一种变色可食用食品包装膜及其制备方法

摘要

本发明提出了一种变色可食用食品包装膜的制备方法，该方法为首先由磷脂酰乙醇胺与鱼胶原蛋白肽反应，脱除气泡，加入乳酸链球霉素和纳他霉素，混合均匀，加入酚酞细粉，均质，得到均一化溶液，成膜干燥，用水冲洗，干燥得到白色透明变色可食用食品包装膜。本发明变色可食用食品包装膜以脑磷脂磷脂酰乙醇胺和鱼胶原蛋白肽为原料反应制得其骨架结构，磷脂酰乙醇胺是一种磷脂，作为包装膜具有良好的保持水分的功效，使得水分难以溢出，用来包装水果可以实现长效保鲜的作用，且该包装膜均以食品原料为原料制备，具有可食用、可降解、环境友好等效果，具有广阔的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种变色可食用食品包装膜及其制备方法。

背景技术

食品包装袋是指能够直接与食品接触，用于盛装和保护食品的薄膜容器，按其应用的范围可分为：普通食品包装袋、真空食品包装袋、充气食品包装袋、水煮食品包装袋、蒸煮食品包装袋和功能性食品包装袋。用于生产食品包装袋的原材料为各种各样的薄膜，而食品包装袋各种性能的好坏往往由薄膜的组分和成型质量直接决定。

公布号为CN106947155A的中国专利公开了一种可降解食品包装袋，由低密度聚乙烯20-45份、茂金属线性低密度聚乙烯25-40份、无规共聚聚丙烯15-35份、碳酸钙母粒5-15份、硬脂酸偶联剂10-20份、氧化油1-15份、增塑剂3-10份、桃叶珊瑚甙2-8份和无机抗粘剂5-9份制成。

前述可降解食品包装袋通过在原材料中加入合理复配的添加剂，使得制备出的包装袋成品能够合理、快速的自然降解，其环保性能得到显著提高，且不会形成新的污染源。但是在实际生产过程中，其生产原料大多依赖于人工合成，制备时需要消耗较多的资源和能源，不利于资源节型社会的构建。同时，通常的食品包装膜仅仅具有延长保质期的功能，实际如果食品腐败后更加难以观察，因此，还需要开发一种能够明显判断食品是否腐败的包装膜。

发明内容

本发明的目的在于提出一种变色可食用食品包装膜及其制备方法，具有可食用、可降解、环境友好等效果，且食品腐败后膜发生颜色变化，保障人们健康，具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种变色可食用食品包装膜的制备方法，该方法为首先由磷脂酰乙醇胺与鱼胶原蛋白肽反应，脱除气泡，加入乳酸链球霉素和纳他霉素，混合均匀，加入酚酞细粉，均质，得到均一化溶液，成膜干燥，用水冲洗，干燥得到白色透明变色可食用食品包装膜。

作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：

S1.将磷脂酰乙醇胺溶于乙醇中，加入缩合剂二环己基碳二亚胺和鱼胶原蛋白肽，加热反应，脱除气泡，过滤，产物反复缓冲液冲洗；

S2.将酚酞片粉碎，研细至100目以下后，经过球磨机研磨至1000目以下，得到酚酞细粉；

S3.将步骤S1中产物加入水中，并加入乳酸链球霉素和纳他霉素，搅拌混合均匀，进一步加入酚酞细粉，均质后得到均一化溶液，常温干燥成膜，反复用水冲洗，置于40-50℃中干燥至恒重，得到变色可食用食品包装膜。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述磷脂酰乙醇胺与乙醇的固液比为1：(1-5)g/mL；磷脂酰乙醇胺、缩合剂二环己基碳二亚胺、鱼胶原蛋白肽的质量比为(125-170):(5-10):(15-25)。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述加热温度为35-45℃，反应3-5h；所述脱除气泡的方法为置于真空度为0.01-0.1MPa的真空干燥箱中脱气5-7min。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述步骤S1中产物与水的固液比1：(0.5-1)g/mL；所述产物、乳酸链球霉素、纳他霉素、酚酞细粉的质量比为100：(0.5-1.5)：(0.1-1)：(0.5-1)。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述均质条件为10000-12000r/min均质1-3min。

作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：

S1.将125-170重量份磷脂酰乙醇胺溶于乙醇中，固液比为1：(1-5)g/mL，加入5-10重量份缩合剂二环己基碳二亚胺和15-25重量份鱼胶原蛋白肽，加热至35-45℃反应3-5h，置于真空度为0.01-0.1MPa的真空干燥箱中脱气5-7min以脱除气泡，过滤，产物用pH为6-8的缓冲液冲洗5-10次；

S2.将酚酞片粉碎，研细至100目以下后，经过球磨机研磨至1000目以下，得到酚酞细粉；

S3.将步骤S1中100重量份的产物加入水中，固液比1：(0.5-1)g/mL，并加入0.5-1.5重量份乳酸链球霉素和0.1-1重量份纳他霉素，搅拌混合均匀，进一步加入0.5-1重量份酚酞细粉，10000-12000r/min均质1-3min后得到均一化溶液，常温干燥成膜，反复用水冲洗，置于40-50℃中干燥至恒重，得到变色可食用食品包装膜。

作为本发明的进一步改进，所述缓冲液选自磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、磷酸氢二钾-柠檬酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液或磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓缓冲液中的一种。

本发明进一步保护一种上述的制备方法得到的变色可食用食品包装膜所述包装膜的骨架材料具有如下式Ⅰ所示结构：

作为本发明的进一步改进，所述包装膜拉伸强度为35.45-40.22Mpa，断裂伸长率为4.52-7.55％。

本发明具有如下有益效果：本发明变色可食用食品包装膜的原料中添加了纳他霉素和乳酸链球菌素作为长效抗菌防腐剂，纳他霉素是一种近白色的粉末，是一种无臭、无味，低剂量且安全性高的食品防腐剂，抑菌机理为与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡；乳酸链球菌素，是乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由于乳酸链球菌素可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用，它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如肉毒梭菌，金黄色葡萄球菌，溶血链球菌，利斯特氏菌，嗜热脂肪芽抱杆菌的生长和繁殖，尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞膜的正常功能，造成细胞膜的渗透，养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡，且可以食用，食用后在人体的生理pH条件和α-胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不会改变人体肠道内正常菌群以及产生如其它抗菌素所出现的抗性问题，更不会与其它抗菌素出现交叉抗性，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂，将纳他霉素和乳酸链球菌素进行复配后，能够有效抑制各类细菌、病毒以及真菌，从而起到广谱抗菌的效果，有协同增效的作用，可食用、安全高效，延长食品的保质期。

本发明变色可食用食品包装膜的原料中添加了酚酞，其包装的食品发生腐败后产生氨气，再起达到适度的浓度后，从包装膜溢出后会与其酚酞反应使得包装膜变红，从而提示人们该食品已不可再食用，应当丢弃，从而保障人们的食品健康。

本发明变色可食用食品包装膜以脑磷脂磷脂酰乙醇胺和鱼胶原蛋白肽为原料反应制得其骨架结构，磷脂酰乙醇胺是一种磷脂，作为包装膜具有良好的保持水分的功效，使得水分难以溢出，用来包装水果可以实现长效保鲜的作用，且该包装膜均以食品原料为原料制备，具有可食用、可降解、环境友好等效果，具有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明磷脂酰乙醇胺与鱼胶原蛋白肽反应示意图。

具体实施方式

下面将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。

实施例1变色可食用食品包装膜的制备方法

具体包括以下步骤：

S1.参照附图1，将125g磷脂酰乙醇胺溶于乙醇中，固液比为1：1g/mL，加入5g缩合剂二环己基碳二亚胺和15g鱼胶原蛋白肽，加热至35℃反应3h，置于真空度为0.01MPa的真空干燥箱中脱气5min以脱除气泡，过滤，产物用pH为6的缓冲液冲洗5次；

S2.将酚酞片粉碎，研细至100目以下后，经过球磨机研磨至1000目以下，得到酚酞细粉；

S3.将步骤S1中100g产物加入水中，固液比1：0.5g/mL，并加入0.5g乳酸链球霉素和0.1g纳他霉素，搅拌混合均匀，进一步加入0.5g酚酞细粉，10000r/min均质1min后得到均一化溶液，常温干燥成膜，反复用水冲洗，置于40℃中干燥至恒重，得到变色可食用食品包装膜。

实施例2变色可食用食品包装膜的制备方法

具体包括以下步骤：

S1.参照附图1，将170g磷脂酰乙醇胺溶于乙醇中，固液比为1：5g/mL，加入10g缩合剂二环己基碳二亚胺和25g鱼胶原蛋白肽，加热至45℃反应5h，置于真空度为0.1MPa的真空干燥箱中脱气5-7min以脱除气泡，过滤，产物用pH为8的缓冲液冲洗10次；

S2.将酚酞片粉碎，研细至100目以下后，经过球磨机研磨至1000目以下，得到酚酞细粉；

S3.将步骤S1中100g产物加入水中，固液比1：1g/mL，并加入1.5g乳酸链球霉素和1g纳他霉素，搅拌混合均匀，进一步加入1g酚酞细粉，12000r/min均质3min后得到均一化溶液，常温干燥成膜，反复用水冲洗，置于50℃中干燥至恒重，得到变色可食用食品包装膜。

实施例3变色可食用食品包装膜的制备方法

具体包括以下步骤：

S1.参照附图1，将150g磷脂酰乙醇胺溶于乙醇中，固液比为1：3g/mL，加入7g缩合剂二环己基碳二亚胺和20g鱼胶原蛋白肽，加热至40℃反应4h，置于真空度为0.05MPa的真空干燥箱中脱气6min以脱除气泡，过滤，产物用pH为7的缓冲液冲洗7次；

S2.将酚酞片粉碎，研细至100目以下后，经过球磨机研磨至1000目以下，得到酚酞细粉；

S3.将步骤S1中100g产物加入水中，固液比1：0.7g/mL，并加入1g乳酸链球霉素和0.5g纳他霉素，搅拌混合均匀，进一步加入0.7g酚酞细粉，11000r/min均质2min后得到均一化溶液，常温干燥成膜，反复用水冲洗，置于45℃中干燥至恒重，得到变色可食用食品包装膜。

实施例4

与实施例3相比，添加的为改性酚酞，改性剂为硅烷偶联剂KH550，其他条件均不改变。

改性酚酞的制备方法如下：

将酚酞片溶于水中，配置成100mL 12wt％的酚酞/水/乙醇溶液，其中，乙醇含量25wt％，余量为水，向其中加入20mL硅烷偶联剂KH550的乙醇水溶液(其中硅烷偶联剂KH550的质量分数为2wt％，乙醇的质量分数为25wt％，余量为水)，1000W微波加热至90℃，反应30min，过滤，水洗，得到改性酚酞。

经测试，本实施例制得的变色可食用食品包装膜不仅仅在食品腐败后会变色，其力学性能如下：横向：抗拉强度24.52MPa，断裂伸长率4.82％，纵向：抗拉强度25.34MPa，断裂伸长率5.92％。其他性能与实施例3相差不大。

实施例5

与实施例3相比，添加的为改性酚酞，改性剂为硅烷偶联剂KH570，其他条件均不改变。

改性酚酞的制备方法如下：

将酚酞片溶于水中，配置成100mL 12wt％的酚酞/水/乙醇溶液，其中，乙醇含量25wt％，余量为水，向其中加入20mL硅烷偶联剂KH570的乙醇水溶液(其中硅烷偶联剂KH570的质量分数为2wt％，乙醇的质量分数为25wt％，余量为水)，1000W微波加热至90℃，反应30min，过滤，水洗，得到改性酚酞。

经测试，本实施例制得的变色可食用食品包装膜不仅仅在食品腐败后会变色，其力学性能如下：横向：抗拉强度23.82MPa，断裂伸长率5.27％，纵向：抗拉强度24.84MPa，断裂伸长率5.47％。其他性能与实施例3相差不大。

实施例6

与实施例3相比，添加的为改性酚酞，改性剂为硅烷偶联剂KH550和硅烷偶联剂KH570，其他条件均不改变。

改性酚酞的制备方法如下：

将酚酞片溶于水中，配置成100mL 12wt％的酚酞/水/乙醇溶液，其中，乙醇含量25wt％，余量为水，向其中加入20mL硅烷偶联剂KH550和硅烷偶联剂KH570的乙醇水溶液(其中硅烷偶联剂KH550的质量分数为1wt％，硅烷偶联剂KH570的质量分数为1wt％，乙醇的质量分数为25wt％，余量为水)，1000W微波加热至90℃，反应30min，过滤，水洗，得到改性酚酞。

经测试，本实施例制得的变色可食用食品包装膜不仅仅在食品腐败后会变色，其力学性能如下：横向：抗拉强度44.27MPa，断裂伸长率8.92％，纵向：抗拉强度45.27MPa，断裂伸长率7.95％。其他性能与实施例3相差不大。

对比例1

与实施例3相比，仅仅添加了乳酸链球霉素，其他条件均不改变。

其中，S3.将步骤S1中100g产物加入水中，固液比1：0.7g/mL，并加入1.5g乳酸链球霉素，搅拌混合均匀，进一步加入0.7g酚酞细粉，11000r/min均质2min后得到均一化溶液，常温干燥成膜，反复用水冲洗，置于45℃中干燥至恒重，得到变色可食用食品包装膜。

对比例2

与实施例3相比，仅仅添加了纳他霉素，其他条件均不改变。

其中，S3.将步骤S1中100g产物加入水中，固液比1：0.7g/mL，并加入1.5g纳他霉素，搅拌混合均匀，进一步加入0.7g酚酞细粉，11000r/min均质2min后得到均一化溶液，常温干燥成膜，反复用水冲洗，置于45℃中干燥至恒重，得到变色可食用食品包装膜。

测试例1性能测试

将实施例1-3和对比例1-2制得的变色可食用食品包装膜以及市售食品包装膜依据GB/T1733-1993的耐水实验(甲法)结果见表1。

表1

测试例2力学性能测试

采用万能拉力机依标准GB/T 1040.3-2006测试实施例1-3和对比例1-2制得的变色可食用食品包装膜以及市售食品包装膜的力学性能。每个样品横向测5个，纵向测5个，分别取平均值。为了方便比较，测试所选膜厚度均为7μm。结果见表2。

表2

测试例3水蒸气透过性测试

测试实施例1-3和对比例1-2制得的变色可食用食品包装膜以及市售食品包装膜的水蒸气透过系数(WVP)。

测定方法：依据GB/T21529-2008方法测试，测试条件为温度为38±0.5℃，湿度为90±2％。

结果见表3。

表3

测试例4氧气透过性测试

测试实施例1-3和对比例1-2制得的变色可食用食品包装膜以及市售食品包装膜的氧气透过率(O

测定方法：依据GB/T19789-2005方法测试，测试条件为20℃，湿度为0％。

结果见表4。

表4

测试例5变色测试

将实施例1-3和对比例1-2制得的变色可食用食品包装膜以及市售食品包装膜包装已切开西瓜，密封后室温保存15天，观察西瓜已腐败，观察各包装膜的情况，结果见表5。

表5

测试例6抗菌性能测试

配制活菌数为16700个/μL的的大肠杆菌菌液涂板，取10μL大肠杆菌菌液，其OD值为0.320，活菌数为16700个/μL的大肠杆菌菌液稀释至1000μL，取100μL涂板(直径85mm)，将实施例1-3和对比例1-3制得的可降解包装膜以及市售可降解包装膜分别剪裁成直径为10mm的圆片，膜片贴板后适宜温度下培养36h，测量抑菌圈的大小，结果见表6。

表6

对比例1中仅仅添加了乳酸链球菌素，对比例2中仅仅添加了纳他霉素，纳他霉素是一种真菌抑菌剂，对于细菌的抑制效果有限，将纳他霉素和乳酸链球菌素，两者的抑菌机理相辅相成，纳他霉素的麦角甾醇以及其他甾醇基团和乳酸链球菌素结合对于细菌的抗菌性有显著作用，使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡，起到了协同增效的作用。

与现有技术相比，本发明变色可食用食品包装膜的原料中添加了纳他霉素和乳酸链球菌素作为长效抗菌防腐剂，纳他霉素是一种近白色的粉末，是一种无臭、无味，低剂量且安全性高的食品防腐剂，抑菌机理为与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡；乳酸链球菌素，是乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由于乳酸链球菌素可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用，它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如肉毒梭菌，金黄色葡萄球菌，溶血链球菌，利斯特氏菌，嗜热脂肪芽抱杆菌的生长和繁殖，尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞v膜的正常功能，造成细胞膜的渗透，养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡，且可以食用，食用后在人体的生理pH条件和α-胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不会改变人体肠道内正常菌群以及产生如其它抗菌素所出现的抗性问题，更不会与其它抗菌素出现交叉抗性，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂，将纳他霉素和乳酸链球菌素进行复配后，能够有效抑制各类细菌、病毒以及真菌，从而起到广谱抗菌的效果，有协同增效的作用，可食用、安全高效，延长食品的保质期。

本发明变色可食用食品包装膜的原料中添加了酚酞，其包装的食品发生腐败后产生氨气，再起达到适度的浓度后，从包装膜溢出后会与其酚酞反应使得包装膜变红，从而提示人们该食品已不可再食用，应当丢弃，从而保障人们的食品健康。

本发明变色可食用食品包装膜以脑磷脂磷脂酰乙醇胺和鱼胶原蛋白肽为原料反应制得其骨架结构，磷脂酰乙醇胺是一种磷脂，作为包装膜具有良好的保持水分的功效，使得水分难以溢出，用来包装水果可以实现长效保鲜的作用，且该包装膜均以食品原料为原料制备，具有可食用、可降解、环境友好等效果，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。