牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法，以牦牛乳酪蛋白为原料，经处理后添加增塑剂等材料，干燥形成防水、可生物降解的薄膜或涂层；具体步骤为：(1)原料溶解：牦牛乳酪蛋白加水，调整pH6.0-10.0；(2)预处理：60℃～90℃恒温水浴，不断搅拌并加入还原剂；(3)添加辅料：溶液冷却至25℃～45℃，添加消泡剂、增塑剂、交联剂、增稠剂等辅料；(4)过滤：膜液过滤除去不溶物；(5)制膜：取一定量膜液置于聚氯乙烯水晶板上进行制膜；(6)干燥：制好的膜于40℃～60℃恒温干燥箱中干燥1h～10h；(7)揭膜：将干燥的膜剥离聚氯乙烯水晶板，即可得到酪蛋白可食膜产品。本发明制备的可食膜具有良好的可降解性，原材料天然无污染，属于绿色可食膜。

说明书

技术领域

本发明属于乳制品技术领域，具体地说涉及一种以牦牛乳酪蛋白为原料制备可食膜的方法。 

背景技术

很久以来，可食薄膜和涂层就被用于保护某些类型食品恶化和产品质量损失，在过去十年里，发展和使用生物基的包装材料趋势迅速增长，主要用于延长货架期，保持产品新鲜度，冷冻和制定的食品，之所以用途广泛，是由于以下原因：（1）环境问题关系到传统的合成食品包装材料和需要发展更多的环保型和生物降解材料；（2）消费者所期待提高新鲜产品质量；（3）延长食品货架期的需要；（4）扩大食品商品分销渠道；（5）可食产品中的可食阻隔物材质。

优良的可食性薄膜和涂层深入的研究已经很常见了，按原料大体上可分为4类：多糖类可食性膜、蛋白质类可食性膜、脂类可食性膜和复合型可食性膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以牦牛乳酪蛋白为原料的可食膜的制备方法。

本发明方法原料采用牦牛乳酪蛋白，添加还原剂、消泡剂、增塑剂、交联剂，干燥成型后获得可食膜产品，具体步骤如下：

a)原料溶解：将原料牦牛乳酪蛋白，配成质量浓度5%～20%溶液，用质量浓度10%～20%的NaOH溶液调节pH6.0～10.0；

b)预处理：60℃～90℃恒温水浴，在60rpm～300rpm转速下不断搅拌，并加入还原剂0.5%( M/V)；

c)添加辅料：溶液冷却至25℃～45℃，添加体积百分含量为5%～7%的消泡剂、质量百分含量为5%～10%的增塑剂、质量百分含量为2%～3%的交联剂，充分搅拌制成膜液；

d)过滤：膜液过滤除去不溶物；

e)制膜：取膜液于聚氯乙烯水晶板上进行刮制成膜；

f)干燥：制好的膜于40℃～60℃恒温干燥箱中干燥1h～10h；

g)揭膜：将干燥的膜剥离聚氯乙烯水晶板，即可得到酪蛋白可食膜产品。

作为本发明的改进，所述步骤c中的还原剂选自半胱氨酸或亚硫酸钠中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述步骤c中的消泡剂选自乙醇、单甘脂、司班、乳化硅油或食用消泡剂中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述步骤c中的增塑剂选自甘油、丙二醇或山梨醇中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述步骤c中的交联剂选自明胶、琼脂、果胶、淀粉、葡萄糖中的一种或两种。

作为本发明的进一步改进，可以选择在所述步骤c中添加增稠剂，所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠或海藻酸钠中的一种，所述增稠剂的质量百分含量为0.5%。     

本发明方法制得的可食膜的检测方法：

(1)膜厚

采用接触测量法，用螺旋测微器在被测膜上随机取点测定膜厚(d)，取平均值，单位为mm。

(2)抗拉强度

检测方法参照GB13022-91。采用长条形试样，宽度20mm，标距150mm，试验速度50mm/min。单位为横截面积的抗张力，按下式计算：

TS＝                                                

式中：TS—抗拉强度，MPa；

      F—待检膜断裂时承受的最大张力，N；

      b—试验前膜宽度，mm；

d－试验前膜厚，mm。

(3)断裂伸长率

检测方法参照GB13022-91。采用长条形试样，试样宽度20mm，标距150mm，试验速度50mm/min。按下式计算：

E＝

式中：E－断裂伸长率，%；

      L－试样断裂时标线距离，mm；

L₀－试样原始标线距离，mm。

(4)水蒸气透过系数

采用拟杯式法测定。25℃下膜一侧为烘干的干燥剂，视空气水蒸汽分压为0kPa，即RH为0；膜另一侧为饱和亚硝酸钠溶液，RH为65%，水蒸气分压为2.060kPa，按下式计算：

WVP=

式中：WVP—水蒸汽透过系数（g·mm/m²·h·kPa）；

      ΔW—时间T内水蒸汽透过膜的量，即干燥剂质量变化（g）；

      FT—为膜厚（mm）；

      S—膜的面积（m²）；

      T—测量的时间（h），本试验为48h；

      ΔPV—膜两侧水蒸汽压差（kPa），本试验取2.060

本发明牦牛乳酪蛋白可食性薄膜是以牦牛乳酪蛋白为主要基质，利用酪蛋白的成膜性，并辅以食用增塑剂，通过一定的处理工序而制成的一种具有一定力学性能和选择透过性的结构致密的薄膜。

中国是牦牛的主产国，占世界总数的92%，生活在我国青藏高原毗邻的6个省区，年产牦牛乳71.5万吨，牦牛乳是安全、天然、无污染的牛乳，营养价值极高，是珍贵的健康食品，也是我国极具地方特色的优势资源；以牦牛乳酪蛋白制作的食品包装膜，具有透明度高，营养价值高，可生物降解性和良好的技术性能（如阻隔极性气体，如氧气和二氧化碳）等特点，其天然结构使其有能力形成防水、可生物降解的薄膜或涂层；酪蛋白薄膜可以被生产成像薄涂层一样的优质薄片，这种薄片不仅可以直接粘附到产品上作为内贴层包装，也可以运用到一些中层的包装膜，可以很好地保护产品免受损坏和污染，形成阻止产品与外界物质接触的屏障；同时，由于酪蛋白的防水性能可以锁住水分，因此可以用于包装乳制食品，例如干酪，或者在农家干酪或酸乳酪包装中使用的层压制品的组分；还可以制成食用涂膜保鲜剂，采用喷涂、刷涂或浸渍的方法涂于果蔬表面，以延长果蔬的保鲜期；也可制成可食性包装纸适用于方便面，小包装冲剂食品等的包装，其特点是用热水一泡即可溶化，不用撕开包装，不仅方便，而且还有一定的营养价值；也可用于医药行业，如药片包衣；还可以在酪蛋白包装膜中加入调味料、维生素或矿物质等一些食用材料，这样也提高了包装膜自身的可食性。

本发明的有益效果如下：

(1)首次提出采用牦牛乳酪蛋白为原料制备可食膜；

(2)采用牦牛乳酪蛋白为可食膜原料，使膜具有优质的营养价值；

(3)本发明充分利用牦牛乳酪蛋白的性质，制备的可食膜具有良好的可降解性，原材料天然无污染，属于绿色可食膜；

(4)拓宽了牦牛乳酪蛋白的利用途径，提高其产品附加值；

(5)本发明工艺简单，流程短，效率高，适合工业化推广生产。

具体实施方式

下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料溶解：称取牦牛乳酪蛋白15g，加水100mL，用质量浓度15%的NaOH调节pH8.2；

(2)预处理：60℃恒温水浴，在300rpm转速下不断搅拌，并加入0.5g亚硫酸钠；

(3)添加辅料：溶液冷却至30℃，添加乙醇7mL、山梨醇5g、果胶2g，充分搅拌制成膜液；

(4)过滤：膜液用纱布过滤除去杂质和不溶物；

(5)制膜：吸取10mL膜液于10cm×10cm的PVC水晶板上，用玻璃棒由一端向另一端将膜液抹平，并保持膜层各处均匀；

(6)干燥：将涂好膜层的PVC水晶板放入40℃的恒温干燥箱中干燥5h；

(7) 揭膜：将干燥好的膜取出后有一边缓慢揭下膜，即得牦牛乳酪蛋白可食膜。

性能：膜厚0.155mm，抗拉强度23.982MPa，断裂伸长率8.65%，水蒸气透过系数0.3011 g·mm/m²·h·kPa。

实施例2

一种牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料溶解：称取牦牛乳酪蛋白20g，加水100mL，用质量浓度20%的NaOH调节pH10.0；

(2)预处理：60℃恒温水浴，在150rpm转速下不断搅拌，并加入0.5g亚硫酸钠；

(3)添加辅料：溶液冷却至30℃，添加单甘脂7mL、甘油10g、 明胶2g、葡萄糖1g，充分搅拌制成膜液；

(4)过滤：膜液用纱布过滤除去杂质和不溶物；

(5)制膜：吸取10mL膜液于10cm×10cm的PVC水晶板上，用玻璃棒由一端向另一端将膜液抹平，并保持膜层各处均匀；

(6)干燥：将涂好膜层的PVC水晶板放入45℃的恒温干燥箱中干燥5h；

(7)揭膜：将干燥好的膜取出后有一边缓慢揭下膜，即可得到牦牛乳酪蛋白可食膜。

性能：膜厚0.152mm，抗拉强度20.151MPa，断裂伸长率13.25%，水蒸气透过系数0.3165 g·mm/m²·h·kPa。

实施例3

一种牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)原料溶解：称取牦牛乳酪蛋白15g，加水100mL，用质量浓度10%的NaOH调节pH8.0；

(2)预处理：90℃恒温水浴，在60rpm转速下不断搅拌，并加入0.5g亚硫酸钠；

(3)添加辅料：溶液冷却至45℃，添加乙醇5mL、甘油6g、明胶2g、淀粉1g，羧甲基纤维素钠0.5g，充分搅拌制成膜液；

(4)过滤：膜液用纱布过滤除去杂质和不溶物；

(5)制膜：吸取10mL膜液于10cm×10cm的PVC水晶板上，用玻璃棒由一端向另一端将膜液抹平，并保持膜层各处均匀；

(6)干燥：将涂好膜层的PVC水晶板放入60℃的恒温干燥箱中干燥1h；

(7) 揭膜：将干燥好的膜取出后有一边缓慢揭下膜，即得牦牛乳酪蛋白可食膜。

性能：膜厚0.154mm，抗拉强度19.256MPa，断裂伸长率15.52%，水蒸气透过系数0.3026 g·mm/m²·h·kPa。

实施例4

一种牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)原料溶解：称取牦牛乳酪蛋白10g，加水100mL，用质量浓度15%的NaOH调节pH8.5；

(2)预处理：80℃恒温水浴，在60rpm转速下不断搅拌，并加入0.5g亚硫酸钠；

(3)添加辅料：溶液冷却至45℃，添加乙醇5mL、甘油6g、明胶1g、葡萄糖1g，羧甲基纤维素钠0.5g，充分搅拌制成膜液；

(4)过滤：膜液用纱布过滤除去杂质和不溶物；

(5)制膜：吸取10mL膜液于10cm×10cm的PVC水晶板上，用玻璃棒由一端向另一端将膜液抹平，并保持膜层各处均匀；

(6)干燥：将涂好膜层的PVC水晶板放入50℃的恒温干燥箱中干燥2h；

(7) 揭膜：将干燥好的膜取出后有一边缓慢揭下膜，即得牦牛乳酪蛋白可食膜。

性能：膜厚0.151mm，抗拉强度22.538MPa，断裂伸长率9.65%，水蒸气透过系数0.2845 g·mm/m²·h·kPa。

实施例5

一种牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)原料溶解：称取牦牛乳酪蛋白5g，加水100mL，用质量浓度10%的NaOH调节pH6.0；

(2)预处理：65℃恒温水浴，在150rpm转速下不断搅拌，并加入0.5g半胱氨酸；

(3)添加辅料：溶液冷却至35℃，添加乳化硅油5mL、丙二醇6g、琼脂3g，海藻酸钠0.5g，充分搅拌制成膜液；

(4)过滤：膜液用纱布过滤除去杂质和不溶物；

(5)制膜：吸取10mL膜液于10cm×10cm的PVC水晶板上，用玻璃棒由一端向另一端将膜液抹平，并保持膜层各处均匀；

(6)干燥：将涂好膜层的PVC水晶板放入47℃的恒温干燥箱中干燥7h；

(7) 揭膜：将干燥好的膜取出后有一边缓慢揭下膜，即得牦牛乳酪蛋白可食膜。

性能：膜厚0.152mm，抗拉强度19.652MPa，断裂伸长率14.37%，水蒸气透过系数0.2956 g·mm/m²·h·kPa。

实施例6

一种牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)原料溶解：称取牦牛乳酪蛋白15g，加水100mL，用质量浓度15%的NaOH调节pH8.2；

(2)预处理：60℃恒温水浴，在300rpm转速下不断搅拌，并加入0.5g亚硫酸钠；

(3)添加辅料：溶液冷却至30℃，添加食用消泡剂5mL、山梨醇5g、果胶2g，充分搅拌制成膜液；

(4)过滤：膜液用纱布过滤除去杂质和不溶物；

(5)制膜：吸取10mL膜液于10cm×10cm的PVC水晶板上，用玻璃棒由一端向另一端将膜液抹平，并保持膜层各处均匀；

(6)干燥：将涂好膜层的PVC水晶板放入40℃±2℃的恒温干燥箱中干燥10h；

(7) 揭膜：将干燥好的膜取出后有一边缓慢揭下膜，即得牦牛乳酪蛋白可食膜。

性能：膜厚0.153mm，抗拉强度23.951MPa，断裂伸长率10.55%，水蒸气透过系数0.2924 g·mm/m²·h·kPa。

实施例7

一种牦牛乳酪蛋白可食膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)原料溶解：称取牦牛乳酪蛋白10g，加水100mL，用质量浓度15%的NaOH调节pH8.0；

(2)预处理：65℃恒温水浴，在300rpm转速下不断搅拌，并加入0.5g半胱氨酸；

(3)添加辅料：溶液冷却至25℃，添加司班60 5mL、甘油6g、淀粉2g，充分搅拌制成膜液；

(4)过滤：膜液用纱布过滤除去杂质和不溶物；

(5)制膜：吸取10mL膜液于10cm×10cm的PVC水晶板上，用玻璃棒由一端向另一端将膜液抹平，并保持膜层各处均匀；

(6)干燥：将涂好膜层的PVC水晶板放入58℃的恒温干燥箱中干燥1h；

(7) 揭膜：将干燥好的膜取出后有一边缓慢揭下膜，即得牦牛乳酪蛋白可食膜。

性能：膜厚0.154mm，抗拉强度19.243MPa，断裂伸长率15.24%，水蒸气透过系数0.3038 g·mm/m²·h·kPa。