～80℃下水浴保温20～40min，在不锈钢板上流延成膜，60～80℃干燥1～2h后揭膜，即得谷朊粉与玉米醇溶蛋白可食性复合蛋白膜。
本发明的技术方案中所述的谷朊粉是从河南莲花味精股份有限公司购得，其蛋白质含量为75.9％，水分含量9.5％，脂肪含量2.6％，其标准为Q/LWJ09-2002。
本发明的技术方案中所述的玉米醇溶蛋白是按下述方法制得：普通市售的玉米蛋白粉经粉碎后过60～100目筛，按料液比1∶5～1∶7的比例溶于浓度为70～90％的乙醇溶液中。用浓度为5～15％NaOH溶液调节pH至11.0～13.0，搅拌混匀。在超声功率为70～100Hz的超声波作用下萃取45～90min，离心分离后取上清液，用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释至35～45％，用浓度为5～15％HCl溶液调节pH至5.0～6.5，离心分离后取沉淀，用去离子水洗涤沉淀2～3次，气流干燥，超微粉碎后过100～140目筛，即得本发明所需玉米醇溶蛋白。
谷朊粉与玉米醇溶蛋白复合膜与单一谷朊粉膜性能的比较见表1。
表1谷朊粉与玉米醇溶蛋白复合膜与单一谷朊粉膜性能的比较

由图1可知，添加果胶的复合蛋白膜与对照相比，除完全不透油的特性相同以外，其余性能显著优于对照。研究结果表明：其抗拉强度、断裂伸长率分别比对照提高了25.0％和15.5％；水蒸气透过率、水溶性和透氧率则分别比对照降低了18.5％、15.9％和25.0％。
本发明采用的主料谷朊粉为小麦淀粉生产的副产物，由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白组成。麦谷蛋白分子呈纤维状，是由多肽键通过分子间二硫键连接而成的聚合体蛋白，具有良好的弹性、韧性和抗延伸性，无粘性，延伸性差。麦醇溶蛋白是单体分子，只含有分子内二硫键，水化后粘性高，无弹性和韧性，无抗延伸性，具有良好流变性、延伸性和膨胀性。谷朊粉单体成膜的弊端在于其阻水性和机械强度还不能满足食品保藏的需要，为了弥补这一不足，本发明选用的辅料1为玉米醇溶蛋白，玉米醇溶蛋白疏水性强，不溶于水，其组成氨基酸中大部分是疏水氨基酸和含硫氨基酸，它与肽主链上的羟基与亚氨基的氢键作用，形成α-螺旋体，在醇溶液中形成无规则的线团结构，形成的薄膜具有阻水、隔氧、抗紫外线等特性。本发明选用辅料2为果胶，多糖在溶液中起增稠和凝胶作用，提高成膜溶液的稳定性。膜液中各个组分可产生协同作用，使复合物具有更加优越的性能。经过改性后的谷朊粉-玉米醇溶蛋白复合膜机械强度和阻水性明显提高，在食品包装领域有广阔的发展前景。
具体实施方式
实施例1
步骤1、玉米醇溶蛋白的制备：
玉米蛋白粉经粉碎后过80目筛，按料液比1∶6的比例溶于80％的乙醇溶液中，用10％NaOH溶液调节pH 12.0，搅拌混匀。在超声功率为80Hz的超声波作用下萃取60min，离心分离后取上清液。用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释至40％，用10％HCl溶液调节pH至6.0，离心分离后取沉淀，用去离子水洗涤沉淀3次，气流干燥，超微粉碎后过120目筛，即得玉米醇溶蛋白。
步骤2、谷朊粉与玉米蛋白复合膜膜液的制备
将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，玉米醇溶蛋白占总重量的20％，经50％的乙醇溶液溶解后调节玉米醇溶蛋白与谷朊粉重量和占溶解液重量的10％，匀速搅拌10min。加入甘油和果胶，其中甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的20％，果胶的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的4％，用10％NaOH溶液调节膜液pH 12.0，50℃匀速搅拌20min，加入食用消泡剂，食用消泡剂添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.6％，55℃下水浴保温30min。
步骤3、蛋白膜的制备
将制备好的膜液均匀流延在光滑的不锈钢板上，70℃干燥1.5h，揭膜，既得谷朊粉与玉米醇溶蛋白可食性复合膜。
步骤4、所得产品检测参数
抗拉强度(MPa)；3.15
断裂伸长率(％)；206.67
水蒸气透过率(g·mm/m²·d·KPa)：6.76
水溶性(％)：28.17
透氧率(mL·mm·m^-2·h^-1·Pa^-1)：0.09
透油性(g·mm/m²·d)：0
实施例2
步骤1、玉米醇溶蛋白的制备：
玉米蛋白粉经粉碎后过60目筛，按料液比1∶7的比例溶于90％的乙醇溶液中，用5％NaOH溶液调节pH 11.0，搅拌混匀。在超声功率为100Hz的超声波作用下萃取45min，离心分离后取上清液。用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释至45％，用5％HCl溶液调节pH至5.0，离心分离后取沉淀，用去离子水洗涤沉淀2次，气流干燥，超微粉碎后过100目筛，即得玉米醇溶蛋白。
步骤2、谷朊粉与玉米蛋白复合膜膜液的制备
将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，玉米醇溶蛋白占总重量的10％，经45％的乙醇溶液溶解后调节玉米醇溶蛋白与谷朊粉重量和占溶解液重量的9％，匀速搅拌10min。加入甘油和果胶，其中甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的25％，果胶的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的3％，用5％NaOH溶液调节膜液pH至11.0，45℃匀速搅拌30min，加入食用消泡剂，食用消泡剂添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.3％，80℃下水浴保温20min。
步骤3、蛋白膜的制备
将制备好的膜液均匀流延在光滑的不锈钢板上，60℃干燥2h，揭膜，既得谷朊粉与玉米醇溶蛋白可食性复合膜。
步骤4、所得产品检测参数
抗拉强度(MPa)：3.01
断裂伸长率(％)：197.52
水蒸气透过率(g·mm/m²·d·KPa)：6.92
水溶性(％)：30.03
透氧率(mL·mm·m^-2·h^-1·Pa^-1)：0.10
透油性(g·mm/m²·d)：0
实施例3
步骤1、玉米醇溶蛋白的制备：
玉米蛋白粉经粉碎后过100目筛，按料液比1∶5的比例溶于70％的乙醇溶液中，用15％NaOH溶液调节pH 13.0，搅拌混匀。在超声功率为70Hz的超声波作用下萃取90min，离心分离后取上清液。用去离子水将上清液中的乙醇浓度稀释至35％，用15％HCl溶液调节pH至6.5，离心分离后取沉淀，用去离子水洗涤沉淀3次，气流干燥，超微粉碎后过140目筛，即得玉米醇溶蛋白。
步骤2、谷朊粉与玉米蛋白复合膜膜液的制备
将玉米醇溶蛋白与谷朊粉混合，玉米醇溶蛋白占总重量的35％，经65％的乙醇溶液溶解后调节玉米醇溶蛋白与谷朊粉重量和占溶解液重量的11％，匀速搅拌10min。加入甘油和果胶，其中甘油的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的10％，果胶的添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的5％，用15％NaOH溶液调节膜液pH至13.0，60℃匀速搅拌10min，加入食用消泡剂，食用消泡剂添加量为谷朊粉与玉米醇溶蛋白总重量的0.8％，50℃下水浴保温40min。
步骤3、蛋白膜的制备
将制备好的膜液均匀流延在光滑的不锈钢板上，80℃干燥1h，揭膜，既得谷朊粉与玉米醇溶蛋白可食性复合膜。
步骤4、所得产品检测参数
抗拉强度(MPa)：3.09
断裂伸长率(％)：192.18
水蒸气透过率(g·mm/m²·d·KPa)：6.51
水溶性(％)；29.03
透氧率(mL·mm·m^-2·h^-1·Pa^-1)：0.09
透油性(g·mm/m²·d)：0