CN101092489A

CN101092489A - 具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜及其制备方法

Info

Publication number: CN101092489A
Application number: CN 200710070127
Authority: CN
Inventors: 宋义虎; 郑强
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2007-12-26

Abstract

本发明公开了具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜及其制备方法。具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜包含谷类蛋白质100重量份、食品级二氧化钛粒子0.1～2重量份、甘油10～30重量份。其制备方法是，在谷类蛋白质的氨水溶液中添加食品级二氧化钛粒子与甘油，将溶液浇注于光滑的塑料板上干燥成膜，然后将膜进行热处理交联即可。本发明所涉及的主要原料谷类蛋白质属于可再生农业资源，来源广泛；基于本发明制得的谷类蛋白质可食性包装膜及其制备方法具有优异的紫外线屏蔽功能的，在可食性包装膜领域具有广阔的前景。

Description

具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜及其制备方法。

背景技术

塑料包装的大量使用造成塑料垃圾泛滥，严重危害生态环境。20世纪90年代后，“环境与发展”成为世界关注的焦点问题。用可食性材料包装代替传统塑料包装，发展所谓的“绿色包装材料”，成为食品包装行业的发展趋势之一。在众多“绿色包装材料”的研究开发中，应用天然生物高分子制成可食性包装膜，是食品包装新技术发展的重要课题。可食性包装材料具有良好的机械性能及防潮、隔氧、保鲜、防紫外线等功能，能阻止食品吸潮、失水，延缓食品氧化、变质。可食性包装材料的主要原料包括多糖、蛋白质、脂类等，其中蛋白质包括小麦面筋蛋白、玉米醇溶蛋白、大豆分离蛋白和乳清蛋白等。Gennadios等评述了基于谷朊粉、大豆蛋白、玉米蛋白、牛奶蛋白、花生蛋白或胶原蛋白等的可食性薄膜或涂层材料的制备方法与性能(Gennadios A.，McHugh TH.，WellerCL.，Krochta JM.，Edible coatings and films based on proteins.In Edible coatingsand films to improve food quality；Krochta JM.，Baldwin EA.，Nisperos-CarriedoMO.，Eds.，Technomic Publishing Co.：Lancaster，PA，1994；201-277)。

蛋白质是由多种氨基酸组成的天然高分子，分子间存在较强的氢键相互作用以及分子内/分子间二硫键。通常以蛋白质、增塑剂及其它试剂的溶液或悬浮液为成膜介质，采用溶液流延法制备蛋白质薄膜(Anker A.，Foster GA.，LoaderMA.，Method ofpreparing gluten containing films and coatings.美国专利3.653,925，1972；Aydt TP.，Weller CL.，Testin RF.，Mechanical and barrier properties of ediblecorn and wheat protein films.Trans.ASAE，1991，34，207-211)，通过热或酸碱处理来提高蛋白质溶解度，改善膜材料性能(Gennadios A.，Brandenburg AH.，WellerCL.，Testin RF.，Effect of pH on properties of wheat gluten and soy protein isolatefilms.J.Agric.Food.Chem.，1993，41：1835-1839；Roy S.，Gennadios A.，WellerCL.，Zeece MG.，Testin RF.，Physical and molecular properties of wheat gluten filmscast from heated film-forming solutions.J.Food Sci.，1999，64：57-60)。

紫外线是波长136～390nm的电磁波，照射在食品上会使碳水化合物降解、油脂氧化。塑料包装材料易透过紫外线。中国专利申请号02135188.0“纳米抗菌保鲜塑料薄膜的制备方法及应用”公开了采用0.5-2％的锐钛型纳米二氧化钛制造具有抗菌保鲜功能的PE或PS塑料薄膜的方法。中国专利申请号200520021428.0“纳米抗菌复合包装膜”公开了具有抗菌功能的层复合包装膜。其中内层是含0.2～2％的锐钛型二氧化钛的聚烯烃抗菌层。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜及其制备方法。

具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜的组成为：谷类蛋白质100重量份、食品级二氧化钛粒子0.1～2重量份、甘油10～30重量份。

具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜的制备方法：首先将谷类蛋白质加入到重量百分比浓度为10～20％的氨水中，配成重量百分比浓度为5～10％的谷类蛋白质溶液，然后加入食品级二氧化钛粒子，食品级二氧化钛重量为谷类蛋白质重量的0.1～2％，再加入甘油，甘油重量为谷类蛋白质重量的10～30％，搅拌均匀，脱气后浇注于光滑的塑料板上，在30～80℃温度下干燥成膜，将膜剥离后在1 00～140℃温度下热处理10～30min。

所述的谷类蛋白质为谷朊粉、大米蛋白粉、小麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白或高粱醇溶蛋白。

本发明的优点是：

1)采用食品级二氧化钛粒子与谷类蛋白质复合，赋予蛋白质膜紫外线屏蔽功能；

2)以谷类蛋白质的氨水溶液为成膜介质，膜干燥后氨气可完全挥发，蛋白质膜的力学性能优异。

具体实施方式

二氧化钛为生理惰性物质，对人体无毒无害，可用作药品的遮光剂或赋形剂，以及非碳酸饮料、膨化食品、油炸食品和糖果的着色剂。本发明首次将食品级二氧化钛纳米粒子用于制备具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜。

本发明使用的蛋白质是谷朊粉、大米蛋白粉、小麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白、或高粱醇溶蛋白。

谷朊粉也称活性小麦面筋，是以小麦面粉为原料深加工提取的一种天然植物蛋白质。合适的谷朊粉可以从蛋白质含量≥75％(干基)的商业产品中选择，如可从上海旺味食品有限公司、周口莲花味精集团、河南省天冠植物蛋白有限公司、安徽省桐城市乐健食品有限公司购买谷朊粉。

大米蛋白粉是从大米粉、米渣或米糟中制取的一种高纯度的大米蛋白产品，其蛋白含量≥80％(干基)。从大米粉、米渣或米糟中提取大米蛋白质的技术是公知的，如在如下文献中有述，该文献引入本文作为参考：“王章存，姚惠源：大米蛋白质提取技术.研究粮食与饲料工业，2003，(8)：37-38”。另外，中国专利03134973.0公开了“从大米中提取大米蛋白的方法”，中国专利03134972.2公开了“碱法提取大米蛋白的方法”，中国专利200410039303.0公开了“以大米为原料提取大米蛋白并制大米淀粉的工艺方法”。合适的大米蛋白粉也可以从蛋白质含量≥80％(干基)的商业产品中选择，如可从桂林红星生物科技有限公司购买大米蛋白粉。

从小麦粉中提取小麦醇溶蛋白的技术是公知的，如在如下文献中有述，该文献引入本文作为参考：“司学芝，李建伟，王金水，周长智，麦醇溶蛋白和麦谷蛋白提取条件的研究.郑州工程学院学报，2004，25(3)：33-39”。

从大麦籽粒或籽粒粉中提取大麦醇溶蛋白的技术是公知的，如在如下文献中有述，这些文献引入本文作为参考：“颜启传，黄亚军，徐媛，试用ISTA推荐的种子醇溶蛋白电泳方法鉴定大麦和小麦品种.作物学报，1992，18(1)：61-68；董牛，王丽蓉，兰兰，张德颐，大麦醇溶蛋白中高赖氨酸组分的溶解特性研究.植物学部，1989，31：689-695”。

从玉米蛋白粉(也称玉米麸质粉)中提取玉米醇溶蛋白的技术是公知的，如在如下文献中有述，该文献引入本文作为参考：“张钟，齐爱云：玉米醇溶蛋白提取工艺及功能性质研究，粮食与饲料工业，2004(9)：21-23.”中国专利00101222.3公开了“用玉米谷朊制备醇溶玉米蛋白膜”的技术，其中描述了从玉米蛋白粉中提取玉米醇溶蛋白的方法。高纯度的玉米醇溶蛋白可以从蛋白质含量≥80％(干基)的商业产品中选择，可以从日本和光纯药公司、美国Freeman Industries公司购买玉米醇溶蛋白。

从高粱籽粒或高粱粉中提取高粱醇溶蛋白的技术是公知的，如在如下文献中有述，这些文献引入本文作为参考：“Emmambux MN.，Taylor JRN.，Sorghumkafirin interaction with various phenolic compounds.J.Sci.Food Agric.，2003，83：402-407；Gao C.，Taylor J.，Wellner N.，Byaruhanga YB.，Parker ML.，Mills ENC.，Belton PS.，Effect of preparation conditions on protein secondary structure andbiofilm formation of Kafirin.J.Agric.Food Chem.，2005，53：306-312；Huang CP.，Hejlsoe-Kohsel E.，Han XZ.，Protelytic activity in sorghum flour and its interferencein protein analysis.Cereal Chem.，2000，77：343-344”。

本发明采用氨水溶解谷类蛋白质，配制高浓度的蛋白质溶液，然后将食品级二氧化钛粒子悬浮于蛋白质溶液中。由于蛋白质活性基团与二氧化钛间存在物理化学相互作用，二氧化钛粒子在蛋白质溶液中的不易团聚。增塑剂甘油可直接加入溶液中。

含二氧化钛粒子的蛋白质溶液在必须浇注于光滑的塑料板上成型，在30～80℃干燥以除去水分。干燥后，蛋白质膜容易从塑料板上剥离。相反，采用玻璃板、金属板或陶瓷板时，不易将蛋白质膜剥离。

将干燥的膜在100～140℃热处理10～30min是除去残留氨气、提高蛋白质交联度、提高膜力学性能的关键。

以下结合具体实施例进一步说明本发明。

实施例1：

称取2g谷朊粉(上海旺味食品有限公司产品)加入18g浓度为10％的氨水中，配成蛋白质浓度为10％的溶液，加入0.04g食品级二氧化钛粒子(上海江沪钛白化工制品有限公司产品)与0.2g甘油，电磁搅拌30min使二氧化钛粒子与甘油均匀分散，在4000转/min条件下离心15min脱气，将溶液浇注于光滑的聚乙烯板上，在30℃干燥5天除去水分，将膜剥离后在140℃热处理10min。膜厚度为30μm，电子拉力机测试结果表明膜的拉伸强度为6±0.7MPa，断裂伸长率为134±5％。

实施例2：

称取20g大米蛋白粉(杭州三富生化制品有限公司产品)加入380g浓度为20％的氨水中，配成蛋白质浓度为5％的溶液，加入0.02g食品级二氧化钛粒子与6g甘油，电磁搅拌30min使二氧化钛粒子与甘油均匀分散，在4000转/min条件下离心15min脱气，将溶液浇注于光滑的聚苯乙烯板上，在80℃干燥2天除去水分，将膜剥离后在100℃热处理30min。膜厚度为50μm，电子拉力机测试结果表明膜的拉伸强度为2.4±0.1MPa，断裂伸长率为205±13％。

实施例3～6：

分别以小麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白、或高粱醇溶蛋白代替谷朊粉，其余条件同实施例1。

本发明提供了一种具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜及其制备方法。本发明所涉及的主要原料谷类蛋白质属于可再生农业资源，来源广泛；本发明所涉及的谷类蛋白质可食性包装膜的制备方法与工艺流程简单，生产成本低廉，易于推广实施。基于本发明制得的谷类蛋白质可食性包装膜及其制备方法具有优异的紫外线屏蔽功能的，在可食性包装膜领域具有广阔的前景。

Claims

1.一种具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜，其特征在于，它的组成为：谷类蛋白质100重量份、食品级二氧化钛粒子0.1～2重量份、甘油10～30重量份。

2.根据权利要求1所述的具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜，其特征在于，所述的谷类蛋白质为谷朊粉、大米蛋白粉、小麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白或高粱醇溶蛋白。

3.一种如权利要求1所述的具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜的制备方法，其特征在于，首先将谷类蛋白质加入到重量百分比浓度为10～20％的氨水中，配成重量百分比浓度为5～10％的谷类蛋白质溶液，然后加入食品级二氧化钛粒子，食品级二氧化钛重量为谷类蛋白质重量的0.1～2％，再加入甘油，甘油重量为谷类蛋白质重量的10～30％，搅拌均匀，脱气后浇注于光滑的塑料板上，在30～80℃温度下干燥成膜，将膜剥离后在100～140℃温度下热处理10～30min。

4.根据权利要求3所述的具有紫外线屏蔽功能的谷类蛋白质可食性包装膜，其特征在于，所述的谷类蛋白质为谷朊粉、大米蛋白粉、小麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白或高粱醇溶蛋白。