魔芋基材可食用蔬菜包裝紙生產工藝的研究

隋明，魏明英

（1.四川大學輕紡與食品學院，四川成都610065；2.四川工商職業技術學院，四川都江堰611837）

魔芋基材可食用蔬菜包裝紙生產工藝的研究

隋明1，2，魏明英2

（1.四川大學輕紡與食品學院，四川成都610065；2.四川工商職業技術學院，四川都江堰611837）

以蓮花白、魔芋作為可食用蔬菜紙的基料，添加紅薯淀粉作為交聯劑以增強紙的強度，調節CMC-Na和黃原膠提高蔬菜紙的成膜性。以抗張強度、伸長率和透水率為主要檢測指標，確定蔬菜紙的最佳工藝參數：紅薯淀粉添加量12.5%，黃原膠/CMC-Na的比例3.5∶1，加工溫度45℃。

蔬菜紙；魔芋膠；紙性能

進入21世紀以來，人民生活水平得到了極大的提升。食品包裝從起初的便利方向逐漸向今天的美觀、吸引顧客的方向發展[1]。包裝對于人身的健康和安全越來越重要，有些直接接觸食品的包裝如：北京烤鴨類食品采用一次性無菌紙質包裝[2]、液體牛乳采用復合紙膜材料[3]等。但隨著五彩繽紛的食品包裝映入眼簾的同時，也不可忽視包裝帶來的人身健康的食品安全問題，如塑化劑可由包裝內膜少量滲入到食品中[4]，三聚氰胺也可由包裝少量帶入牛乳中[5]。

魔芋是四川、云貴地區主要的經濟型農作物，每年供應于食品企業作為果凍生產的主要原料[6]，也用于蛋糕、餅干等食品的生產[7]。魔芋提取物具有良好的水溶性、增稠性，目前廣泛應用于石油、醫藥、化工等行業[8]。但經過前期學者的研究，魔芋提取物在水溶液中適當條件下可以成膜[9]，因此本研究據此利用魔芋膠作為紙質包裝的涂膜劑并完全替代塑料膜，開發出一種新的可食用型包裝紙，包裝紙全部采用綠色農產品作為天然原料，不會造成污染。

為了擺脫玻璃器皿清洗回收問題[10]、金屬容器易腐蝕生銹、塑料包裝污染環境[11]等問題，最近幾年，在中國內地的紙質包裝研究機構和高等院校，也都著手開始研究蔬菜紙[12]，但是限于設備等原因，目前還沒有能夠實現規?；a。基于此，本文對可食用蔬菜包裝紙生產工藝進行研究，以抗張強度和耐折度為主要指標確定其最佳原料配比。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

高纖維素蓮花白、魔芋：四川省都江堰市（產）；黃原膠：重慶神韻食品添加劑公司；紅薯淀粉：河南金潤食品添加劑有限公司；CMC-Na（羧甲基纖維素鈉）：北京北方霞光食品添加劑有限公司。

DS-1組織搗碎機：金壇良友實驗儀器廠；FA1204B精密天平：上海精科實業有限公司；HK-205T MIT耐折度儀：濟南賽成電子科技有限公司；WDK-01抗張強度實驗儀：濟南銘威檢測技術有限公司。

1.2 方法

選取優質的、含有大量纖維素的蓮花白作為原料。挑選潔凈的蔬菜，去除菜根，用菜刀將葉子切成0.5 cm×0.5 cm的正方形，較硬的菜梗也要去除。將菜葉放入沸水中，直至菜葉變得柔軟，之后放入組織搗碎機，直至形成漿糊狀。

將菜泥和不同比例的CMC-Na和黃原膠混合，進行均質和脫氣操作，最后向漿料中加入增稠劑、糊化的淀粉，控制料液濃度，最后在干燥箱中成型。檢測蔬菜紙的耐折度等強度指標，確定最佳工藝。

1.3 物理性能指標的測定

抗張強度[1]、斷裂伸長率和耐折度按國家標準方法進行測定水溶率是指成品紙張在水存在的條件下，溶解的質量與原來質量之比，按以下公式進行計算：

式中：x1為成品紙張水分含量，g；m1為紙張重量，g；m2為干燥至恒重的干燥皿及濾網重，g；m3為將濾網和濾渣放入干燥皿中至恒重，稱其質量，g。

2 結果與討論

2.1 紅薯淀粉添加量對紙性能的影響

在反應溫度45℃，水分含量7%，黃原膠∶CMC= 2∶1，蓮花白添加量為80%（對成品重量），在不同紅薯淀粉添加量（對成品重量）的條件下進行試驗，結果見表1。

表1 不同紅薯淀粉添加量對蔬菜紙成型性能的影響Table 1 Effect of different sweet potato starch on the molding moulding of wrapper

從圖1看出，隨著淀粉添加量的增加，蔬菜紙的厚度逐漸增加，這樣有利于紙張的成型，在水溶液中的溶解度也會降低，增加包裝紙的強韌性，透光率和透水率從表中可知都是降低較多，從隔氧避光保護食品新鮮度這個角度來看，淀粉含量多效果更好。從外觀和機械形狀上來看，淀粉含量增加的過多，紙張過厚，抗張強度、伸長率都明顯要增強，但造成蔬菜紙無法成型。淀粉中含有部分蛋白質，可以通過化學鍵的變化形成立體網狀結構，應用于可食用紙質材料中能夠起到一定的阻隔性和增加強度。所以考慮到包裝紙的功能、以及成型性能，淀粉的加入量應該控制在12.5%左右。

圖1 不同紅薯淀粉添加量對蔬菜紙性能的影響Fig.1 Effect of Different sweet potato starch on the properties of wrapper

2.2 不同濃度的配比（黃原膠/CMC-Na）對蔬菜紙性能的影響

在反應溫度45℃，水分含量7%，紅薯淀粉用量12.5%，蓮花白添加量80%（成品重量%），在CMC-Na與黃原膠不同比例的條件下進行試驗，結果見表2。

表2 不同濃度的配比（黃原膠/CMC-Na）對蔬菜紙成型性能的影響Table 2 Effect of different concentrations of（Xanthan gum/ CMC-Na）on the molding moulding of wrapper

圖2 不同濃度的配比（黃原膠/CMC-Na）對蔬菜紙性能的影響Fig.2 Effect of different concentrations of（Xanthan gum/CMCNa）on the properties of wrapper

CMC-Na可以使得原料混合糊膠呈均勻一致的狀態，表面平整光滑，和水完全粘合。黃原膠是一種高效的增稠劑，具有很強的假塑性，但是水溶性較好，容易導致蔬菜紙的變形和破碎?？紤]到包裝紙的特性，尤其是在食品包裝上，要求紙張必須有一定的成形性、韌性，所以CMC-Na添加量要大于黃原膠的添加量，以保證食品包裝紙的成型性。作為可食用性包裝紙，直接與食品接觸，但是同時要保證有一定的阻斷性和機械強度，隔離油脂與水分，從透水率和抗張強度、伸長率指標上看，隨著配比的不斷變化，黃原膠添加量逐漸減小，透光率逐漸降低，機械強度也在降低，這可能是因為具有粘結性的黃原膠分子形成的交聯作用受制于體系中CMC-Na分子的水溶作用?？紤]到成型和保護食品因素，黃原膠/CMC-Na的比例控制在3.5∶1。

2.3 不同烘干溫度對蔬菜紙性能的影響

在黃原膠/CMC-Na的比例控制在3.5∶1，水分含量為7%，紅薯淀粉用量為12.5%，蓮花白添加量為80%（成品重量%），在不同烘干溫度的條件下進行試驗，結果見表3。

表3 不同烘干溫度對蔬菜紙成型性能的影響Table 3 Effect different drying temperature on the molding moulding of wrapper

圖3 不同烘干溫度對蔬菜紙性能的影響Fig.3 Effect different drying temperature on the properties of wrapper

在不同加工溫度下，蔬菜紙的成形性不同，王志杰[13]等研究發現制作紙張時應考慮到原紙的浸漬以及對其進行熱壓處理。在常溫25℃條件下加工極容易導致不成型，而且制成的紙張易碎，但是在過高溫度下如80℃、90℃的情況下類似于粥狀，水狀不能作為包裝紙張使用?？紤]到抗拉和抗壓性，在45℃情況下，水溶性較低的同時能保證透光率較低，所以采用45℃作為最佳加工溫度。

3 結論

使用蓮花白纖維作為制漿基，魔芋膠作為覆膜材料，使用CMC-Na和黃原膠作為交聯劑，制作成的可食用性蔬菜紙張最佳生產工藝條件為：紅薯淀粉的添加量為12.5%，黃原膠/CMC-Na的比例為3.5∶1，最佳加工溫度為45℃。

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Study on Manufacturing Technique of An Edible Vegetable Konjac Packaging Paper

SUI Ming1，2，WEI Ming-ying2
（1.College of Light Industry，Textile&Food Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，Sichuan，China；2.Sichuan Technology and Business College，Dujiangyan 611837，Sichuan，China）

Cabbage and konjac as a base material，sweet potato starch as a crosslinking agent to enhance the strength of paper，the edible vegetable paper was made.The tensile strength，elongation and water permeability rate as the main test indexes were determined.And the best production process parameters of vegetable packaging paper were：sweet potato starch content was 12.5%，the ratio of Xanthan and CMC-Na was 3.5∶1，processing temperature was 45℃.

vegetable paper；konjac glucomannan；paper properties

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.08.019

2016-08-22

四川省川菜發展研究中心課題（2017ccfz01）

隋明（1986—），男（漢），講師，在讀博士，研究方向：食品科學與工程。