本发明专利技术公开了玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合保鲜膜的制备方法，属于可食性复合膜制备技术领域。按照下述步骤进行：玉米醇溶蛋白成膜液的制备；增塑玉米醇溶蛋白成膜液的制备；玉米醇溶蛋白/纳米复合成膜液的制备；超声处理玉米醇溶蛋白/纳米复合成膜液；流延成膜，烘干，即可得复合膜。本发明专利技术在对玉米醇溶蛋白膜进行改性的制备过程中，使用多模式超声波处理技术，有利于纳米二氧化硅颗粒的分散，以期为解决制备纳米复合膜的过程中，纳米颗粒的团聚问题，且超声处理提高了复合膜的阻水性能。本发明专利技术以玉米醇溶蛋白为原料，制备以玉米醇溶蛋白为基质的纳米薄膜材料，有利于提高玉米醇溶蛋白的附加值，更有利于开发绿色环保的食品包装材料。
Preparation of zein / nano silica composite fresh keeping film
【技术实现步骤摘要】
玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合保鲜膜的制备方法
本专利技术涉及可食性复合膜制备
，特指一种以玉米醇溶蛋白为原料，添加增塑剂和纳米二氧化硅颗粒，采用超声处理的方法制备玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅薄膜包装材料。
技术介绍
玉米醇溶蛋白是玉米加工业的副产品，是一种低价值材料，然而，加工方式的发展使玉米醇溶蛋白应用领域扩大，进而使得玉米醇溶蛋白和玉米醇溶蛋白基材料被视为更有价值的材料。特别的，由于玉米醇溶蛋白具有低水溶性和良好的水蒸气阻隔性能，导致其在可食用的薄膜制备方面具备了特有的优势。但是，纯玉米醇溶蛋白膜的机械性能(硬度，抗拉伸强度，柔韧性，张力，断裂伸长率和弹性)，屏障性能(水蒸汽和气体渗透性)和抗菌性能，以及感官可接受性，都存在不同程度的缺陷，导致玉米醇溶蛋白作为可生物降解的薄膜包装材料难以实现，因此对玉米醇溶蛋白膜进行改性是十分必要的。采用流延法制备玉米醇溶蛋白膜薄膜，坚硬，易碎，通常需要添加增塑剂来改善性能。常见的有效的增塑剂是那些具有极性和非极性基团的增塑剂，如丙三醇，油酸和聚乙二醇等等。但这些增塑剂可以促使膜从高湿度气氛中吸收水分，从而损害玉米醇溶蛋白膜的阻隔性和机械性能。常见的无机纳米抗菌剂主要是抗菌性金属离子，纳米氧化物等。其中，由于抗菌性金属离子(如：银、铜等)成本较高，导致其应用受限。天然抗菌剂包括酚类提取物，精油等，将这些物质添加到可食用膜中，可制备抗菌包装材料，虽然安全性高，但是耐热性差，且易受生产条件的制约，不利于包装材料的应用。纳米二氧化硅是目前有机材料改性中应用最为广泛的无机纳米材料之一，已被国家批准为食品添加剂，其粒径较小，表面羟基含量高，比表面积大，是一种无味、无毒、无污染的白色粉末非金属材料，具有一定的抗菌性和纳米材料的一些优良特性，此外，使用纳米二氧化硅涂层涂覆于包装表面，可形成致密的纳米涂膜，可以抑制果蔬呼吸强度，从而起到抑菌、保鲜的效果，因此纳米二氧化硅常作为一种改性材料，提高薄膜材料的效能特性。林渊智等通过纳米SiO2改性低熔点聚烯烃弹性体材料，与三元共聚聚丙烯共混，采用三层共挤流延法制备流延聚丙烯薄膜，结果发现聚烯烃/纳米SiO2体系与三元共聚聚丙烯相容性好，具有明显的增韧效果。该方法制备的高性能气调保鲜用薄膜解决了薄膜发黏的问题，提升了流延聚丙烯包装薄膜的整体性能。(林渊智,苏羽航,刘向,等.POE/纳米二氧化硅改性气调保鲜包装用CPP膜研制[J].包装工程,2014,35(9):1—5.)。ManliYang等制备纳米SiO2/聚烯烃薄膜，添加SiO2的聚烯烃薄膜耐水性显著提高，力学性能得到改善。(ManliYang.EffectofSiO2,PVAandglycerolconcentrationsonchemicalandmechanicalpropertiesofalginate-basedfilms.InternationalJournalofBiologicalMacromolecules.Volume107,PartB,February2018,Pages2686-2694)。因为纳米颗粒本身表面积较大，易于吸附在一起，在与有机聚合物之间的相互作用中表现为易于团聚结块，导致两种基质材料制备薄膜时相容性较差，利用超声波物理加工处理的方法可解决这一问题。超声波是既是一种波动状态，又是一种能量传播，在超声波传播的过程中与传播介质产生相互作用，作用机制主要为机械作用、空化效应和热效应三种。由于超声波技术具有操作简便、绿色环保等特点，超声波技术在食品工业中得到广泛的应用。研究表明，超声波能对介质产生空穴作用，促使介质化学键的断裂，同时超声的空化作用会将更多的反应中心暴露出来，这些反应中心与分子重组形成各种化学键，从而增加膜的机械强度，改善其阻隔性能。(R.Wang,N.Ma,Y.Yan,Z.Wang,Ultrasonic-assistedfabricationofhighfluxT-typezeolitemembranesonaluminahollowfibers,JournalofMembraneScience,548(2018)676-684.)。在食品包装材料制备方面，梁栋等人发现在壳聚糖/大豆分离蛋白复合膜的制备中，应用超声波技术，可以明显提高薄膜材料的机械性能。(梁栋,张华江,王旭,王胜男,李亮,魏春丽,孟灵楠.超声改性对可食性壳聚糖-大豆分离蛋白复合膜的影响[J].食品工业科技,2014,35(19):49-53.)。目前在薄膜包装材料的制备研究主要为有机材料与多糖的复合制备，而使用无机纳米材料与蛋白制备复合薄膜的研究报道较少，对玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜进行超声波处理的研究尚未见报道。本专利技术以玉米醇溶蛋白为原料，将纳米二氧化硅添加至玉米醇溶蛋白中，制备玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合薄膜，以期为解决纯玉米醇溶蛋白膜机械性能和阻隔性能较差的问题，同时，采用先进的多模式超声波技术，以期为解决两种基质材料间相容性较差的问题，达到食品包装的要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，采用玉米醇溶蛋白为薄膜材料的基质，添加纳米二氧化硅颗粒制备纳米复合薄膜，并采用超声处理的物理加工方法，研究超声处理条件对玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜拉伸性能的影响。本专利技术玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜的制备方法，按照下述步骤进行：(1)将一定体积分数的乙醇溶液置于容器中，在搅拌状态下加入玉米醇溶蛋白粉，充分溶解；(2)再缓慢滴加复合增塑剂，磁力搅拌器密封搅拌30min后，放入水浴锅中加热30min，得到均匀的玉米醇溶蛋白成膜液；(3)将纳米二氧化硅粉末缓慢加入玉米醇溶蛋白成膜液中，磁力搅拌器密封搅拌15min使其充分分散，得到均匀的玉米醇溶蛋白/纳米复合成膜液；(4)取玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅成膜液于密封袋中，在室温下超声若干时间后，经过真空脱气，除去成膜液中的气泡；(5)取成膜液于一次性塑料平板上流延成膜，静置10min，经60℃鼓风干燥2h；(6)冷却至室温，将其放置在相对湿度为43％的干燥器中备用(干燥器中放置饱和K2CO3溶液)；其中步骤(1)所述的乙醇的体积分数70％-90％，优选体积分数为80％；玉米醇溶蛋白粉浓度0.06-0.22(g/ml)，优选蛋白浓度0.14g/ml。其中步骤(2)所述的复合增塑剂由甘油、聚乙二醇400和油酸组成，三者的质量比为1:1:2。其中步骤(2)所述的复合增塑剂添加量占玉米醇溶蛋白的百分比为10％-50％，优选复合增塑剂添加量占玉米醇溶蛋白的百分比为40％。其中步骤(3)所述的纳米二氧化硅的添加量占玉米醇溶蛋白的百分比为5％-25％，优选纳米二氧化硅添加量占玉米醇溶蛋白的百分比为10％。其中步骤(4)所述超声作用的具体参数为超声时间5min-25min，优选超声时间为10min；超声功率60W-180W，优选超声功率为150W；超声频率20kHz、28kHz、35kHz、40kHz、60kHz，优选超声频率60kHz。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：/n(1)将一定体积分数的乙醇溶液置于容器中，在搅拌状态下加入玉米醇溶蛋白粉，充分溶解；/n(2)再缓慢滴加复合增塑剂，磁力搅拌器密封搅拌30min后，放入水浴锅中加热30min，得到均匀的玉米醇溶蛋白成膜液；/n(3)将纳米二氧化硅粉末缓慢加入玉米醇溶蛋白成膜液中，磁力搅拌器密封搅拌15min使其充分分散，得到均匀的玉米醇溶蛋白/纳米复合成膜液；/n(4)取玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅成膜液于密封袋中，在室温下超声若干时间后，经过真空脱气，除去成膜液中的气泡；/n(5)取成膜液于一次性塑料平板上流延成膜，静置10min，经60℃鼓风干燥2h；/n(6)冷却至室温，即可得到玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜。/n
【技术特征摘要】
1.玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)将一定体积分数的乙醇溶液置于容器中，在搅拌状态下加入玉米醇溶蛋白粉，充分溶解；
(2)再缓慢滴加复合增塑剂，磁力搅拌器密封搅拌30min后，放入水浴锅中加热30min，得到均匀的玉米醇溶蛋白成膜液；
(3)将纳米二氧化硅粉末缓慢加入玉米醇溶蛋白成膜液中，磁力搅拌器密封搅拌15min使其充分分散，得到均匀的玉米醇溶蛋白/纳米复合成膜液；
(4)取玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅成膜液于密封袋中，在室温下超声若干时间后，经过真空脱气，除去成膜液中的气泡；
(5)取成膜液于一次性塑料平板上流延成膜，静置10min，经60℃鼓风干燥2h；
(6)冷却至室温，即可得到玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜。
2.根据权利要求1所述的玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜的制备方法，其特征在于其中步骤(1)所述的乙醇的体积分数70％-90％，优选体积分数为80％；玉米醇溶蛋白粉浓度0.06-0.22(g/ml)，优选蛋白浓度0.14g/ml。
【专利技术属性】
技术研发人员：任晓锋，侯婷，程宇，梁秋芳，何雅楠，段兴艳，徐方艳，达拉，陈欢鑫，马海乐，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。