一種可食性包裝膜的制備及研究

許月明 張 爽 湯 強(qiáng)

(蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241003）

一種可食性包裝膜的制備及研究

許月明 張 爽 湯 強(qiáng)

(蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241003）

可食性包裝膜(Edible Packaging Films，以下簡(jiǎn)稱EPF）是國(guó)內(nèi)外研究較為流行的一種新型包裝材料，該包裝具備“安全”、“環(huán)保”、“低碳”、“可降解”、“節(jié)約”、“方便”等眾多優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)“綠色包裝”的首選包裝材料。本文以豆腐渣、大米淀粉和馬鈴薯淀粉的混合物為基材，瓜爾豆膠作為膠粘劑，甘油作為增塑劑，選擇最佳制備方案，保證膜能滿足粉末狀、固體狀、油脂類食品的包裝要求，同時(shí)能最大程度保證原料中營(yíng)養(yǎng)成分的保留。

食品安全；EPF；制備；檢測(cè)；分析

1 前言

可食性包裝膜(Edible Packaging Films，以下簡(jiǎn)稱EPF），是國(guó)內(nèi)外研究較為流行的一種新型的包裝材料，因?yàn)樵摪b膜溶于水，可與被包裝內(nèi)容物一起食用，不會(huì)造成環(huán)境污染，既能保證包裝內(nèi)容物的安全，還能提供對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

EPF在食品工業(yè)中的用途相當(dāng)廣泛，果蔬保鮮、肉制品和水產(chǎn)品的加工和保鮮，糖果和焙烤食品的加工和保藏，以及方便和快餐食品的包裝等[1]。國(guó)外對(duì)EPF進(jìn)行了廣泛、深入、細(xì)致的研究，如日本的蔬菜紙、美國(guó)的可食性食品保鮮薄膜等[2][3]。但因?yàn)槿藗儗?duì)EPF的認(rèn)識(shí)尚淺，其研究普遍存在以下問(wèn)題：1、膜的包裝性能有待提高；2、制備成本較高；3、膜的安全性有待考證。針對(duì)上述研究現(xiàn)狀，本文主要探討基于食品安全視角下的EPF，擬開發(fā)一種“安全”、“環(huán)保”、“低碳”、“可降解”、“節(jié)約”、“方便”的EPF。

2 材料與方法

2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

大米淀粉，天津頂峰淀粉開發(fā)有限公司；馬鈴薯淀粉，山馬生物科技有限公司；瓜爾豆膠，山東鄆州科技植物膠公司；甘油，山東大唐精細(xì)化工有限公司。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

JW190型攪拌機(jī)，吳橋大元工程機(jī)械有限責(zé)任公司；MTS系列雙螺桿擠出機(jī)，南京德騰機(jī)械有限公司；小型塑料流延機(jī)，萊蕪市精瑞塑料機(jī)械有限公司；物性測(cè)試儀，北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司。以豆制品公司加工后的廢棄物豆腐渣等為主要原料分別制備適合粉末狀、固體狀、油脂三類典型包裝內(nèi)容物的EPF，優(yōu)化適用于不同包裝的最佳工藝和包裝性能參數(shù)，如圖1所示。

2.2.1 原料的選擇

可食性包裝膜主要由基質(zhì)和添加劑等構(gòu)成。膜的種類不同，其制備方法也不完全相同。本著節(jié)約、環(huán)保等原則，基質(zhì)選擇時(shí)盡量考慮食品加工企業(yè)廢棄物的利用。原料在選擇過(guò)程中，根據(jù)粉包、蔬菜包、醬包的不同包裝材料要求，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工現(xiàn)狀，選擇了豆腐渣、大米淀粉和馬鈴薯淀粉的混合物為基材，瓜爾豆膠作為膠粘劑，甘油作為增塑劑，同時(shí)考慮三者之間的親和性，選擇最佳制備方案，主要保證膜能滿足粉末狀、固體狀、油脂類食品的包裝要求，同時(shí)能最大程度保證原料中營(yíng)養(yǎng)成分的保留。

2.2.2 制備工藝實(shí)施[4]

制備工藝中，注重原料混合比例，各種添加劑的量，攪拌的時(shí)間和溫度，加壓強(qiáng)度，擠出方法，干燥溫度和濕度等具體參數(shù)的優(yōu)化。采取正交試驗(yàn)的方法，確定最終的工藝參數(shù)值。具體制備方法如下：將豆腐渣、大米淀粉、馬鈴薯淀粉以一定比例進(jìn)行高速混合，加入輔料，攪拌8min，加入甘油低速攪拌5min后再高速攪拌30min，靜置、造粒、高溫流延擠出成型，得到不同厚度的包裝薄膜。

2.2.3 指標(biāo)檢測(cè)方法

每一種性能指標(biāo)的檢測(cè)方法均有很多，本文從企業(yè)成本角度，結(jié)合目前多數(shù)企業(yè)所具備的試驗(yàn)條件，根據(jù)包裝膜材料本身的特征，選擇相對(duì)比較簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法。

①透光率的測(cè)定

膜透明度的測(cè)定主要采用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。將薄膜裁成一定規(guī)格的條狀，緊貼于比色皿的一側(cè)，在620nm下測(cè)定其透光率，以空比色皿作為比照[5]。

②水溶性的測(cè)定

將所制薄膜裁剪成市售粉包、蔬菜包、醬包的大小，置于80℃的溫水中攪拌溶解，記錄薄膜全部溶解所需時(shí)間。

③拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)定

依據(jù)GB13022-1991(塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法），測(cè)定前先將試樣在室溫、相對(duì)濕度50%左右的環(huán)境下平衡3天，將裁好的標(biāo)準(zhǔn)試樣，在儀器上做抗拉試驗(yàn)和延伸試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)做6個(gè)平行樣品[6]，取算術(shù)平均值。

④膜厚度的測(cè)定

取10張所制薄膜重疊，靜置24 h后采用游標(biāo)卡尺測(cè)定厚度。為避免誤差，需選取6個(gè)測(cè)量點(diǎn)檢測(cè)，取三個(gè)測(cè)量值最接近的值計(jì)算平均值。

⑤水蒸氣透過(guò)系數(shù)測(cè)定方法

利用所制薄膜將裝有4g氯化鈣干燥劑的錐形瓶口密封，然后將錐形瓶存放于恒溫(25℃）恒濕(相對(duì)濕度為50%）的環(huán)境中，定期測(cè)定錐形瓶的增重量，計(jì)算透濕系數(shù)來(lái)衡量透濕性大小[7]。

⑥微觀分析將膜分割成3cmx3cm的式樣，然后放到光學(xué)顯微鏡上觀察，通過(guò)成像系統(tǒng)選擇比較清晰的圖像，并將圖像保存。

3 結(jié)果與分析

分別選擇不同比例的豆腐渣、大米淀粉和馬鈴薯淀粉進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，a代表1:1:1，b代表1:2:1，c代表1:1:2。通過(guò)綜合對(duì)比，最終根據(jù)對(duì)包裝性能影響最大的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的大小，選擇三種基材比例為1:2:1。

根據(jù)3.1中確定的基材比例，進(jìn)行上述甘油比例對(duì)薄膜抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、透濕性、水溶性的影響情況分析，根據(jù)曲線走向，權(quán)衡上述四個(gè)參數(shù)的高低，最終選取甘油的添加量為30%。

4 結(jié)論與討論

各參數(shù)優(yōu)化后按制備工藝流程生產(chǎn)EPF，依據(jù)前述檢測(cè)方法對(duì)薄膜性能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下：薄膜厚度為0.29mm，透光率為27%，薄膜全部溶解所需時(shí)間正常在2.5min，薄膜的拉伸強(qiáng)度為5.3Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為25%，透濕系數(shù)為1.7× 10-7g/s.m.Pa。

經(jīng)食品安全性風(fēng)險(xiǎn)分析，本研究中制備的三種EPF均為安全級(jí)別，若投入市場(chǎng)，還需考慮防腐、透氣、保存條件等后續(xù)相關(guān)性能。

[1]馬丹，岳喜慶，趙曉燕，等.可食性膜在肉制品保鮮加工中的應(yīng)用研究[J].食品研究與開發(fā)，2009，（1）:126-129.

[2]王瑆.可食性包裝成食品包裝業(yè)環(huán)保新衛(wèi)士[J].中國(guó)包裝，2013，（7）:57-59.

[3]張莉瓊，李新芳，劉曉艷，等.魔芋葡甘聚糖-卡拉膠可食性包裝復(fù)合膜性能影響研究[J].食品工業(yè)科技，2013，（16）:114-116.

[4]劉鵬飛.淀粉基可食性膜擠壓流延制膜工藝研究[D].濟(jì)南：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011:15-18.

[5]車曉彥，張春紅，李達(dá).可食性谷朊粉蛋白膜最佳成膜條件的研究[J].糧油加工，2006，（12）:78-82.

[6]李運(yùn)罡.玉米黃粉中蛋白提取及應(yīng)用研究[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009:10-15.

[7]李夢(mèng)琴，喬明武，柳艷霞，等.小麥谷朊粉制備可食性膜的研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2006，（11）:19-21.

A RESEARCHON THE EDIBLE PACKAGINGFILM BASED ON THE PERSPECTIVE OF FOOD SAFETY

XU Yue-ming ZHANG Shuang TANG Qiang
（Department of Biology Engineering,Wuhu Institute of Technology,Wuhu Anhui 241003）

Edible packaging films（Edible Packaging Films,hereinafter referred to as EPF）are a popular new packaging material at home and abroad,which is the first choice for packaging materials to achieve“green packaging”with“safety”,“environmental protection”,“l(fā)ow-carbon”,“biodegradation”,“economy”,“convenience”and many other advantages.In this paper, using a mixture of tofu-dregs,rice starch and potato starch as the substrate,guar gum as an adhesive,glycerol as a plasticizer, we select the best preparation programs,so that we can ensure that the film can meet the packaging requirements of the powdered,solid and fat food and at the same time can ensure the maximum retention of nutrients in the raw material.

food safety；EPF；preparation；detection;analysis

X956

A

1672-2868(2014)06-0095-04

責(zé)任編輯:陳澍斌

2014-09-18

安徽省優(yōu)秀青年人才基金重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2013SQRL149ZD）；安徽高校省級(jí)自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：KJ2014A284）；安徽省高等教育振興計(jì)劃重大教學(xué)改革研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2014zdjy154）；安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目食品營(yíng)養(yǎng)與檢測(cè)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2013zy101）；安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目食品技術(shù)人才實(shí)訓(xùn)中心校企合作實(shí)踐教育基地項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2013sjjd036）

許月明(1980-），女，安徽廬江人。蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，碩士。研究方向：食品安全研究。