一种可食性包装膜的制备及研究

许月明 张 爽 汤 强

(芜湖职业技术学院生物工程学院，安徽 芜湖 241003）

一种可食性包装膜的制备及研究

许月明 张 爽 汤 强

(芜湖职业技术学院生物工程学院，安徽 芜湖 241003）

可食性包装膜(Edible Packaging Films，以下简称EPF）是国内外研究较为流行的一种新型包装材料，该包装具备“安全”、“环保”、“低碳”、“可降解”、“节约”、“方便”等众多优点，是实现“绿色包装”的首选包装材料。本文以豆腐渣、大米淀粉和马铃薯淀粉的混合物为基材，瓜尔豆胶作为胶粘剂，甘油作为增塑剂，选择最佳制备方案，保证膜能满足粉末状、固体状、油脂类食品的包装要求，同时能最大程度保证原料中营养成分的保留。

食品安全；EPF；制备；检测；分析

1 前言

可食性包装膜(Edible Packaging Films，以下简称EPF），是国内外研究较为流行的一种新型的包装材料，因为该包装膜溶于水，可与被包装内容物一起食用，不会造成环境污染，既能保证包装内容物的安全，还能提供对人体有益的营养物质。

EPF在食品工业中的用途相当广泛，果蔬保鲜、肉制品和水产品的加工和保鲜，糖果和焙烤食品的加工和保藏，以及方便和快餐食品的包装等[1]。国外对EPF进行了广泛、深入、细致的研究，如日本的蔬菜纸、美国的可食性食品保鲜薄膜等[2][3]。但因为人们对EPF的认识尚浅，其研究普遍存在以下问题：1、膜的包装性能有待提高；2、制备成本较高；3、膜的安全性有待考证。针对上述研究现状，本文主要探讨基于食品安全视角下的EPF，拟开发一种“安全”、“环保”、“低碳”、“可降解”、“节约”、“方便”的EPF。

2 材料与方法

2.1.1 实验材料

大米淀粉，天津顶峰淀粉开发有限公司；马铃薯淀粉，山马生物科技有限公司；瓜尔豆胶，山东郓州科技植物胶公司；甘油，山东大唐精细化工有限公司。

2.1.2 实验设备

JW190型搅拌机，吴桥大元工程机械有限责任公司；MTS系列双螺杆挤出机，南京德腾机械有限公司；小型塑料流延机，莱芜市精瑞塑料机械有限公司；物性测试仪，北京微讯超技仪器技术有限公司。以豆制品公司加工后的废弃物豆腐渣等为主要原料分别制备适合粉末状、固体状、油脂三类典型包装内容物的EPF，优化适用于不同包装的最佳工艺和包装性能参数，如图1所示。

2.2.1 原料的选择

可食性包装膜主要由基质和添加剂等构成。膜的种类不同，其制备方法也不完全相同。本着节约、环保等原则，基质选择时尽量考虑食品加工企业废弃物的利用。原料在选择过程中，根据粉包、蔬菜包、酱包的不同包装材料要求，结合当地农业生产和加工现状，选择了豆腐渣、大米淀粉和马铃薯淀粉的混合物为基材，瓜尔豆胶作为胶粘剂，甘油作为增塑剂，同时考虑三者之间的亲和性，选择最佳制备方案，主要保证膜能满足粉末状、固体状、油脂类食品的包装要求，同时能最大程度保证原料中营养成分的保留。

2.2.2 制备工艺实施[4]

制备工艺中，注重原料混合比例，各种添加剂的量，搅拌的时间和温度，加压强度，挤出方法，干燥温度和湿度等具体参数的优化。采取正交试验的方法，确定最终的工艺参数值。具体制备方法如下：将豆腐渣、大米淀粉、马铃薯淀粉以一定比例进行高速混合，加入辅料，搅拌8min，加入甘油低速搅拌5min后再高速搅拌30min，静置、造粒、高温流延挤出成型，得到不同厚度的包装薄膜。

2.2.3 指标检测方法

每一种性能指标的检测方法均有很多，本文从企业成本角度，结合目前多数企业所具备的试验条件，根据包装膜材料本身的特征，选择相对比较简单的检测方法。

①透光率的测定

膜透明度的测定主要采用紫外分光光度计进行测定。将薄膜裁成一定规格的条状，紧贴于比色皿的一侧，在620nm下测定其透光率，以空比色皿作为比照[5]。

②水溶性的测定

将所制薄膜裁剪成市售粉包、蔬菜包、酱包的大小，置于80℃的温水中搅拌溶解，记录薄膜全部溶解所需时间。

③拉伸强度、断裂伸长率测定

依据GB13022-1991(塑料薄膜拉伸性能试验方法），测定前先将试样在室温、相对湿度50%左右的环境下平衡3天，将裁好的标准试样，在仪器上做抗拉试验和延伸试验，每个试验做6个平行样品[6]，取算术平均值。

④膜厚度的测定

取10张所制薄膜重叠，静置24 h后采用游标卡尺测定厚度。为避免误差，需选取6个测量点检测，取三个测量值最接近的值计算平均值。

⑤水蒸气透过系数测定方法

利用所制薄膜将装有4g氯化钙干燥剂的锥形瓶口密封，然后将锥形瓶存放于恒温(25℃）恒湿(相对湿度为50%）的环境中，定期测定锥形瓶的增重量，计算透湿系数来衡量透湿性大小[7]。

⑥微观分析将膜分割成3cmx3cm的式样，然后放到光学显微镜上观察，通过成像系统选择比较清晰的图像，并将图像保存。

3 结果与分析

分别选择不同比例的豆腐渣、大米淀粉和马铃薯淀粉进行对比试验，a代表1:1:1，b代表1:2:1，c代表1:1:2。通过综合对比，最终根据对包装性能影响最大的抗拉强度和断裂伸长率的大小，选择三种基材比例为1:2:1。

根据3.1中确定的基材比例，进行上述甘油比例对薄膜抗拉强度、断裂伸长率、透湿性、水溶性的影响情况分析，根据曲线走向，权衡上述四个参数的高低，最终选取甘油的添加量为30%。

4 结论与讨论

各参数优化后按制备工艺流程生产EPF，依据前述检测方法对薄膜性能进行检测，结果如下：薄膜厚度为0.29mm，透光率为27%，薄膜全部溶解所需时间正常在2.5min，薄膜的拉伸强度为5.3Mpa，断裂伸长率为25%，透湿系数为1.7× 10-7g/s.m.Pa。

经食品安全性风险分析，本研究中制备的三种EPF均为安全级别，若投入市场，还需考虑防腐、透气、保存条件等后续相关性能。

[1]马丹，岳喜庆，赵晓燕，等.可食性膜在肉制品保鲜加工中的应用研究[J].食品研究与开发，2009，（1）:126-129.

[2]王瑆.可食性包装成食品包装业环保新卫士[J].中国包装，2013，（7）:57-59.

[3]张莉琼，李新芳，刘晓艳，等.魔芋葡甘聚糖-卡拉胶可食性包装复合膜性能影响研究[J].食品工业科技，2013，（16）:114-116.

[4]刘鹏飞.淀粉基可食性膜挤压流延制膜工艺研究[D].济南：山东农业大学，2011:15-18.

[5]车晓彦，张春红，李达.可食性谷朊粉蛋白膜最佳成膜条件的研究[J].粮油加工，2006，（12）:78-82.

[6]李运罡.玉米黄粉中蛋白提取及应用研究[D].郑州：河南农业大学，2009:10-15.

[7]李梦琴，乔明武，柳艳霞，等.小麦谷朊粉制备可食性膜的研究[J].粮食与饲料工业，2006，（11）:19-21.

A RESEARCHON THE EDIBLE PACKAGINGFILM BASED ON THE PERSPECTIVE OF FOOD SAFETY

XU Yue-ming ZHANG Shuang TANG Qiang
（Department of Biology Engineering,Wuhu Institute of Technology,Wuhu Anhui 241003）

Edible packaging films（Edible Packaging Films,hereinafter referred to as EPF）are a popular new packaging material at home and abroad,which is the first choice for packaging materials to achieve“green packaging”with“safety”,“environmental protection”,“low-carbon”,“biodegradation”,“economy”,“convenience”and many other advantages.In this paper, using a mixture of tofu-dregs,rice starch and potato starch as the substrate,guar gum as an adhesive,glycerol as a plasticizer, we select the best preparation programs,so that we can ensure that the film can meet the packaging requirements of the powdered,solid and fat food and at the same time can ensure the maximum retention of nutrients in the raw material.

food safety；EPF；preparation；detection;analysis

X956

A

1672-2868(2014)06-0095-04

责任编辑:陈澍斌

2014-09-18

安徽省优秀青年人才基金重点项目(项目编号：2013SQRL149ZD）；安徽高校省级自然科学研究重点项目(项目编号：KJ2014A284）；安徽省高等教育振兴计划重大教学改革研究项目(项目编号：2014zdjy154）；安徽省质量工程项目食品营养与检测专业综合改革试点项目(项目编号：2013zy101）；安徽省质量工程项目食品技术人才实训中心校企合作实践教育基地项目(项目编号：2013sjjd036）

许月明(1980-），女，安徽庐江人。芜湖职业技术学院，副教授，硕士。研究方向：食品安全研究。