耐高溫高濕可食性蛋白膜的研制

作者：屠蘭英，趙啟文，岳向國

來源：《湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)》2014年第22期

屠蘭英，趙啟文，岳向國

（青海大學(xué)化工學(xué)院，西寧８１００１６）

摘要：可食性蛋白膜以其可食、營養(yǎng)、優(yōu)越的機械及隔油阻氣性能成為食品包裝研究的熱

點，適用于做糖果、糕點、蜜餞等食品的內(nèi)包裝膜。但在南方夏季高溫高濕使用環(huán)境下，可食

性蛋白膜易出現(xiàn)回軟、粘黏、易斷等現(xiàn)象。為此，試驗采用Ｌ９（３）４正交試驗設(shè)計，篩選

出耐高溫高濕可食性蛋白膜的最佳配方為膠原蛋白含量４０％、瓊脂含量２０％、復(fù)合Ｄ－多

糖含量１５％。產(chǎn)品在高溫（４０℃）、高濕（９０％～９５％）環(huán)境下抗拉強度（ＴＳ）達(dá)

７．８８ＭＰａ，斷裂伸長率（Ｅｔ）為４．８１％，回軟、粘黏現(xiàn)象得以解決。

關(guān)鍵詞：可食性蛋白膜；高溫高濕；包裝；抗拉強度

中圖分類號：ＴＳ２０６

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ

文章編號：０４３９－８１１４（２０１４）２２－５４９7－０２

ＤＯＩ：１０．１４０８８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ０４３９－８１１４．２０１

４．２２．０４３

收稿日期：２０１４－０５－１５

基金項目：青海省科技廳高新產(chǎn)業(yè)攻關(guān)項目（２０１２－Ｇ－Ｃ０３）

作者簡介：屠蘭英（１９６９－），女，天津人，教授，主要從事中藏藥資源開發(fā)及提取

工作，（電話）１３９９７１５８５５９（）ｔｕｌａｎｙ１９６９＠１２６．ｃｏ

ｍ。

一直以來，塑料以其優(yōu)越的性能及較低的成本廣泛地用于食品包裝，據(jù)國際包裝工業(yè)發(fā)展

情況統(tǒng)計，食品包裝材料約占全部包裝材料用量的５０％，在破壞環(huán)境的垃圾中塑料占７２％

［１］，而且塑料包裝袋中殘留的溶劑向食品中遷移，給食品帶來毒副作用。在此背景之下，

研發(fā)和制造新型可食性食品包裝膜成為食品包裝行業(yè)的熱點?？墒衬じ鶕?jù)其原料不同分為多糖

類、脂類、蛋白質(zhì)類、復(fù)合型可食膜［２］。不同類型可食膜具備各自優(yōu)缺點，其中蛋白質(zhì)可

食膜因口感好、具有營養(yǎng)價值、對氧氣的透過性較低、交聯(lián)作用強、機械性能好而廣泛應(yīng)用于

糖果、方便面、醫(yī)藥等行業(yè)。蛋白質(zhì)可食膜的形成材料主要來自植物和動物分離蛋白，如大豆

分離蛋白、玉米醇溶蛋白和小麥面筋蛋白、骨膠膠原蛋白、清蛋白等。本研究針對青海豐富

的畜牧業(yè)資源優(yōu)勢提出發(fā)展骨膠膠原蛋白可食膜，不僅充分利用了青海當(dāng)?shù)厝忸惞I(yè)的廢棄物，

提高了產(chǎn)品附加值，而且還提高了被包裝食品的整體營養(yǎng)價值。

膠原蛋白膜的早期研究將改善膠原蛋白功能特性放在制備工藝上，而忽略了產(chǎn)品在使用和

儲存過程中功能特性也受環(huán)境溫度、濕度等因素的影響而發(fā)生改變［３，４］，如在我國南方

夏季高溫高濕使用環(huán)境下，可食性蛋白膜易出現(xiàn)回軟、粘黏、易斷等現(xiàn)象而影響產(chǎn)品的使用和

儲存。目前國內(nèi)外關(guān)于在高溫高濕使用和存儲條件下?？墒衬さ膬?yōu)化研究尚少，但隨著食品工

業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代食品加工業(yè)對可食膜的要求越來越高，因此耐高溫高濕可食性蛋白膜研制對產(chǎn)

品的生產(chǎn)、儲存及應(yīng)用具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

１材料與方法

１．１材料與儀器

膠原蛋白：食品級，青海明膠股份有限公司；瓊脂：食品級，鄭州優(yōu)然食品化工有限公司；

復(fù)合Ｄ－多糖：食品級，鄭州優(yōu)然食品化工有限公司；丙三醇：化學(xué)純，煙臺市雙雙化工有限

公司；其他試劑均為化學(xué)純。

ＹＪ－Ｐ型鋪膜機，青海益潔生物工程有限公司；智能人工氣候箱，浙江托普儀器有限公

司；ＨＨＳ－４Ｓ型電子恒溫不銹鋼水浴，上海光地儀器設(shè)備有限公司；ＷＥ－３００型萬能

材料測試儀，長春試驗機廠；ＦＡ２１０４Ｓ型電子天平，北京金科利達(dá)電子科技有限公司；

ＫＨ－１０００ＫＤＥ型超聲波儀，西安中諾儀器有限公司。

１．２試驗方法

溶液調(diào)配→熱處理→加入交聯(lián)劑、表面改性劑等→溶解、反應(yīng)→過濾→增稠→真空脫氣→

涂布→烘干→分切→收卷→包裝制樣→性能測試。

１．３正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，設(shè)置正交試驗，因素與水平見表１?？墒衬さ男阅苤笜?biāo)主要包括抗

拉強度（ＴＳ）和斷裂伸長率（Ｅｔ）等，其中抗拉強度在包裝生產(chǎn)中最為重要，試驗是在高

濕（９０％～９５％）、高溫（４０℃）環(huán)境下測試制備出的可食性膜。

２結(jié)果與分析

根據(jù)試驗所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析（表２），由極差可知各因素主次順序為瓊脂含量、膠

原蛋白含量、復(fù)合Ｄ－多糖含量，最佳配方為Ａ２Ｂ３Ｃ２，即膠原蛋白含量４０％，瓊脂含

量２０％，復(fù)合Ｄ－多糖含量１５％。同時根據(jù)方差理論，得到方差分析結(jié)果見表３。方差分

析結(jié)果表明因素Ｂ（瓊脂含量）對ＴＳ影響極顯著（Ｐ＜０．０１），因素Ａ和Ｃ對ＴＳ影響

顯著。根據(jù)正交試驗對最佳配方進(jìn)行了３次重現(xiàn)性試驗，結(jié)果測得膜的平均厚度為０．５４ｍ

ｍ，抗拉強度為７．８８ＭＰａ，斷裂伸長率為４．８１％，折疊性優(yōu)良。

３小結(jié)與討論

以膠原蛋白為原料制作的可食膜因受膠原蛋白本身熱敏感性影響［５］，對溫度、濕度很

敏感，導(dǎo)致在南方高溫高濕環(huán)境下產(chǎn)生熱降解效應(yīng)，其凝膠強度、黏度均遭到不同程度破壞，

因此出現(xiàn)可食膜的回軟、粘黏、易斷等現(xiàn)象。為此在配方中降低膠原蛋白含量，同時加入高耐

熱穩(wěn)定性的復(fù)合Ｄ－多糖，并且復(fù)合Ｄ－多糖與骨膠膠原蛋白有良好的協(xié)同作用，以增強凝膠

強度，增加膜的抗拉強度等性能。

瓊脂在同一含量下其凝膠溫度為３０～３９℃，遠(yuǎn)低于溶膠溫度８５℃，利用其獨特的

性質(zhì)以改善膠原蛋白可食性膜在高溫高濕環(huán)境下的熱敏性和力學(xué)性能；而且可食性膜在ｐＨ

４．５～９．０之間瓊脂黏度值相對恒定；在凝膠狀態(tài)下，瓊脂的強度、彈性非常好，在高濕

度下瓊脂的相對滲透性非常小［６］，因此瓊脂的加入極大地改善了蛋白質(zhì)可食性膜在高溫高

濕使用環(huán)境下的性能，其抗拉強度為７．８８ＭＰａ，斷裂伸長率為４．８１％，折疊性優(yōu)良。

經(jīng)過試驗，耐高溫高濕可食性蛋白膜的最佳配方為膠原蛋白含量４０％、瓊脂含量２０％、復(fù)

合Ｄ－多糖含量１５％。所制備的膜折疊性能優(yōu)良，抗拉強度、斷裂伸長率、膜厚均滿足生產(chǎn)

要求，回軟、粘黏現(xiàn)象得以解決。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯龍小玲）