一種可食性包裝膜的制備及研究

許月明 張 爽 湯 強

(蕪湖職業技術學院生物工程學院，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

(蕪湖職業技術學院生物工程學院，安徽 蕪湖 241003）

可食性包裝膜(Edible Packaging Films，以下簡稱EPF）是國內外研究較為流行的一種新型包裝材料，該包裝具備“安全”、“環保”、“低碳”、“可降解”、“節約”、“方便”等眾多優點，是實現“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，同時能最大程度保證原料中營養成分的保留。

食品安全；EPF；制備；檢測；分析

1 前言

可食性包裝膜(Edible Packaging Films，以下簡稱EPF），是國內外研究較為流行的一種新型的包裝材料，因為該包裝膜溶于水，可與被包裝內容物一起食用，不會造成環境污染，既能保證包裝內容物的安全，還能提供對人體有益的營養物質。

EPF在食品工業中的用途相當廣泛，果蔬保鮮、肉制品和水產品的加工和保鮮，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]。國外對EPF進行了廣泛、深入、細致的研究，如日本的蔬菜紙、美國的可食性食品保鮮薄膜等[2][3]。但因為人們對EPF的認識尚淺，其研究普遍存在以下問題：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。針對上述研究現狀，本文主要探討基于食品安全視角下的EPF，擬開發一種“安全”、“環保”、“低碳”、“可降解”、“節約”、“方便”的EPF。

2 材料與方法

2.1.1 實驗材料

大米淀粉，天津頂峰淀粉開發有限公司；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，山東大唐精細化工有限公司。

2.1.2 實驗設備

JW190型攪拌機，吳橋大元工程機械有限責任公司；MTS系列雙螺桿擠出機，南京德騰機械有限公司；小型塑料流延機，萊蕪市精瑞塑料機械有限公司；物性測試儀，北京微訊超技儀器技術有限公司。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容物的EPF，優化適用于不同包裝的最佳工藝和包裝性能參數，如圖1所示。

2.2.1 原料的選擇

可食性包裝膜主要由基質和添加劑等構成。膜的種類不同，其制備方法也不完全相同。本著節約、環保等原則，基質選擇時盡量考慮食品加工企業廢棄物的利用。原料在選擇過程中，根據粉包、蔬菜包、醬包的不同包裝材料要求，結合當地農業生產和加工現狀，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，同時能最大程度保證原料中營養成分的保留。

2.2.2 制備工藝實施[4]

制備工藝中，注重原料混合比例，各種添加劑的量，攪拌的時間和溫度，加壓強度，擠出方法，干燥溫度和濕度等具體參數的優化。采取正交試驗的方法，確定最終的工藝參數值。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 指標檢測方法

每一種性能指標的檢測方法均有很多，本文從企業成本角度，結合目前多數企業所具備的試驗條件，根據包裝膜材料本身的特征，選擇相對比較簡單的檢測方法。

①透光率的測定

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

②水溶性的測定

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間。

③拉伸強度、斷裂伸長率測定

依據GB13022-1991(塑料薄膜拉伸性能試驗方法），測定前先將試樣在室溫、相對濕度50%左右的環境下平衡3天，將裁好的標準試樣，在儀器上做抗拉試驗和延伸試驗，每個試驗做6個平行樣品[6]，取算術平均值。

④膜厚度的測定

取10張所制薄膜重疊，靜置24 h后采用游標卡尺測定厚度。為避免誤差，需選取6個測量點檢測，取三個測量值最接近的值計算平均值。

⑤水蒸氣透過系數測定方法

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(相對濕度為50%）的環境中，定期測定錐形瓶的增重量，計算透濕系數來衡量透濕性大小[7]。

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

3 結果與分析

分別選擇不同比例的豆腐渣、大米淀粉和馬鈴薯淀粉進行對比試驗，a代表1:1:1，b代表1:2:1，c代表1:1:2。通過綜合對比，最終根據對包裝性能影響最大的抗拉強度和斷裂伸長率的大小，選擇三種基材比例為1:2:1。

根據3.1中確定的基材比例，進行上述甘油比例對薄膜抗拉強度、斷裂伸長率、透濕性、水溶性的影響情況分析，根據曲線走向，權衡上述四個參數的高低，最終選取甘油的添加量為30%。

4 結論與討論

各參數優化后按制備工藝流程生產EPF，依據前述檢測方法對薄膜性能進行檢測，結果如下：薄膜厚度為0.29mm，透光率為27%，薄膜全部溶解所需時間正常在2.5min，薄膜的拉伸強度為5.3Mpa，斷裂伸長率為25%，透濕系數為1.7× 10-7g/s.m.Pa。

經食品安全性風險分析，本研究中制備的三種EPF均為安全級別，若投入市場，還需考慮防腐、透氣、保存條件等后續相關性能。

[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用研究[J].食品研究與開發，2009，（1）:126-129.

[2]王瑆.可食性包裝成食品包裝業環保新衛士[J].中國包裝，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合膜性能影響研究[J].食品工業科技，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].濟南：山東農業大學，2011:15-18.

[5]車曉彥，張春紅，李達.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]李運罡.玉米黃粉中蛋白提取及應用研究[D].鄭州：河南農業大學，2009:10-15.

[7]李夢琴，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，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”,“low-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

責任編輯:陳澍斌

2014-09-18

安徽省優秀青年人才基金重點項目(項目編號：2013SQRL149ZD）；安徽高校省級自然科學研究重點項目(項目編號：KJ2014A284）；安徽省高等教育振興計劃重大教學改革研究項目(項目編號：2014zdjy154）；安徽省質量工程項目食品營養與檢測專業綜合改革試點項目(項目編號：2013zy101）；安徽省質量工程項目食品技術人才實訓中心校企合作實踐教育基地項目(項目編號：2013sjjd036）

許月明(1980-），女，安徽廬江人。蕪湖職業技術學院，副教授，碩士。研究方向：食品安全研究。