技术领域
[0001] 本
发明涉及可食性包装膜技术领域，具体涉及一种具有高阻隔功能的可食性包装膜及其制备方法。
背景技术
[0002] 可食性
包装材料可追溯到数百年前，远在我国的汉朝，郑和下西洋时，即已使用蜂蜡包封
水果，使水果能在长时间经受不同环境
气候的影响而得以贮藏与保鲜，还有近代将糯米粉制成
薄膜，用于糖果的防粘内包装；可食性包装，即可以使用的包装，一般由
淀粉、
蛋白质、多糖、脂肪、复合类物质组成，广泛应用于如保鲜膜、包装薄膜、高点包装、
食品包装、糕点包装、调味包装等，随着现代食品工业的发展，食品包装不断更新，一类能完善包装材料与环境保护之间矛盾的新型食品包装技术材料可食性包装脱颖而出，可食性包装材料是指当包装的功能实现后，该材料可转变为一种动物或人可食用的原料，是一种可实现包装材料功能转型的特殊包装材料，可食性包装材料是一种无废弃物的包装，是一种资源型环保型的包装材料。
[0003]
现有技术中，可食性包装膜以天然可食性物质为原料，虽能起到降解、可增加食品
风味营养成分等，但水蒸气、
氧气渗透率高，食物易潮解、腐败，中国
专利文献(公开号：CN101899173A)公开了一种可食性淀粉基食品包装膜及其制备方法，是以稳定化交联复合
变性淀粉为主要成膜原料，添加食品级的
增塑剂、
润滑剂、增强剂和稳定剂等辅料，通过高速搅拌混合、双螺杆挤出
造粒，单螺杆挤出吹膜，该发明原料中稳定化交联淀粉经过改性后虽具有空间网络结构，但采用多种辅料填充搭配，网络致密性还不是很强，水蒸气、氧气渗透率上仍需进一步提高，此外
力学性能还是欠佳。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种具有高阻隔功能的可食性包装膜，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种具有高阻隔功能的可食性包装膜，包括以下原料：
[0007] 改性交联淀粉、明胶、粉状
纤维素、季戊四醇邻苯二
甲酸酯、阻隔增强剂、乙酸异戊酯；
[0008] 所述改性交联淀粉包括以下重量份原料：交联淀粉32-38份、西瓜皮
纳米纤维素24-30、卡拉胶14-18份、乙基
纤维素水混悬液6-12份、麦芽糖醇4-8份、
硅酸镁
铝2-5份、滑石粉1-3份、去离子水14-20份；
[0009] 所述交联淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉以六偏
磷酸钠为交联剂，氢氧化钠为催化剂制得交联淀粉；
[0010] 所述西瓜皮纳米纤维素制备方法为将西瓜皮用清水洗净，随后切成大小均匀的
块状，再送入干燥箱中进行干燥，干燥15-25min，随后进行
粉碎，粉碎至粒径为40-80目，随后用
质量分数为10％的
硫酸溶液
酸化，再用氢氧化钠溶液
碱化至溶液中性，随后再用质量分数为96％的
乙醇溶液清洗，将清洗后滤渣至恒温干燥箱中进行干燥，干燥4-8h，随后送入
搅拌机中，再向其中加入质量分数为50-70％活性白土溶液，搅拌转速为155-195r/min，搅拌时间为35-45min，随后送入活性白土过滤机中进行过滤，将滤液加入到离心机中进行离心，离心转速1550-1750r/min，离心35-45min，将得到上清液至干燥箱中干燥备用，随后用纤维素酶酶解，酶解时间45-55min，随后用0.35-0.45um微孔过滤膜进行过滤，再将滤液送入干燥箱中进行干燥12-18h，随后用
球磨机进行球磨，至粒径为20-100目，即得西瓜皮纳米纤维素。
[0011] 作为本发明的进一步方案是：所述具有高阻隔功能的可食性包装膜包括以下重量份原料：
[0012] 改性交联淀粉36-42份、明胶22-26份、粉状纤维素12-16份、季戊四醇邻苯二甲酸酯5-9份、阻隔增强剂3-7份、乙酸异戊酯12-18份。
[0013] 作为本发明的进一步方案是：所述改性交联淀粉制备方法为将交联淀粉、卡拉胶加入到去离子水中进行分散，搅拌转速为65-95r/min，搅拌时间为15-25min，随后向其中加入
硅酸镁铝、滑石粉，进行超声分散，超声功率600-1000W，超声45-55min，再向其中加入西瓜皮纳米纤维素、麦芽糖醇继续搅拌25-35min，转速升至105-115r/min，最后加入乙基纤维素水混悬液，在
超声波水浴中恒温搅拌1-3h，随后用刮膜机在
钢化玻璃上刮膜，膜厚0.4-1mm，将膜进行
真空干燥，随后进行剪碎，送入到微型双螺杆
挤出机中进行共混挤出并造粒即得改性交联淀粉。
[0014] 作为本发明的进一步方案是：所述微型双
螺杆挤出机中料筒
温度为145-165℃，螺杆转速为45-55r/min。
[0015] 作为本发明的进一步方案是：所述西瓜皮纳米纤维素制备方法中纤维素酶解条件为纤维素酶浓度150-250u/mL，酶解温度55-65℃。
[0016] 作为本发明的进一步方案是：所述阻隔增强剂为壳聚糖改性多肽水凝胶。
[0017] 作为本发明的进一步方案是：所述壳聚糖改性多肽水凝胶为多肽加入到水中进行分散，搅拌转速为95-105r/min，随后再向其中加入壳聚糖，至溶液浓度为0.01-1mg/ml，随后调节pH为8-9，静置1-2h，即得壳聚糖改性多肽水凝胶。
[0018] 本发明还提供一种具有高阻隔功能的可食性包装膜的制备方法，包括以下步骤：
[0019] 步骤一，按要求称量各组分原料；
[0020] 步骤二，将改性交联淀粉、明胶、粉状纤维素在水浴中进行搅拌溶解，搅拌转速为65-75r/min，搅拌时间为25-35min，随后向其中加入季戊四醇邻苯二甲酸酯、阻隔增强剂、乙酸异戊酯进行超声分散45-55min，得到复合膜液；
[0021] 步骤三，将步骤二得到复合膜液平铺于正方形平皿中，厚度10-20mm，随后送入真空干燥箱中，干燥温度为25-35℃，干燥时间为18-24h，即得本发明的具有高阻隔功能的可食性包装膜。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0023] (1)本发明的一种具有高阻隔功能的可食性包装膜，交联淀粉具有网络致密性，但致密性不是很强，同时力学性能欠佳，而本发明将西瓜皮进行一系列处理，制备出纳米纤维素安全无危害，同时纳米纤维素具有高弹性膜量、高强度等性能，与交联淀粉可形成交差网络结构，网络致密性很强，卡拉胶具有很强的拉伸强度，三者作为改性交联淀粉的主要基料，起到协同功效，硅酸镁铝具有独特的三维空间链式结构，进一步提高包装膜至密性，继而很大程度的降低水蒸气、氧气渗透率，乙基纤维素水混悬液在成膜时提高包装膜的柔韧性，可使包装膜力学性能增强，明胶具有良好的
热封性，较高的
阻气性能，季戊四醇邻苯二甲酸酯作为增塑剂，粉状纤维素作为填料，起到填充效果，原料之间相互搭配协调，使阻隔、力学性能得到很大改善，此外阻隔增强剂为壳聚糖改性多肽水凝胶，多肽水凝胶具有网状结构，壳聚糖具有良好的
生物相容性和降解性，将壳聚糖改性多肽水凝胶改性添加到可食性包装膜中进一步的提高包装膜阻隔性能。
具体实施方式
[0024] 下面结合具体
实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 实施例1：
[0026] 本实施例的一种具有高阻隔功能的可食性包装膜，包括以下原料：
[0027] 改性交联淀粉、明胶、粉状纤维素、季戊四醇邻苯二甲酸酯、阻隔增强剂、乙酸异戊酯；
[0028] 所述改性交联淀粉包括以下重量份原料：交联淀粉32份、西瓜皮纳米纤维素24、卡拉胶14份、乙基纤维素水混悬液6份、麦芽糖醇4份、硅酸镁铝2份、滑石粉1份、去离子水14份；
[0029] 所述交联淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉以六偏磷酸钠为交联剂，氢氧化钠为催化剂制得交联淀粉；
[0030] 所述西瓜皮纳米纤维素制备方法为将西瓜皮用清水洗净，随后切成大小均匀的块状，再送入干燥箱中进行干燥，干燥15min，随后进行粉碎，粉碎至粒径为40目，随后用质量分数为10％的硫
酸溶液酸化，再用氢氧化钠溶液碱化至溶液中性，随后再用质量分数为96％的乙醇溶液清洗，将清洗后滤渣至恒温干燥箱中进行干燥，干燥4h，随后送入搅拌机中，再向其中加入质量分数为50％活性白土溶液，搅拌转速为155r/min，搅拌时间为35min，随后送入活性白土过滤机中进行过滤，将滤液加入到离心机中进行离心，离心转速1550r/min，离心35min，将得到上清液至干燥箱中干燥备用，随后用纤维素酶酶解，酶解时间
45min，随后用0.35um微孔过滤膜进行过滤，再将滤液送入干燥箱中进行干燥12-18h，随后用球磨机进行球磨，至粒径为20目，即得西瓜皮纳米纤维素。
[0031] 本实施例的具有高阻隔功能的可食性包装膜包括以下重量份原料：
[0032] 改性交联淀粉36份、明胶22份、粉状纤维素12份、季戊四醇邻苯二甲酸酯5份、阻隔增强剂3份、乙酸异戊酯12份。
[0033] 本实施例的改性交联淀粉制备方法为将交联淀粉、卡拉胶加入到去离子水中进行分散，搅拌转速为65r/min，搅拌时间为15min，随后向其中加入硅酸镁铝、滑石粉，进行超声分散，超声功率600W，超声45min，再向其中加入西瓜皮纳米纤维素、麦芽糖醇继续搅拌25min，转速升至105r/min，最后加入乙基纤维素水混悬液，在
超声波水浴中恒温搅拌1h，随后用刮膜机在钢化玻璃上刮膜，膜厚0.4mm，将膜进行真空干燥，随后进行剪碎，送入到微型
双螺杆挤出机中进行共混挤出并造粒即得改性交联淀粉。
[0034] 本实施例的微型双螺杆挤出机中料筒温度为145℃，螺杆转速为45r/min。
[0035] 本实施例的西瓜皮纳米纤维素制备方法中纤维素酶解条件为纤维素酶浓度150u/mL，酶解温度55℃。
[0036] 本实施例的阻隔增强剂为壳聚糖改性多肽水凝胶。
[0037] 本实施例的壳聚糖改性多肽水凝胶为多肽加入到水中进行分散，搅拌转速为95r/min，随后再向其中加入壳聚糖，至溶液浓度为0.01mg/ml，随后调节pH为8，静置1h，即得壳聚糖改性多肽水凝胶。
[0038] 本实施例的一种具有高阻隔功能的可食性包装膜的制备方法，包括以下步骤：
[0039] 步骤一，按要求称量各组分原料；
[0040] 步骤二，将改性交联淀粉、明胶、粉状纤维素在水浴中进行搅拌溶解，搅拌转速为65r/min，搅拌时间为25min，随后向其中加入季戊四醇邻苯二甲酸酯、阻隔增强剂、乙酸异戊酯进行超声分散45min，得到复合膜液；
[0041] 步骤三，将步骤二得到复合膜液平铺于正方形平皿中，厚度10mm，随后送入真空干燥箱中，干燥温度为25℃，干燥时间为18h，即得本发明的具有高阻隔功能的可食性包装膜。
[0042] 实施例2：
[0043] 本实施例的一种具有高阻隔功能的可食性包装膜，包括以下原料：
[0044] 改性交联淀粉、明胶、粉状纤维素、季戊四醇邻苯二甲酸酯、阻隔增强剂、乙酸异戊酯；
[0045] 所述改性交联淀粉包括以下重量份原料：交联淀粉38份、西瓜皮纳米纤维素30、卡拉胶18份、乙基纤维素水混悬液12份、麦芽糖醇8份、硅酸镁铝5份、滑石粉3份、去离子水20份；
[0046] 所述交联淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉以六偏磷酸钠为交联剂，氢氧化钠为催化剂制得交联淀粉；
[0047] 所述西瓜皮纳米纤维素制备方法为将西瓜皮用清水洗净，随后切成大小均匀的块状，再送入干燥箱中进行干燥，干燥25min，随后进行粉碎，粉碎至粒径为80目，随后用质量分数为10％的硫酸溶液酸化，再用氢氧化钠溶液碱化至溶液中性，随后再用质量分数为96％的乙醇溶液清洗，将清洗后滤渣至恒温干燥箱中进行干燥，干燥8h，随后送入搅拌机中，再向其中加入质量分数为70％活性白土溶液，搅拌转速为195r/min，搅拌时间为45min，随后送入活性白土过滤机中进行过滤，将滤液加入到离心机中进行离心，离心转速1750r/min，离心45min，将得到上清液至干燥箱中干燥备用，随后用纤维素酶酶解，酶解时间
55min，随后用0.45um微孔过滤膜进行过滤，再将滤液送入干燥箱中进行干燥18h，随后用球磨机进行球磨，至粒径为100目，即得西瓜皮纳米纤维素。
[0048] 本实施例的具有高阻隔功能的可食性包装膜包括以下重量份原料：
[0049] 改性交联淀粉42份、明胶26份、粉状纤维素16份、季戊四醇邻苯二甲酸酯9份、阻隔增强剂7份、乙酸异戊酯18份。
[0050] 本实施例的改性交联淀粉制备方法为将交联淀粉、卡拉胶加入到去离子水中进行分散，搅拌转速为95r/min，搅拌时间为25min，随后向其中加入硅酸镁铝、滑石粉，进行超声分散，超声功率1000W，超声55min，再向其中加入西瓜皮纳米纤维素、麦芽糖醇继续搅拌35min，转速升至115r/min，最后加入乙基纤维素水混悬液，在超声波水浴中恒温搅拌3h，随后用刮膜机在钢化玻璃上刮膜，膜厚1mm，将膜进行真空干燥，随后进行剪碎，送入到微型双螺杆挤出机中进行共混挤出并造粒即得改性交联淀粉。
[0051] 本实施例的微型双螺杆挤出机中料筒温度为165℃，螺杆转速为55r/min。
[0052] 本实施例的西瓜皮纳米纤维素制备方法中纤维素酶解条件为纤维素酶浓度250u/mL，酶解温度65℃。
[0053] 本实施例的阻隔增强剂为壳聚糖改性多肽水凝胶。
[0054] 本实施例的壳聚糖改性多肽水凝胶为多肽加入到水中进行分散，搅拌转速为105r/min，随后再向其中加入壳聚糖，至溶液浓度为1mg/ml，随后调节pH为9，静置2h，即得壳聚糖改性多肽水凝胶。
[0055] 本实施例的一种具有高阻隔功能的可食性包装膜的制备方法，包括以下步骤：
[0056] 步骤一，按要求称量各组分原料；
[0057] 步骤二，将改性交联淀粉、明胶、粉状纤维素在水浴中进行搅拌溶解，搅拌转速为75r/min，搅拌时间为35min，随后向其中加入季戊四醇邻苯二甲酸酯、阻隔增强剂、乙酸异戊酯进行超声分散55min，得到复合膜液；
[0058] 步骤三，将步骤二得到复合膜液平铺于正方形平皿中，厚度20mm，随后送入真空干燥箱中，干燥温度为35℃，干燥时间为24h，即得本发明的具有高阻隔功能的可食性包装膜。
[0059] 实施例3：
[0060] 本实施例的一种具有高阻隔功能的可食性包装膜，包括以下原料：
[0061] 改性交联淀粉、明胶、粉状纤维素、季戊四醇邻苯二甲酸酯、阻隔增强剂、乙酸异戊酯；
[0062] 所述改性交联淀粉包括以下重量份原料：交联淀粉35份、西瓜皮纳米纤维素27、卡拉胶16份、乙基纤维素水混悬液9份、麦芽糖醇6份、硅酸镁铝3.5份、滑石粉2份、去离子水17份；
[0063] 所述交联淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉以六偏磷酸钠为交联剂，氢氧化钠为催化剂制得交联淀粉；
[0064] 所述西瓜皮纳米纤维素制备方法为将西瓜皮用清水洗净，随后切成大小均匀的块状，再送入干燥箱中进行干燥，干燥20min，随后进行粉碎，粉碎至粒径为60目，随后用质量分数为10％的硫酸溶液酸化，再用氢氧化钠溶液碱化至溶液中性，随后再用质量分数为96％的乙醇溶液清洗，将清洗后滤渣至恒温干燥箱中进行干燥，干燥6h，随后送入搅拌机中，再向其中加入质量分数为60％活性白土溶液，搅拌转速为170r/min，搅拌时间为40min，随后送入活性白土过滤机中进行过滤，将滤液加入到离心机中进行离心，离心转速1600r/min，离心40min，将得到上清液至干燥箱中干燥备用，随后用纤维素酶酶解，酶解时间
50min，随后用0.40um微孔过滤膜进行过滤，再将滤液送入干燥箱中进行干燥15h，随后用球磨机进行球磨，至粒径为60目，即得西瓜皮纳米纤维素。
[0065] 本实施例的具有高阻隔功能的可食性包装膜包括以下重量份原料：
[0066] 改性交联淀粉39份、明胶24份、粉状纤维素14份、季戊四醇邻苯二甲酸酯7份、阻隔增强剂5份、乙酸异戊酯15份。
[0067] 本实施例的改性交联淀粉制备方法为将交联淀粉、卡拉胶加入到去离子水中进行分散，搅拌转速为80r/min，搅拌时间为20min，随后向其中加入硅酸镁铝、滑石粉，进行超声分散，超声功率800W，超声50min，再向其中加入西瓜皮纳米纤维素、麦芽糖醇继续搅拌30min，转速升至110r/min，最后加入乙基纤维素水混悬液，在超声波水浴中恒温搅拌2h，随后用刮膜机在钢化玻璃上刮膜，膜厚0.7mm，将膜进行真空干燥，随后进行剪碎，送入到微型双螺杆挤出机中进行共混挤出并造粒即得改性交联淀粉。
[0068] 本实施例的微型双螺杆挤出机中料筒温度为150℃，螺杆转速为50r/min。
[0069] 本实施例的西瓜皮纳米纤维素制备方法中纤维素酶解条件为纤维素酶浓度200u/mL，酶解温度60℃。
[0070] 本实施例的阻隔增强剂为壳聚糖改性多肽水凝胶。
[0071] 本实施例的壳聚糖改性多肽水凝胶为多肽加入到水中进行分散，搅拌转速为100r/min，随后再向其中加入壳聚糖，至溶液浓度为0.065mg/ml，随后调节pH为8.5，静置1-
2h，即得壳聚糖改性多肽水凝胶。
[0072] 本实施例的一种具有高阻隔功能的可食性包装膜的制备方法，包括以下步骤：
[0073] 步骤一，按要求称量各组分原料；
[0074] 步骤二，将改性交联淀粉、明胶、粉状纤维素在水浴中进行搅拌溶解，搅拌转速为70r/min，搅拌时间为30min，随后向其中加入季戊四醇邻苯二甲酸酯、阻隔增强剂、乙酸异戊酯进行超声分散50min，得到复合膜液；
[0075] 步骤三，将步骤二得到复合膜液平铺于正方形平皿中，厚度15mm，随后送入真空干燥箱中，干燥温度为30℃，干燥时间为21h，即得本发明的具有高阻隔功能的可食性包装膜。
[0076] 对比例1：
[0077] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是不添加明胶。
[0078] 对比例2：
[0079] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是不添加阻隔增强剂。
[0080] 对比例3：
[0081] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性交联淀粉中不添加乙基纤维素水混悬液。
[0082] 对比例4：
[0083] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性交联淀粉中不添加硅酸镁铝。
[0084] 对比例5：
[0085] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是交联淀粉未采用西瓜皮纳米纤维素改性。
[0086] 对比例6：
[0087] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同，采用中国专利文献(公开号：CN101899173A)公开了一种可食性淀粉基食品包装膜及其制备方法中具体实施例2所述方法制备的可食性包装膜。
[0088] 实施例1至3及对比例1-6制备的可食性包装膜进行测试得到性能测试结果如下[0089]
[0090]
[0091] 从本发明实施例1-3及对比例1-6得出，本发明的水蒸气透过量、断裂伸长率、拉伸强度均优于对比例1-6，从对比例1-5中得出，阻隔增强剂、硅酸镁铝对水蒸气透过量影响很大，乙基纤维素水混悬液对断裂伸长率、拉伸强度影响很大，此外中国专利文献(公开号：CN101899173A)公开了一种可食性淀粉基食品包装膜制备的包装膜中水蒸气透过量、断裂伸长率、拉伸强度均劣于本发明的水蒸气透过量、断裂伸长率、拉伸强度。
[0092] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0093] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
