一种胡萝卜缨蔬菜纸及其制备方法

摘要

本发明公开一种胡萝卜缨蔬菜纸，以新鲜胡萝卜缨为原料打浆干燥制成的蔬菜纸，所述胡萝卜缨蔬菜纸由胡萝卜缨浆和粘结剂制成，以胡萝卜缨浆的重量为基准计，所述粘结剂包括以下质量百分比的组分：黄原胶0.2～0.6％、明胶0.1～0.5％、羧甲基纤维素钠0.1～0.5％、改性大豆磷脂0.1～0.5％。本发明研究了胡萝卜缨蔬菜包装纸的成型工艺，选择以黄原胶、明胶、羧甲基纤维素钠与改性大豆磷脂复配作为纸张制作用粘结剂，并严格控制各粘结剂组分的含量配比，得到的蔬菜纸的机械性能、平滑度、抗水性和抗油性等均能达到食品包装纸的性能要求。

说明书

技术领域

本发明属于休闲果蔬食品加工技术领域，具体涉及一种胡萝卜缨蔬菜纸及其制备方法。

背景技术

目前人类在食品包装中最常使用的材料为塑料，因塑料包装不仅制作成本低廉、具有良好的透明性和耐化学性能好等众多优点，即便长期放置也不易氧化，故而在食品工业等其他行业应用非常广泛。但塑料包装无法在环境中降解。在“限塑令”的背景下，纸制包装成为一个热点。纸质材料的选择丰富多样，其中蔬菜纸是近年来国内外流行的方便食品和包装材料。

萝卜缨别名胡萝卜叶、胡萝卜英，二年生草本，为伞形科植物胡莱菔的根出叶，其营养价值很高，并且蛋白质、碳水化合物、膳食纤维、胡萝卜素、矿物质等含量丰富，其中钙和膳食纤维含量最为丰富。胡萝卜在我国栽培历史悠久，但胡萝卜缨被开发为食品产品并不多见，大量的胡萝卜缨往往被作为废物而丢弃，开发利用极少，造成资源的极大浪费。研究胡萝卜缨的综合利用技术对于提高胡萝卜缨利用率进而提高胡萝卜种植的附加值具有重要意义。所以，要增加胡萝卜缨附加值，增加胡萝卜种植农民的经济收入，精深加工成为延伸胡萝卜缨这一特色农产品产业链的必经之路。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的一个目的在于，提供一种胡萝卜缨蔬菜纸，本发明以胡萝卜缨为制纸的原材料，研究和开发出新型的胡萝卜缨纸，用于食品包装，不仅提高胡萝卜缨的资源利用率，而且可以降低塑料对于环境的负担，对于今后的绿色环保食品包装材料同样具有参考意义。

为实现上述技术目的，本发明提出以下技术方案：

一种胡萝卜缨蔬菜纸，以新鲜胡萝卜缨为原料打浆干燥制成的蔬菜纸，所述胡萝卜缨蔬菜纸由胡萝卜缨浆和粘结剂制成，以胡萝卜缨浆的重量为基准计，所述粘结剂包括以下质量百分比的组分：黄原胶0.2～0.6％、明胶0.1～0.5％、羧甲基纤维素钠0.1～0.5％、改性大豆磷脂0.1～0.5％。

进一步地，所述粘结剂包括以下质量百分比的组分：黄原胶0.4～0.6％、明胶0.1～0.3％、羧甲基纤维素钠0.2～0.4％、改性大豆磷脂0.3～0.5％。

进一步地，所述粘结剂包括以下质量百分比的组分：黄原胶0.5％、明胶 0.2％、羧甲基纤维素钠0.3％、改性大豆磷脂0.4％。

本发明的另一目的在于，提供一种如上所述的胡萝卜缨蔬菜纸的制作方法，所述方法包括如下步骤：

1)选料、清洗：选择色泽翠绿、新鲜、无病虫害的成熟新鲜胡萝卜缨，切除根部，清水洗去泥土，切分成1～2cm的小块，备用；

2)烫漂、冷却：将切分好的原料放入沸水烫漂1～2min，取出后用冷水冲洗，烫漂可使组织柔软，防止氧化，还具有护色的作用；

3)打浆：将烫漂过的原料，置于打浆机中，添加适量的水进行打浆，打至菜泥状；

4)离心：将打浆后的菜泥，在5000～6000r/min下，离心3～8min，去除多余水分；

5)调配：按配方称量粘结剂，置于55-65℃恒温水浴锅中，加入适量水搅拌溶解，待溶解均匀后加入步骤3)菜泥，继续搅拌至菜泥与粘结剂充分混合；

6)涂布：将混合好的料泥，用刮刀涂布均匀于平铺锡箔纸的烤盘中，约 1～2mm厚，形成纸状薄层；

7)烘干：涂布后立即放入烘箱中，于45～65℃干燥成型；

8)揭纸：冷却后，小心将蔬菜纸揭下，即得胡萝卜缨蔬菜纸。

进一步地，步骤4)中，离心条件为：5500r/min下，离心5min。

进一步地，步骤5)中，调配的温度条件为60℃。

进一步地，步骤7)中，烘箱内的干燥温度为：50～60℃，干燥时间为2-8h。

有益效果：本发明具有如下优点；

(1)本发明研究了胡萝卜缨蔬菜包装纸的成型工艺，选择以黄原胶、明胶、羧甲基纤维素钠与改性大豆磷脂复配作为纸张制作用粘结剂，并严格控制各粘结剂组分的含量配比，得到的蔬菜纸的机械性能、平滑度、抗水性和抗油性等均能达到食品包装纸的性能要求。

(2)本发明对蔬菜包装纸进行了质量评价，得出以下结论：通过单因素试验，得到胡萝卜缨蔬菜包装纸单一粘结剂添加范围为：羧甲基纤维素钠添加量为0.3％、明胶添加量为0.2％，黄原胶添加量为0.5％，改性大豆磷脂添加量为 0.4％。。

附图说明

图1为羧甲基纤维素钠(CMC-Na)添加量对蔬菜纸的影响；

图2为黄原胶添加量对蔬菜纸的影响；

图3为明胶添加量对蔬菜纸的影响；

图4为改性大豆磷脂对蔬菜纸的影响；

图5为黄原胶和明胶交互作用对蔬菜纸感官评分的响应曲面图(b)和等高线图(a)；

图6为黄原胶和羧甲基纤维素交互作用对蔬菜纸感官评分的响应曲面图(b) 和等高线图(a)；

图7为明胶和羧甲基纤维素交互作用对蔬菜纸感官评分的响应曲面图(b)和等高线图(a)。

具体实施方式

实施例1

1)制作方法

包括如下步骤：

1)选料、清洗：选择色泽翠绿、新鲜、无病虫害的成熟新鲜胡萝卜缨，切除根部，清水洗去泥土，切分成1～2cm的小块，备用；

2)烫漂、冷却：将切分好的原料放入沸水烫漂1～2min，取出后用冷水冲洗，烫漂可使组织柔软，防止氧化，还具有护色的作用；

3)打浆：将烫漂过的原料，置于打浆机中，添加适量的水进行打浆，打至菜泥状；

4)离心：将打浆后的菜泥，在5500r/min下，离心5min，去除多余水分；

5)调配：按配方称量粘结剂，置于60℃恒温水浴锅中，加入适量水搅拌溶解，待溶解均匀后加入步骤3)菜泥，继续搅拌至菜泥与粘结剂充分混合；

6)涂布：将混合好的料泥，用刮刀涂布均匀于平铺锡箔纸的烤盘中，约 1～2mm厚，形成纸状薄层；

7)烘干：涂布后立即放入烘箱中，于50～60℃干燥成型；

8)揭纸：冷却后，小心将蔬菜纸揭下，即得胡萝卜缨蔬菜纸。

2)实验设计

2.1单因素实验设计

本申请胡萝卜缨蔬菜包装纸作选择黄原胶、明胶、羧甲基纤维素钠以及改性大豆磷脂作为原料，做单因素实验。

改性的大豆磷脂为浅黄至黄色粉末，无毒无刺激气味，其具有较好的亲水性，能够提高纸表面的亲水性能减小蛋白粘附，降低表面张力，增加表面粗糙程度。

分别按黄原胶添加量0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％，羧甲基纤维素钠 (CMC-Na)添加量0.3％，明胶添加量0.3％，改性大豆磷脂添加量0.5％，制作胡萝卜缨蔬菜包装纸，测定黄原胶添加量对蔬菜纸感官评价的影响。

分别按羧甲基纤维素钠(CMC-Na)添加量0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、 0.5％，黄原胶添加量0.5％、明胶添加量0.3％，改性大豆磷脂添加量0.5％，制作胡萝卜缨蔬菜包装纸，测定羧甲基纤维素钠(CMC-Na)添加量对蔬菜纸感官评价的影响。

分别按照明胶添加量0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％，还原胶添加量 0.5％，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)添加量0.3％，改性大豆磷脂添加量0.5％，制作胡萝卜缨蔬菜包装纸，测定明胶添加量对蔬菜纸感官评价的影响。

分别按照改性大豆磷脂添加量0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％，黄原胶添加量0.5％、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)添加量0.3％、明胶添加量0.2％，制作胡萝卜缨蔬菜包装纸，测定改性大豆磷脂对蔬菜纸感官评价的影响。

2.2响应面实验设计

在单因素试验的基础上，依据Box-Behnken实验设计原则，同时结合单因素实验结果，选取对蔬菜纸感官评分影响较大的3个因素：黄原胶、明胶、羧甲基纤维素，各取3个水平分别记为水平-1、0、1，进行因素水平共17个试验点的响应曲面分析试验，并运用数据统计分析软件进行数据分析，进而得到最佳蔬菜纸感官评分的条件。具体如表1所示。

表1响应曲面分析实验的因素和水平设计

3)性能测试

3.1感官评价

本实验采用百分制，邀请10位具有代表性的学生，分别从色泽、易揭性、韧度和表面性状四个方面对胡萝卜缨蔬菜包装纸进行感官评定。取平均值作为最终评定分数。具体如表2所示。

表2胡萝卜缨蔬菜包装纸感官评价表

3.2胡萝卜缨包装纸厚度的测定(T)

用CT-100涂测厚仪在待测纸上，随机取五个点，测厚度，取其平均值作为该包装纸厚度，单位：mm。

3.3胡萝卜缨包装纸定量的测定(G)

定量表示纸每平方米的质量。按照GB451.2进行测定，在一片样品上用剪刀随机取0.1cm

式中：M—样品质量，g；

A—样品面积，m

3.4胡萝卜缨包装纸色泽的测定

L、a、b色空间就是用L、a、b值3个1组的数值来表示任何一种颜色。L 表示黑白，L数值越大表示亮度越高，a表示红绿，b表示黄蓝。字母L代表黑白，+表示偏白，-表示偏暗；字母a代表红绿，+表示偏红，-表示偏绿；字母b 代表黄蓝，+表示偏黄，-表示偏蓝。用测色仪可以测定任何一种颜色的L、a、 b值。

3.5胡萝卜缨包装纸含水率的测定(WC)

含水率的方法采用重量法测定。在105℃下烘干至质量不再变化，样品重量W

3.6胡萝卜缨包装纸透油系数的测定(Poil)

测定方法可参照文献，将5ml的色拉油放入试管中，以待测膜封口，倒置于滤纸上放置2d，称量滤纸质量变化，按下式计算：

Δm——滤纸质量的变化，g；

FT——膜厚度，mm；

A——膜面积，m

T——放置时间，d。

3.7胡萝卜缨包装纸透光率的测定将样品纸剪裁成规则条状，紧贴于2cm比色皿一侧，在500nm的波长下测定其吸光度，再根据朗伯比尔定律计算出其透光率，以空比色皿作为对照。

3.8萝卜缨不溶性膳食纤维含量的测定

本申请采用酶法提取胡萝卜缨中的不溶性膳食纤维，操作如下：

原料的预处理：首先将原料去梗，清洗上面泥土，切分块状，用榨汁机榨成浆状，后再在离心机中离心取渣，放入烘箱60℃干燥，再用粉碎机粉碎，过 60目筛，放入干燥器中备用。

酶提取：称取1g样品，按1:25(25ml水)加入去离子水，加入α-淀粉酶， 50℃恒温水浴酶解2h，80℃灭酶10min，再洗涤5500r/min离心15min，取渣干燥至恒重，称量。并计算其提取率。

4)结果

4.1单因素实验结果分析

生产蔬菜纸粘结剂添加量的选择尤为重要，以羧甲基纤维素钠(CMC- Na)、黄原胶、明胶作为粘结剂在其他条件不变的情况下，添加不同量的粘结剂，根据表2胡萝卜缨蔬菜包装纸感官评价表，对成品进行感官评价。

羧甲基纤维素钠(CMC-Na)添加量对蔬菜纸感官评价的影响见图1，黄原胶添加量对蔬菜纸感官评价的影响见图2，明胶添加量对蔬菜纸感官评价的影响见图3。

4.1.1羧甲基纤维素钠添加量对胡萝卜缨蔬菜纸感官评价的影响

由图1可知，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)添加量在0.1％～0.5％之间波动，蔬菜纸的感官评分先升高后下降，在羧甲基纤维素钠添加量达到0.3％时，感官评分达到最高。这是因为随羧甲基纤维素钠浓度越大，其与胡萝卜缨中纤维相互作用提高成纸稳定性和韧度。当羧甲基纤维素钠添加量达到一定程度时，又使得成纸浆料黏度过大，从而导致成纸性状较差。故选择0.3％为响应面设计中心点。

4.1.2黄原胶添加量对蔬菜纸的影响

由图2可知，黄原胶添加量在0.2％～0.6％之间变化时，蔬菜纸的感官评价发生变化，由0.2％到0.5％胡萝卜缨蔬菜包装纸的感官评价分数逐渐升高，0.5％到0.6％分数逐渐下降。黄原胶分子间作用力较大还带有强极性基团，故其水溶液具有良好的黏性，是很好地增稠剂。实验表明包装纸随着黄原胶添加量增加其韧度及成纸性也在增加，但当其添加量超过0.5％时，成纸浆料黏度过大不易搅拌均匀，同时成纸质量也较差。综上所述，故选择0.5％为响应面设计中心点。

4.1.3明胶添加量对蔬菜纸的影响

由图3可知，明胶添加量在0.1％～0.5％之间变化时，蔬菜纸的感官评价发生变化，由0.1％到0.2％胡萝卜缨蔬菜包装纸的感官评价分数逐渐升高，0.2％到0.3％分数逐渐下降并逐渐趋于平缓。实验表明明胶添加量为0.2％时感官评价最高，这是因为随着明胶添加量升高，明胶增加了成纸表面的平滑度，提高了成纸的抗水性和抗油性。但当明胶达到一定高度时，成纸明胶化严重，使得成纸脆性增大。最终通过实验获得最优明胶添加量为0.25％。综上所述，故选择0.2％为响应面设计中心点。

4.1.4改性大豆磷脂单因素实验

在其他条件不变的情况下，添加不同量的改性大豆磷脂，根据表2胡萝卜缨蔬菜包装纸感官评价表，对成品进行感官评价。改性大豆磷脂添加量对蔬菜纸感官评价的影响见图4。

4.2胡萝卜缨蔬菜包装纸制备的响应面实验分析

4.2.1蔬菜纸感官评分模型建立与分析

表3响应曲面优化蔬菜纸感官评分实验设计与结果

响应曲面法的试验设计及结果见表3，运用Design expert 11数据分析软件对试验数据进行多元回归拟合，设黄原胶含量、明胶含量、羧甲基纤维素含量分别为A、B、C，以蔬菜纸感官评分为响应值进行多元回归拟合，得到二次多项回归模型为：

Y＝84.40+0.88A+2.25B+1.38C-2.50AB+0.75AC+1.50BC-2.58A

表4蔬菜纸感官评分模型及回归系数的回归分析结果

注：P＜0.01为极显著，用**表示，P＜0.05为显著，用*表示，P＞0.05为不显著，用ns表示.

进一步对模型及回归系数分别进行回归分析，胡萝卜缨蔬菜包装纸感官评分模型及回归系数的回归分析结果如表4所示，从表4可以看出回归模型 P＝0.0002＜0.001(极显著)，其失拟项P＝0.1717＞0.05(不显著)，说明模型拟合程度良好，可以对回归方程相应回归值进行预测，同时模型回归系 R

通过分析相关数据可以看出，一次项明胶对蔬菜包装纸感官评分具有极显著影响(P＝0.0011＜0.0001)，羧甲基纤维素对蔬菜纸感官评分影响显著 (P＝0.0138＜0.05)，黄原胶对蔬菜纸感官评分影响不显著(P＝0.766＞0.05)。分析各因素的主效应关系为：B＞C＞A，即明胶＞羧甲基纤维素＞黄原胶。其二次项交互作用AB对蔬菜纸感官评分具有极显著的影响(P＝0.0041＜0.01)， BC对蔬菜纸感官评分具有显著的影响(P＝0,04＜0.05)。

4.2.2各因素的交互作用

根据回归方程，考察响应面曲面图及等高线图的形状，分析黄原胶、明胶、羧甲基纤维素对蔬菜纸感官评分的影响。响应面曲面图和等高线可以很好的反应自变量之间的相互作用。通过观察响应曲面图的坡度陡峭程度，确定两者对响应值的影响程度，响应面曲面图越陡峭说明两者的交互作用越明显。

黄原胶(A)、明胶(B)、羧甲基纤维素(C)对蔬菜纸感官评分的影响见图5。据究表明羧甲基纤维素具有较好的膜形成性，白色纤维状或颗粒状粉末，无色无味，有吸湿性，在食品工业中用作增稠剂，造纸工业中它可用于作施胶剂，能有效提高纸的抗水性。明胶为无色或浅黄色固体，臭无毒，成粉状、片状或块状，可以增加纸的韧性，还能提高纸的强度，此外还可以提高纸张的匀度。黄原胶为浅黄色或白色粉末、易溶于水，国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体，性能最优越的生物胶。本申请主要采用以上三种增稠剂。同时，蔬菜纸中含有大量纤维，打浆使得纤维破碎，从而在蔬菜纸成型过程中通过多糖物质交联作用或者纤维素分子氢键缔合作用，构成稳定牢固的网状结构，最终形成纸。

黄原胶和明胶的交互作用对蔬菜纸感官评分的影响如图5所示，AB交互曲面中蔬菜纸感官评分的变化坡度随黄原胶的增加呈先增加后缓慢降低的趋势，随明胶的增加呈先增加后降低的趋势，且蔬菜纸感官评分随明胶的变化陡峭程度大于黄原胶，说明明胶对蔬菜纸感官评分的影响大于黄原胶的影响。AB等高线图呈椭圆形，说明其相互间具有较明显的交互作用。曲面图与方差分析的结果也是相符合的。

黄原胶和羧甲基纤维素的交互作用对蔬菜纸感官评分的影响如图6所示， AC交互曲面中蔬菜纸感官评分的变化坡度随黄原胶的增加呈先增加后降低的趋势，随羧甲基纤维素的增加呈先增加后降低的趋势，且蔬菜纸感官评分随羧甲基纤维素的变化陡峭程度大于黄原胶，说明羧甲基纤维素对蔬菜纸感官评分的影响大于黄原胶的影响。AB等高线图呈圆形，说明其相互间交互作用不明显。曲面图与表4方差分析的结果也是相符合的。

明胶和羧甲基纤维素的交互作用对蔬菜纸感官评分的影响如图7所示，AC 交互曲面中蔬菜纸感官评分的变化坡度随明胶、羧甲基纤维素的增加先增加后降低，在明胶含量为0.2％、羧甲基纤维素含量为0.3％时，蔬菜纸感官评分达到最大值。且蔬菜纸感官评分随明胶的变化陡峭程度大于羧甲基纤维素，说明明胶对蔬菜纸感官评分的影响大于羧甲基纤维素的影响。AB等高线图呈椭圆，说明其相互间具有显著的交互作用。曲面图与方差分析的结果也是相符合的。

4.2.3验证试验结果

根据回归方程模型，得到预测的最优条件为：黄原胶为0.509％、明胶为 0.225％、羧甲基纤维素钠为0.325％，根据实际情况将该条件修正为黄原胶为 0.51％、明胶为0.23％、羧甲基纤维素钠为0.33％，在此最优条件下经3次平行试验实际得到蔬菜纸感官评分为80，与预测值感官评分84.894相差不大，证实了预测值和实验值之间的良好相关性。

4.3蔬菜包装纸的质量评价

根据软件得到的最优条件，根据软件处理得到的最优条件，结合实际情况，验证最佳工艺条件。胡萝卜缨蔬菜包装纸工艺条件取为，复合增稠剂添加量为黄原胶为0.51％、明胶为0.23％、羧甲基纤维素钠为0.33％。

本文借鉴普通食品包装纸的性能对其进行评定。本文根据中华人民共和国轻工行业标准QB/T 1014-2010食品包装纸，同时与过去文献进行比较，其中食品包装纸按照用途分为Ⅰ型和Ⅱ型，按照质量分为一等品和合格品。Ⅰ型适应用于经印刷、上蜡加工后共糖果包装商标用原纸；Ⅱ型适用于不经涂蜡加工直接包装入口食品的普通包装纸。本文蔬菜纸据可实际应用包装纸还有一定差距，主要与Ⅱ型(普通食品包装纸)合格品作比较。结果见下表5：

表5蔬菜纸综合性能

由表5知，从水分含量指标来看，胡萝卜缨纸机械性能与普通食品纸合格品水分含量9％性能接近，不易腐坏；与黄紫娟以冬瓜为基材制得的蔬菜纸透油系数为0.05gmm/(m

5)结果与讨论

本文研究了胡萝卜缨蔬菜包装纸的成型工艺，并对蔬菜包装纸进行了质量评价，得出以下结论：通过单因素试验，得到胡萝卜缨蔬菜包装纸单一增稠剂添加范围为：羧甲基纤维素钠添加量为0.3％、明胶添加量为0.2％，黄原胶添加量为0.5％，改性大豆磷脂添加量为0.4％。通过响应面分析相关数据得出，一次项明胶对蔬菜包装纸感官评分具有极显著影响(P＝0.0011＜0.0001)，羧甲基纤维素对蔬菜纸感官评分影响显著(P＝0.0138＜0.05)，黄原胶对蔬菜纸感官评分影响不显著(P＝0.766＞0.05)。

分析各因素的主效应关系为：B＞C＞A，即明胶＞羧甲基纤维素＞黄原胶。其二次项交互作用AB对蔬菜纸感官评分具有极显著的影响(P＝0.0041＜0.01)，BC对蔬菜纸感官评分具有显著的影响(P＝0,04＜0.05)。

最终确定胡萝卜缨蔬菜包装纸复合增稠剂添加量，得到根据实际情况修正为黄原胶为0.51％、明胶为0.23％、羧甲基纤维素钠为0.33％的添加量为最优。再对胡萝卜缨蔬菜包装纸的综合性能进行评价，蔬菜包装纸的定量为140g/m

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。