專利名稱：一種可食性淀粉基食品包裝膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種淀粉基可食性包裝膜及其制備方法，屬于食品包裝材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前用于食品包裝的主要材料是石油基非降解塑料薄膜。由于食品包裝屬于一次 性、短期包裝，而且我國人口眾多，食品消費(fèi)總量巨大，因而帶來的非降解塑料污染比其它 國家和地區(qū)更為突出。同時，我國快餐食品包裝、鮮切果蔬包裝、各種食品小包裝主要原料 為聚乙烯或聚氯乙烯，這些食品包裝膜在生產(chǎn)過程中加入增塑劑和各種加工助劑，對所包 裝食品的安全構(gòu)成威脅。以淀粉為基料制備的可食性全降解食品包裝膜具有水分、氣體的選擇通透性，可 延長食品的貨價期，改善食品食用的方便性，改善食品的感觀，提高食品質(zhì)量等作用，受到 食品生產(chǎn)者和消費(fèi)者的共同歡迎。目前可食性淀粉膜的制備方法主要是溶液流延法，這種 方法在膜干燥過程中需要蒸發(fā)掉大量的溶劑，不但能耗高，而且生產(chǎn)效率也很低，不適用于 工業(yè)化生產(chǎn)。因此，開發(fā)能耗低、生產(chǎn)效率高的可食性膜的生產(chǎn)方法是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種原料可再生、能耗低、效率高的淀粉基可食性包裝膜的 工業(yè)化生產(chǎn)方法。本發(fā)明制備的淀粉膜具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、透明度、熱封性、柔韌性，并具有可食 性和完全生物降解性，從而可避免大量食品內(nèi)包裝中非降解塑料造成的環(huán)境污染。一種可食性淀粉基食品包裝膜，各組成成分及比例(重量比)為穩(wěn)定化交聯(lián)淀 粉30% 90%、增塑劑10% 50%、潤滑劑0.01% 10%、增強(qiáng)劑 50%和穩(wěn)定劑 0. 01% 10%。所述的穩(wěn)定化交聯(lián)淀粉是指由玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、甘薯 淀粉、豌豆淀粉、綠豆淀粉或稻米淀粉中的一種或其兩種及以上的混合物經(jīng)穩(wěn)定化交聯(lián)復(fù) 合變性而得。所述的交聯(lián)淀粉穩(wěn)定化的方法包括羥丙基化、乙?；?、磷酸酯化、脂肪酸酯化、羧 甲基化、陽離子化、甲基化或琥珀?；?；淀粉交聯(lián)使用的交聯(lián)劑包括三氯氧磷交聯(lián)、環(huán)氧 氯丙烷交聯(lián)、復(fù)合磷酸鹽交聯(lián)、三偏(或三聚)磷酸鈉交聯(lián)或六偏磷酸鈉交聯(lián)等。所述的增塑劑是指水、甘油、山梨醇、木糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二醇、葡萄糖、果 糖、普魯蘭多糖、蔗糖或檸檬酸中的一種或幾種；所述的潤滑劑是指植物油、動物脂肪、脂肪酸、果蠟、蜂蠟、米糠蠟或合成蠟中的一 種或幾種；所述的增強(qiáng)劑是指纖維素及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、明膠、海藻酸鈉、黃原 膠、果膠、卡拉膠或魔芋膠中的一種或幾種；所述的穩(wěn)定劑是指單硬脂酸甘油酯、卵磷脂、蔗糖酯或納米蒙脫土及其衍生物中
3的一種或幾種。除上述成分外，同時按常規(guī)添加添加食品中常用的防腐劑和抗氧化劑。一種可食性淀粉基食品包裝膜的制備方法為一種可食性淀粉基食品包裝膜，各組成成分及比例(重量比)為穩(wěn)定化交聯(lián)淀 粉30% 90%、增塑劑10% 50%、潤滑劑0.01% 10%、增強(qiáng)劑 50%和穩(wěn)定劑 0. 01% 10%。其制作步驟如下1、物料的混合將穩(wěn)定化交聯(lián)復(fù)合變性淀粉和增強(qiáng)劑的混合物加入高速混合機(jī) 中，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，然后將混勻的增塑劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑邊攪拌邊緩慢加入到高速混合 機(jī)中，混合均勻。2、造?；旌暇鶆虻奈锪鲜褂猛蚧蚰嫦螂p螺桿造粒機(jī)，各區(qū)溫度在40 180°C 之間，螺桿轉(zhuǎn)速在20 300轉(zhuǎn)/min，加工成直徑為0. 5 5mm的熱塑性淀粉粒料。3、擠出吹膜將熱塑性淀粉粒料加入到單螺桿擠出機(jī)中，各區(qū)溫度在40 180°C 之間，螺桿轉(zhuǎn)速在20 300轉(zhuǎn)/min，將粒料吹成厚度為0. 01 0. 5mm厚的薄膜。淀粉基可食性、全降解食品包裝膜制作方法中，淀粉屬于高分子材料，具有良好的 成膜性。然而單純的原淀粉熔體強(qiáng)度低，粘度大，很難吹塑成型，而且制成的膜具有強(qiáng)度低、 吸濕性大、透明度差、熱封性能差等缺陷，這類膜基本沒有實用價值。為了彌補(bǔ)這些缺陷，本 發(fā)明采用兩種措施一是將原淀粉進(jìn)行穩(wěn)定化交聯(lián)復(fù)合變性，以提高淀粉膜的熔體強(qiáng)度和 抗老化穩(wěn)定性；二是在淀粉中加入食品級的增塑劑、增強(qiáng)劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑，可顯著改善 淀粉膜的機(jī)械強(qiáng)度和應(yīng)用性能。目前普遍采用的溶液流延法制備可食性淀粉膜具有工藝控制困難、能耗大、效率 低等缺點，本發(fā)明采用傳統(tǒng)塑料加工設(shè)備，通過擠壓吹塑成膜，可以克服上述缺點，并能實 現(xiàn)可食性全降解食品包裝膜的連續(xù)、高效生產(chǎn)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明中使用的原輔料均為天然可再生資源，原料來源豐富，生產(chǎn)成本低。2、本發(fā)明制備的可食性、全降解食品包裝膜具有可食性、全降解性，廢棄后不對環(huán) 境造成污染。3、本發(fā)明制備的可食性、全降解食品包裝膜具有良好的機(jī)械性能、阻隔性能、熱封 性能和抗老化性能。4、本發(fā)明的可食性全降解食品包裝膜采用擠出吹膜工藝生產(chǎn)，具有能耗低、生產(chǎn) 效率高的顯著優(yōu)點。
具體實施例方式實施例1 將30Kg乙?；宦?lián)木薯淀粉、3. 75Kg羧甲基纖維素、125g硬脂酸、30g 單硬脂酸甘油酯倒入高速攪拌機(jī)中，充分混勻。將90g石蠟和9. 28Kg甘油的混合物均勻、 緩慢的加入到高速攪拌機(jī)中，高速混合。將混勻的物料在雙螺桿擠出機(jī)中造粒，一區(qū)溫度 500C，二區(qū)溫度120°C，螺桿轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分鐘，將粉料加工成直徑為3mm厚的顆粒。粒料在單 螺桿擠出機(jī)吹塑系統(tǒng)中制膜，單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度為一區(qū)50°C，二區(qū)120°C，三區(qū)130°C， 吹膜機(jī)頭溫度為125°C，吹脹比為4，可制得厚度為62 μ m的可食性、全降解食品包裝膜。
實施例2 將30Kg磷酸化交聯(lián)玉米淀粉、IOKg果膠、230g硬脂酸、50g單硬脂酸甘 油酯倒入高速攪拌機(jī)中，充分混勻。將120g蜂蠟和13. 15Kg甘油的混合物均勻、緩慢的加 入到高速攪拌機(jī)中，高速混合。將混勻的物料在雙螺桿擠出機(jī)中造粒，一區(qū)溫度70°C，二區(qū) 溫度130°C，螺桿轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分鐘，將粉料加工成直徑為2. 5mm厚的顆粒。粒料在單螺桿擠 出機(jī)吹塑系統(tǒng)中制膜，單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度為一區(qū)60°C，二區(qū)125°C，三區(qū)135°C，吹膜機(jī) 頭溫度為130°C，吹脹比為3. 5，可制得厚度為81 μ m的可食性全降解食品包裝膜。實施例3 將30Kg羥丙基交聯(lián)馬鈴薯淀粉、3. OKg普魯蘭多糖、46g蔗糖脂肪酸酯 倒入高速攪拌機(jī)中，充分混勻。將127g花生油、230g油酸和10. 5Kg甘油的混合物均勻、緩慢 的加入到高速攪拌機(jī)中，高速混合。將混勻的物料在雙螺桿擠出機(jī)中造粒，一區(qū)溫度80°C， 二區(qū)溫度130°C，螺桿轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，將粉料加工成直徑為2. 4mm厚的顆粒。粒料在單螺 桿擠出機(jī)吹塑系統(tǒng)中制膜，單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度為一區(qū)90°C，二區(qū)130°C，三區(qū)130°C，吹 膜機(jī)頭溫度為125°C，吹脹比為5. 6，可制得厚度為58 μ m的可食性全降解食品包裝膜。實施例4 將30Kg琥珀?；宦?lián)豌豆淀粉、2. 41Kg海藻酸鈉、132g納米蒙脫土倒 入高速攪拌機(jī)中，充分混勻。將90g果蠟和10. 69Kg甘油的混合物均勻、緩慢的加入到高 速攪拌機(jī)中，高速混合。將混勻的物料在雙螺桿擠出機(jī)中造粒，一區(qū)溫度70°C，二區(qū)溫度 135°C，螺桿轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分鐘，將粉料加工成直徑為3. 5mm厚的顆粒。粒料在單螺桿擠出機(jī) 吹塑系統(tǒng)中制膜，單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒溫度為一區(qū)70°C，二區(qū)135°C，三區(qū)140°C，吹膜機(jī)頭溫 度為135°C，吹脹比為3. 6，可制得厚度為76 μ m的可食性全降解食品包裝膜。
權(quán)利要求
一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于各組成成分按重量比為穩(wěn)定化交聯(lián)淀粉30％～90％、增塑劑10％～50％、潤滑劑0.01％～10％、增強(qiáng)劑1％～50％和穩(wěn)定劑0.01％～10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的穩(wěn)定化交 聯(lián)淀粉是指由玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、豌豆淀粉、綠豆淀粉 或稻米淀粉中的一種或兩種以上的混合物經(jīng)穩(wěn)定化交聯(lián)復(fù)合變性而得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的交聯(lián)淀 粉穩(wěn)定化的方法是指羥丙基化、乙酰化、磷酸酯化、脂肪酸酯化、羧甲基化、陽離子化、甲基 化或琥珀酰化；淀粉交聯(lián)使用的交聯(lián)劑是指三氯氧磷交聯(lián)、環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)、復(fù)合磷酸鹽交 聯(lián)、三偏或三聚磷酸鈉交聯(lián)或六偏磷酸鈉交聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的增塑劑是 指水、甘油、山梨醇、木糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二醇、葡萄糖、果糖、普魯蘭多糖、蔗糖或檸 檬酸中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的潤滑劑是 指植物油、動物脂肪、脂肪酸、果蠟、蜂蠟、米糠蠟或合成蠟中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的增強(qiáng)劑是 指纖維素及其衍生物、殼聚糖及其衍生物、明膠、海藻酸鈉、黃原膠、果膠、卡拉膠或魔芋膠 中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可食性淀粉基食品包裝膜，其特征在于所述的穩(wěn)定劑是 指單硬脂酸甘油酯、卵磷脂、蔗糖酯或納米蒙脫土及其衍生物中的一種或幾種。
8.一種可食性淀粉基食品包裝膜的制備方法，其特征在于一種可食性淀粉基食品包 裝膜，各組成成分按重量比為穩(wěn)定化交聯(lián)淀粉30% 90%、增塑劑10% 50%、潤滑劑 0.01% 10%、增強(qiáng)劑50%和穩(wěn)定劑0.01% 10%。其制作步驟如下1、物料的混合將穩(wěn)定化交聯(lián)復(fù)合變性淀粉和增強(qiáng)劑的混合物加入高速混合機(jī)中，充 分?jǐn)嚢柚辆鶆?，然后將混勻的增塑劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑邊攪拌邊緩慢加入到高速混合機(jī)中， 混合均勻。2、造?；旌暇鶆虻奈锪鲜褂猛蚧蚰嫦螂p螺桿造粒機(jī)，各區(qū)溫度在40 180°C之間， 螺桿轉(zhuǎn)速在20 300轉(zhuǎn)/min，加工成直徑為0. 5 5mm的熱塑性淀粉粒料。3、擠出吹膜將熱塑性淀粉粒料加入到單螺桿擠出機(jī)中，各區(qū)溫度在40 180°C之間， 螺桿轉(zhuǎn)速在20 300轉(zhuǎn)/min，將粒料吹成厚度為0. 01 0. 5mm厚的薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可食性淀粉基食品包裝膜及其制備方法，是以穩(wěn)定化交聯(lián)復(fù)合變性淀粉為主要成膜原料，添加食品級的增塑劑、潤滑劑、增強(qiáng)劑和穩(wěn)定劑等輔料，通過高速攪拌混合、雙螺桿擠出造粒，單螺桿擠出吹膜，制備出機(jī)械強(qiáng)度、阻隔性能、耐老化性能、熱封性能良好的淀粉基可食性包裝膜。本發(fā)明具有能耗低、生產(chǎn)效率高，適于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的特點。本發(fā)明制備的膜具有可食性、全降解性，可廣泛用于食品內(nèi)包裝，可避免非降解食品包裝對環(huán)境的污染。
文檔編號B29C49/04GK101899173SQ201010232190
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者代養(yǎng)勇, 侯漢學(xué), 張慧, 董海洲 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)