一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法

1.本发明涉及可食膜技术领域，即一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法。该可食膜易溶解、可食用，可应用于即食汤料包、方便面调料包、豆奶粉的分袋包装等，可在不拆包装的情况下直接溶于水中；也可应用于果蔬、肉类等生鲜农产品的涂膜或袋装保鲜包装，在保鲜的同时保证产品的卫生安全性。


背景技术：

2.在现有技术中，化学合成薄膜不易降解引起环境污染问题日益加剧。以天然高分子材料为基材的可食膜因具有无毒害、可降解、环保以及特殊的功能特性引起人们的关注。可食膜是以可食性生物大分子及其衍生物为原料，添加可食性增塑剂，经过溶解、混合、干燥等工艺制成的具有一定工程性质和选择透过性的薄膜。可食膜作为一种新型的、卫生安全、无污染、可降解的包装材料，还具有一定的机械性能和阻隔性能，主要用于生鲜农产品保鲜与食品包装，有效防止水分、气体等迁移，延长食品货架期。
3.现有技术加工的可食膜在制备和性质改善研究方面还存在不足，例如：
①
除了以多糖、蛋白、脂质等基材制膜外，几乎全部使用增塑剂，增加了食品添加剂的使用量。
②
单一蛋白质类可食膜机械强度低、脆性大、柔韧性差、阻光性能弱。
③
现有的可食膜的食用功能性较差。这些问题制约了可食膜在食品工业领域中的进一步发展和应用。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对上述不足而提供一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法。该可食膜表面平整、有光泽，安全无毒，有效解决了大豆分离蛋白可食膜机械强度低、脆性大、柔韧性差、阻光性能弱的问题，同时具有一定抗氧化功能。
5.本发明的技术解决方案是：一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法，其特征在于步骤如下（下述配备溶液浓度为质量百分比）：（1）配制大豆分离蛋白溶液：按1%～15%的质量比将大豆分离蛋白溶于的蒸馏水中，在常温下搅拌20～100min，形成大豆分离蛋白溶液。
6.大豆分离蛋白是大豆油加工副产物，属于部分结晶的天然聚合物，以其为成膜的基材，可充分利用其产量大、价格低廉、凝沉性佳、疏水性和成膜性好等特点，起骨料作用。
7.（2）配制黑木耳多糖溶液：将黑木耳多糖以0.5%～10%的质量比溶于蒸馏水中，在常温下搅拌20～100min，形成黑木耳多糖溶液。
8.黑木耳多糖作为一种天然多糖，具有溶解性和乳化性好等特点，还具有抗氧化、抗凝血、抗肿瘤、降血脂和增强免疫力等多种生物活性。在复合膜中，黑木耳多糖可与大豆分离蛋白交织成网络骨架，改善蛋白分子之间、蛋白与多糖分子之间的作用力，形成更加稳定的交联结构，进而赋予可食膜良好的外观、改善膜的质地、表面更加平整、光泽度增加、提高膜的韧性等，还可增加复合可食膜的抗氧化等功能，提高复合可食膜的包装性能。
9.同时，黑木耳多糖还可起到增稠和稳定剂的作用，使大豆分离蛋白形成高粘度的
胶体，避免使用增塑剂，保证其稳定性，同时可增加可食膜的断裂伸长率和阻光性能。
10.（3）配制膜溶液：将步骤（1）配制的大豆分离蛋白溶液与步骤（2）配制的黑木耳多糖溶液按照质量比1:0.5～1:3进行混合，在5000～20000r/min均质5～60min。
11.对大豆分离蛋白溶液、黑木耳多糖溶液和成膜混合液进行高速均质处理，产生高速剪切作用力，增大了各成膜基质分子之间的接触几率，形成致密而稳定的网络结构。
12.（4）膜溶液改性处理：将步骤（3）制备的膜溶液在超声波功率0～900w，微波功率0～300w，紫外光功率0～200w，进行超声波、微波、紫外光及其协同改性处理，经-0.01～-0.09mpa条件下真空脱气5～120min。
13.采用超声波、微波、紫外光及其协同改性可食膜混合液，可以使膜液充分混合、乳化，形成致密的网络结构和组织状态更加稳定的膜液，增强分子间的作用力。与机械搅拌等相比，超声波处理可实现分子级别的微混合，能产生微米至纳米级的乳化分散粒子，均化液极其稳定,长时间无分层现象。微波处理可使目标极性分子产生高速运动，破坏大分子氢键并增强分子间的交联作用。紫外光辐射可以提高成膜基质的相容性，增强可食膜的胶凝特性和韧性。超声波、微波、紫外光协同处理可同时产生空化效应、热效应和超混合效应，降低成膜基质微粒尺寸，增大分子间重排和接触几率，使成膜基质蛋白质中的氨基与多糖中的羰基之间发生反应并充分交联，提高各基质之间的相容性，增强复合膜的性能。
14.（5）制膜：将步骤（4）改性后的膜溶液均匀流延于有机玻璃成膜器内，45～75℃条件下，干燥2～10h，取出揭膜。
15.利用有机玻璃板流延成膜，更有利于揭膜，成膜外观光滑平整、质地均匀、表面无气泡。
16.在步骤（3）中混合后膜溶液总质量为100g。
17.优选：一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法，其步骤如下（下述配备溶液浓度为质量百分比）：（1）配制大豆分离蛋白溶液：按10%的质量比将大豆分离蛋白溶于的蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成大豆分离蛋白溶液。
18.（2）配制黑木耳多糖溶液：将黑木耳多糖以4%的质量比溶于蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成黑木耳多糖溶液。
19.（3）配制膜溶液：将步骤（1）配制的大豆分离蛋白溶液与步骤（2）配制的黑木耳多糖溶液按照质量比1:1进行混合，膜溶液总质量为100g，在10000r/min均质20min。
20.（4）膜溶液改性处理：将步骤（3）制备的膜溶液在超声波功率720w，微波功率200w，紫外光功率200w，进行超声波、微波、紫外光协同改性处理，经-0.08mpa条件下真空脱气60min。
21.（5）制膜：将步骤（4）改性后的膜溶液均匀流延于有机玻璃成膜器内，55℃条件下，干燥8h，取出揭膜。
22.本发明的优点是：1.本发明将黑木耳多糖添加到大豆分离蛋白可食膜中，充分利用黑木耳多糖的亲水性强和乳化性好的特点，与大豆分离蛋白形成高度相容的膜溶液，增加了大豆分离蛋白分子链的移动性，改善了大豆分离蛋白可食膜的柔韧性，提高了可食膜的断裂伸长率，并无需添加增塑剂、交联剂等食品添加剂制膜，安全无污染、完全可降解，对人体健康无害并符
合绿色环保要求。
23.2.黑木耳多糖的添加可有效防止大豆分离蛋白在成膜过程中的团聚现象，改善大豆分离蛋白可食膜的表面粗糙度，形成表面光滑、质地均匀、无气泡和孔隙的可食膜结构。
24.3.黑木耳多糖的添加赋予大豆蛋白可食膜一定的抗氧化功能，提高了可食膜的抗氧化性。
25.4.对大豆分离蛋白溶液、黑木耳多糖溶液和成膜混合液进行高速均质处理，产生高速剪切作用力，增大了各成膜基质之间的接触几率，形成致密的网络结构。
26.5.采用超声波、微波、紫外光协同改性处理可食膜混合液，使其充分混合、乳化，形成致密的网络结构和组织状态更加稳定的膜液，增强分子间的作用力。超声波、微波、紫外光协同处理可同时产生空化效应、热效应和超混合效应，降低成膜基质微粒尺寸，增大分子间重排和接触几率，使成膜基质蛋白质中的氨基与多糖中的羰基之间发生反应并充分交联，提高各基质之间的相容性，增强复合膜的性能。
27.6.与现有技术相比，该方法具有操作简单、能源耗费少、效率高、投资少等优点，适于工业化生产。该发明能克服单一蛋白质可食膜的缺点，填补复合可食膜领域的空白。
28.下面将结合实施例及附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
附图说明
29.图1是实施例1可食膜扫描电子显微镜（sem）图谱。
30.图2是对照例a可食膜扫描电子显微镜（sem）图谱。
31.图3是对照例b可食膜扫描电子显微镜（sem）图谱。
具体实施方式
32.实施例1一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法，其步骤如下（下述配备溶液浓度为质量百分比）：（1）配制大豆分离蛋白溶液：按10%的质量比将大豆分离蛋白溶于的蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成大豆分离蛋白溶液。
33.（2）配制黑木耳多糖溶液：将黑木耳多糖以4%的质量比溶于蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成黑木耳多糖溶液。
34.（3）配制膜溶液：将步骤（1）配制的大豆分离蛋白溶液与步骤（2）配制的黑木耳多糖溶液按照质量比1:1进行混合，膜溶液总质量为100g，在10000r/min均质20min。
35.（4）膜溶液改性处理：将步骤（3）制备的膜溶液在超声波功率720w，微波功率200w，紫外光功率200w，进行超声波、微波、紫外光协同改性处理，经-0.08mpa条件下真空脱气60min。
36.（5）制膜：将步骤（4）改性后的膜溶液均匀流延于有机玻璃成膜器内，55℃条件下，干燥8h，取出揭膜。
37.实施例2一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法，其步骤如下（下述配备溶液浓度为质量百分比）：
（1）配制大豆分离蛋白溶液：按10%的质量比将大豆分离蛋白溶于的蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成大豆分离蛋白溶液。
38.（2）配制黑木耳多糖溶液：将黑木耳多糖以6%的质量比溶于蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成黑木耳多糖溶液。
39.（3）配制膜溶液：将步骤（1）配制的大豆分离蛋白溶液与步骤（2）配制的黑木耳多糖溶液按照质量比1:1进行混合，膜溶液总质量为100g，膜液在10000r/min均质20min。
40.（4）膜溶液改性处理：将步骤（3）制备的膜溶液在超声波功率720w，微波功率200w，紫外光功率200w，进行超声波、微波、紫外光协同改性处理，经-0.08mpa条件下真空脱气60min。
41.（5）制膜：将步骤（4）改性后的膜溶液均匀流延于有机玻璃成膜器内，55℃条件下，干燥8h，取出揭膜。
42.实施例3一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法，其步骤如下（下述配备溶液浓度为质量百分比）：（1）配制大豆分离蛋白溶液：按10%的质量比将大豆分离蛋白溶于的蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成大豆分离蛋白溶液。
43.（2）配制黑木耳多糖溶液：将黑木耳多糖以4%的质量比溶于蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成黑木耳多糖溶液。
44.（3）配制膜溶液：将步骤（1）配制的大豆分离蛋白溶液与步骤（2）配制的黑木耳多糖溶液按照质量比1:1进行混合，膜溶液总质量为100g，膜液在10000r/min均质20min。
45.（4）膜溶液改性处理：将步骤（3）制备的膜溶液在超声波功率540w，微波功率300w，紫外光功率200w，进行超声波、微波、紫外光协同改性处理，经-0.08mpa条件下真空脱气60min。
46.（5）制膜：将步骤4）改性后的膜溶液均匀流延于有机玻璃成膜器内，55℃条件下，干燥8h，取出揭膜。
47.实施例4一种黑木耳多糖辅助制备复合可食膜的方法，其步骤如下（下述配备溶液浓度为质量百分比）：（1）配制大豆分离蛋白溶液：按10%的质量比将大豆分离蛋白溶于的蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成大豆分离蛋白溶液。
48.（2）配制黑木耳多糖溶液：将黑木耳多糖以4%的质量比溶于蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成黑木耳多糖溶液。
49.（3）配制膜溶液：将步骤（1）配制的大豆分离蛋白溶液与步骤（2）配制的黑木耳多糖溶液按照质量比1:1进行混合，膜溶液总质量为100g，膜液在10000r/min均质20min。
50.（4）膜溶液改性处理：将步骤（3）制备的膜溶液在紫外光功率200w，进行紫外光改性处理，经-0.08mpa条件下真空脱气60min。
51.（5）制膜：将步骤（4）改性后的膜溶液均匀流延于有机玻璃成膜器内，55℃条件下，干燥8h，取出揭膜。
52.对照例a：单一大豆分离蛋白可食膜
单一大豆分离蛋白可食膜的制备方法，其步骤如下（下述配备溶液浓度为质量百分比）：（1）配制大豆分离蛋白溶液：按10%的质量比将大豆分离蛋白溶于的蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成大豆分离蛋白溶液。
53.（2）按3%的质量比将甘油加入到蒸馏水中，充分搅拌均匀，备用。
54.（3）制备膜溶液：按质量份数计，将步骤（1）配制的大豆分离蛋白溶液与步骤（2）配制的增塑剂甘油溶液按照质量比1:1进行混合，膜溶液总质量为100g，在10000r/min均质20min，经-0.08mpa条件下真空脱气60min。
55.（4）制膜：将步骤（3）制备的膜溶液均匀流延于有机玻璃成膜器内，55℃条件下，干燥8h，取出揭膜。
56.对照例b：未经改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜未经改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜的制备方法，其步骤如下（下述配备溶液浓度为质量百分比）：（1）配制大豆分离蛋白溶液：按10%的质量比将大豆分离蛋白溶于的蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成大豆分离蛋白溶液。
57.（2）配制黑木耳多糖溶液：将黑木耳多糖以4%的质量比溶于蒸馏水中，在常温下搅拌30min，形成黑木耳多糖溶液。
58.（3）制备膜溶液：将步骤（1）配制的大豆分离蛋白溶液与步骤（2）配制的黑木耳多糖溶液按照质量比1:1进行混合，膜溶液总质量为100g，膜液在10000r/min均质20min，经-0.08mpa条件下真空脱气60min。
59.（4）制膜：将步骤（3）制备的膜溶液均匀流延于有机玻璃成膜器内，55℃条件下，干燥8h，取出揭膜。
60.实验例下面结合实施例1～3，对照例a、b，附表1～3和图1说明本发明技术解决方案的有益效果（a：大豆分离蛋白膜；b：未经改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜），见表1：经超声波、微波、紫外光协同改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜与大豆分离蛋白膜（对照例a）的相关性能测试对比。见表2 ：经超声波、微波、紫外光协同改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜与未经改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜（对照例b）的相关性能测试对比。
61.可食膜性能测试方法如下：（1）抗氧化性能可食膜的抗氧化性能是通过测量其对dpph自由基清除率来确定。将一定量膜样品加入到dpph
·
无水乙醇溶液中，混合震荡，在室温下避光反应，离心后取上清液在波长517nm处测量吸光度值，根据吸光度值的变化计算可食膜的dpph
·
自由基清除率。
62.（2）抗拉强度使用质构仪测试膜的抗拉强度，将膜裁剪成长方形（70
×
20 mm）的标准膜样，用ta-dga拉伸测试夹具进行拉伸测试，经测试得到张力-应变曲线，膜发生断裂时所承受的最大张力即为膜的抗拉强度。
63.（3）断裂伸长率
测试方法同（2）抗拉强度的测试，膜拉伸前后的长度变化差与初始长度的比值即为膜的断裂伸长率。
64.（4）阻湿性能利用压差法进行测试可食膜的阻湿性能。在25℃、相对湿度95%条件下，使膜两侧保持一定的水蒸气压差，测量膜在一定时间内的水蒸气透过量，确定可食膜的阻湿性能。
65.（5）阻隔紫外光性能利用紫外可见分光光度计测试膜的阻隔紫外光性能。将膜样品紧贴于比色皿内侧，在紫外光波长条件下测试并记录膜的透光率曲线，分析可食膜的阻隔紫外光性能。侧，在紫外光波长条件下测试并记录膜的透光率曲线，分析可食膜的阻隔紫外光性能。
66.可见本发明得到的产品性能指标明显提高。
67.实施例1经超声波、微波、紫外光协同改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜与大豆分离蛋白膜（对照例a）、未经改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜（对照
例b）的表面微观结构的sem图谱如图1、图2、图3所示，可以看出实施例1经超声波、微波、紫外光协同改性处理的大豆分离蛋白-黑木耳多糖可食膜表面更加光滑平整、质地更加均匀、且无气泡和裂痕。
68.上面描述，只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制。