壳聚糖类防油剂对食品包装纸的抗油脂作用

2021-11-24

商品与质量 2021年6期

山东仁丰特种材料股份有限公司山东淄博 256407

包装材料在食品工业中一直扮演着重要的角色。由于它们在食品储存和流通中发挥着不可替代的作用，全球包装市场正以每年约5%的速度快速增长。目前，世界上的食品包装材料主要依靠塑料、纸张和金属。但是在使用过程中存在着很大的问题:材料安全性受到质疑，资源和能源过度消耗，对环境的危害不符合低碳环保的要求[1]。

1 食品包装纸的应用及生产技术分析

食品级防油纸主要针对麦当劳、肯德基等快餐行业中带油脂食物软包装产品特点：使用碳-6 系列防油剂，食品防油纸，较碳-8防油剂更环保更安全。原纸纤维使用无元素氯漂白纯木浆。防油原纸具有良好的印刷适应性。防油原纸具有良好的抗张与撕裂强度。可以客户要求定制不同定量不同防油级别防油纸，壳聚糖是唯一已知的天然碱性阳离子聚合物，具有优异的生物相容性、抗菌性和生物降解性。它已成为一种新型的生理功能材料，广泛应用于医药、环保、纺织、食品、化妆品、农业等领域。壳聚糖在食品添加剂国家标准中被列为增稠剂和薄膜包衣。

防油剂是制备抗油包装纸的重要原料，主要用来提供包装材料防止油脂吸收渗透的功能。这类抗油包装纸被广泛用于各类食品包装。与国外造纸强国相比，我国防油纸业竞争力不强，在防油性能和安全指标上，仍滞后于美国等国。赋予纸张防油性能的传统方法就是在纸张上层覆盖一层具有防油效果的薄膜，但这类纸塑包装材料存在难降解和易迁移的危害。近年来采用了含氟防油剂，虽解决了降解和再回收的难题，然而引起的氟危害不容小憩。利用可生物降解的天然高分子材料壳聚糖制备抗油包装纸，最终取得满足食品包装的抗油纸品的安全抗油脂值，同时达到成本低、环保等目的。

在食品包装领域，特别是对于一些油性物品的包装，大多数生产厂家倾向于采用塑料作为原材料。但由于在垃圾的处理过程中，塑料填埋后很难分解，并且焚烧后释放出有毒气体。开发可降解塑料就成为当前科技攻关的重点。但由于材料和技术问题，当前的可降解塑料仍无法完全降解，且成本较高，因而尚未投入大规模的生产和使用[2]。目前有利用天然生物材料如大豆蛋白制得的可降解食品包装膜用于油性食品包装，但可食性包装在商业上应用还不够广泛，还不能取代合成高分子塑料薄膜，其原因主要是膜的机械性能差，天然的可食性高分子材料本身具有亲水性，其阻湿性有限，同时其包装热封性和可印刷性等问题还有待解决。

中国专利201495453U 公布的防油食品包装纸，包括面纸层、底纸层、3 层芯纸层，且芯层之间隔压有防水膜层和防油膜层，面纸层及底纸层均覆盖有施胶剂层。公开号为 CN201201764X 的专利提供了一种食品包装用防油卡纸。这种防油卡纸由面涂布层、衬层、芯层、底层和防油层构成，防油层为含氟防油剂。以上专利中的防油纸未能提供单层纸基的包装纸的防油性能，且成本高、生产复杂。碳氟化合物涂布能提高抗油脂性，被用于生产抗油包装纸，但碳氟化合物价格太高、对人体有害且会改变食物风味，不宜用于食品包装材料中。壳聚糖和纸都是环保型材料、可完全降解，从根本上解决环境污染问题。

2 壳聚糖食品保鲜的作用

食品保鲜纸一是保护食品应具备保护食品所需的各项技术性能，如相应的透气性、透湿性、化学稳定性、物理机械性能、密封性(用密封试验仪测定)、遮光性、保香性等。二是生产工艺的适应性能适应包装机械化和自动化生产工艺的要求，如材料的消毒灭菌、成型、充填(有时是热填充)和封缄等工序的操作性能，以保证生产效率和包装质量。三是促进销售包装材料和容器应具有良好的销售外观和印刷装潢的适应性，有助于提高食品商品价值，在市场上富有吸引力和竞争能力。四是卫生安全食品包装材料对于食品不能有任何不利的影响，包括任何的气味和有害成分的污染，确保食品的卫生安全，同时，包括应使消费者有安全卫生感。

一种抗油脂食品包装纸的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤抗油脂涂料的配制将壳聚糖、乙酸和海藻酸钠溶解在去离子水中并搅拌均勻，配成抗油脂涂料粗品，在抗油脂涂料粗料中，壳聚糖的重量百分含量控制在0.5%-10%，乙酸的体积百分含量控制在0.5%-10%；海藻酸钠的重量百分含量控制在0.10%；真空脱气将配成的抗油脂涂料粗料经真空脱气得到制成抗油脂涂料成品；所述真空脱气的真空度为0.02-0.05MPa ；涂布选择60 90g/m2 的包装原纸，将抗油脂涂料成品在包装原纸的一面进行涂布，抗油脂涂料成品的涂布量为2 10g/m2，得到抗油脂食品包装纸湿料；烘干将抗油脂食品包装纸湿料放入温度为60 110°C 的烘箱中烘烤2 5 分钟，得到抗油脂食品包装纸干料。

壳聚糖对食品中的钙表现出螯合性能，不会降低食品的营养价值，壳聚糖还具有抗菌性和抗油脂性。海藻酸钠属于天然高分子材料，并具有生物可降解性、无毒性、来源广、成膜性、抗油脂性和价格便宜的优势。壳聚糖还能抑制营养培养基上培养的大肠杆菌和尖孢镰刀菌[3]。培养基上的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和酿酒酵母在接种壳聚糖乳酸盐和壳聚糖谷氨酸盐溶液后两分钟灭活。在酵母提取物和甲壳素或壳聚糖制成的面团中，微生物的生长被延迟。壳聚糖的抗菌性能也用于面条中，以减少乙酸的味道；当应用于抗菌大米、沙丁鱼和牛肉时，需要防止烹饪后缺乏烹饪风味。据报道，在氯化钠、乙酸、丙二酸和壳聚糖的混合物中，壳聚糖不影响黄瓜的风味。