一种抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜的制备方法

1.本发明属于食品包装材料领域，具体涉及一种抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜的制备方法。


背景技术：

2.传统石油基塑料包装材料广泛应用于食品包装领域，但是传统包装材料存在不易降解，对环境造成污染等问题。抗氧化复合膜是将天然抗氧化成分添加到成膜材料中制成的涂层或膜，有助于防止食品氧化降解，延长食品的保存期限。淀粉作为一种天然多糖，具有成本低廉、来源广泛、安全无毒和易降解等特点，是制备活性复合可食膜的理想基材。玉米淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉等已被应用于淀粉膜的开发。油莎豆作为一种莎草科植物，其油脂压榨后的副产物豆粕含有丰富的淀粉。但是，油莎豆豆粕中淀粉并未有效利用，造成副产物资源的浪费。
3.由于不同淀粉膜存在机械性能、阻隔性能和疏水性差等问题，限制其应用的范围。植物多酚能够有效改善淀粉膜的性能，并赋予淀粉膜优良的抗氧化性能。百里香酚作为花香酚类单萜衍生物，广泛存在于百里香植物中，具有良好的抗菌性能和抗氧化性能，安全性高。为了研究一种性能优良的抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜，现需探究百里香酚对油莎豆淀粉可食膜抗拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量、透光率、水蒸气透过率和抗氧化性能的影响。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜的制备方法，所述复合可食膜机械性能好，能有效阻隔水蒸气的透过，具有良好的紫外线屏障性能和抗氧化性能，有助于防止食品氧化降解。
5.为了达到上述目的，本发明提供了下述技术方案：
6.一种抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜的制备方法，具体包括如下步骤：
7.步骤1，将油莎豆淀粉和甘油加入至蒸馏水中，搅拌加热至淀粉糊化，得到淀粉成膜液。
8.步骤2，待淀粉成膜液冷却后，再将百里香酚溶液加入至淀粉成膜液中，搅拌加热至均匀，制得百里香酚-油莎豆淀粉成膜液。
9.步骤3，将成膜液通过流延法倒入培养皿中，放入鼓风干燥箱中烘干成膜，将成品复合可食膜放入恒定相对湿度的干燥器中平衡水分。
10.进一步地，限定所述步骤1中的油莎豆淀粉膜，甘油添加量为油莎豆淀粉添加量的15-25％。
11.进一步地，所述步骤1中的加热温度为85-95℃，搅拌时间为25-35min。
12.进一步地，所述步骤2中的百里香酚溶液的浓度为100mg/ml，溶剂为无水乙醇。百里香酚-油莎豆淀粉成膜液中，百里香酚的添加量为油莎豆淀粉添加量的1％-3％。
13.进一步地，所述步骤2中的加热温度为65-75℃，搅拌时间为25-35min。
14.进一步地，所述步骤3中的鼓风干燥箱干燥温度为40-45℃，干燥器的相对湿度为50-60％。
15.本发明的有益效果是：
16.1.本发明复合可食膜采用油莎豆豆粕中淀粉作为基材，生产成本低，可降解环境友好。
17.2.本发明的抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜具有良好的机械性能，其中抗拉伸强度为13.43-19.43mpa，断裂伸长率为22.33-29％，杨氏模量为707-1110mpa。
18.3.本发明的油莎豆复合可食膜能够阻隔水蒸气的透过，水蒸气透过率为1.06-1.11g
·
mm
·
m-2
·
h-1
·
kpa-1
。
19.4.本发明的油莎豆复合可食膜能够降低薄膜的透光率，可有效抑制食品在光照条件下发生的氧化变质。
20.5.本发明的油莎豆复合可食膜具有优良的抗氧化性能，dpph自由基清除率为25.24-73.22％，能够有效延长食品的贮藏期。
附图说明
21.图1为本发明实施例中复合可食膜的拉伸强度和断裂伸长率。
22.图2为本发明实施例中复合可食膜的杨氏模量。
23.图3为本发明实施例中复合可食膜在200-800nm波长范围内的透光率。
24.图4为本发明实施例中复合可食膜的水蒸气阻隔性能。
25.图5为本发明实施例中复合可食膜的dpph自由基清除率。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
27.实施例1：油莎豆淀粉膜的制备
28.将5g淀粉和1g甘油加入到125ml蒸馏水中，在95℃条件下磁力搅拌30min，得到淀粉成膜液。将15g成膜液倒入培养皿中流延成膜，放入鼓风干燥箱中在40℃条件下烘干，烘干后得到的淀粉膜放入相对湿度为50％的干燥器中平衡水分。
29.实施例2：抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜的制备
30.称取1g百里香酚于10ml容量瓶，加入无水乙醇定容，制备浓度为100mg/ml百里香酚溶液。将5g淀粉和1g甘油加入到125ml蒸馏水中，在95℃条件下磁力搅拌30min，得到淀粉成膜液。成膜液在室温的条件下冷却到70℃，然后加入0.5ml浓度为100mg/ml的百里香酚溶液，再将成膜液放在70℃条件下磁力搅拌30min，得到百里香酚-油莎豆淀粉成膜液。取15g成膜液倒入培养皿中流延成膜，并放入鼓风干燥箱中在40℃条件下烘干，烘干后得到的复合可食膜放入相对湿度为50％的干燥器中平衡水分。
31.实施例3：抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜的制备
32.称取1g百里香酚于10ml容量瓶，加入无水乙醇定容，制备浓度为100mg/ml百里香酚溶液。将5g淀粉和1g甘油加入到125ml蒸馏水中，在95℃条件下磁力搅拌30min，得到淀粉成膜液。成膜液在室温的条件下冷却到70℃，然后加入1.0ml浓度为100mg/ml的百里香酚溶
液，再将成膜液放在70℃条件下磁力搅拌30min，得到百里香酚-油莎豆淀粉成膜液。取15g成膜液倒入培养皿中流延成膜，并放入鼓风干燥箱中在40℃条件下烘干，烘干后得到的复合可食膜放入相对湿度为50％的干燥器中平衡水分。
33.实施例4：抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜的制备
34.称取1g百里香酚于10ml容量瓶，加入无水乙醇定容，制备浓度为100mg/ml百里香酚溶液。将5g淀粉和1g甘油加入到125ml蒸馏水中，在95℃条件下磁力搅拌30min，得到淀粉成膜液。成膜液在室温的条件下冷却到70℃，然后加入1.5ml浓度为100mg/ml的百里香酚溶液，再将成膜液放在70℃条件下磁力搅拌30min，得到百里香酚-油莎豆淀粉成膜液。取15g成膜液倒入培养皿中流延成膜，并放入鼓风干燥箱中在40℃条件下烘干，烘干后得到的复合可食膜放入相对湿度为50％的干燥器中平衡水分。
35.对实施例进行如下的检测：
36.1.机械性能测定：分别将实施例1的油莎豆淀粉膜，实施例2、3、4的抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜裁剪成哑铃型，哑铃型的中间长度为16mm，宽度为4mm，使用材料试验机在拉伸速度为20mm/min、初始距离为16mm的条件下测量可食膜的机械性能，分别测得可食膜的抗拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量。
37.由图1和图2可知，百里香酚的加入提高了可食膜的断裂伸长率，但是降低了可食膜的抗拉伸强度和杨氏模量。这表明百里香酚与淀粉分子的相互作用取代了淀粉分子间的相互作用，从而起到了增塑剂的作用，改变了复合可食膜的机械性能。
38.2.透光率测定：分别将实施例1的油莎豆淀粉膜，实施例2、3、4的抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜裁剪成1
×
5cm的矩形，使用紫外分光光度计测量可食膜在200-800nm波长范围内的透光率。
39.由图3可知，实施例4具有最低的透光率，表明百里香酚的加入可以降低可食膜的透光率，特别是在紫外光区域的透光率。由于百里香酚的酚羟基可以淬灭紫外线，导致透过复合可食膜的紫外线降低。
40.3.水蒸气透过率测定：分别将实施例1的油莎豆淀粉膜，实施例2、3、4的抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜包封于含有5g无水氯化钙的称量瓶，放入相对湿度为100％的干燥器，在24h内每2h称量一次称量瓶的重量，分别计算膜的水蒸气透过率：
[0041][0042]
上式(1)中，m为通过膜的水的质量，单位为g；h为膜的厚度，单位为mm；t为时间，单位为h；s为膜覆盖称量瓶口的面积，单位为m2；
△
p为膜两侧的水蒸气压差，单位为kpa-1
。
[0043]
由图4可以看出4种实施例的淀粉可食膜均具有优良的水蒸气阻隔性能。但是百里香酚添加量较低，对复合可食膜的水蒸气阻隔性能并没有显著影响。
[0044]
4.dpph自由基清除率测定：分别将0.6g实施例1的油莎豆淀粉膜，实施例2、3、4的抗氧化油莎豆淀粉复合可食膜加入至2ml甲醇溶液中，放入恒定温度为25℃的恒温振荡箱中以150rpm的速度震荡4h得到萃取液。取1ml萃取液加入至0.2ml浓度为1mm的dpph甲醇溶液中，充分混匀后在黑暗条件下反应30min。反应结束后，测量混合溶液在517nm波长下的吸光度。dpph自由基清除率计算公式为：
[0045][0046]
由图5可知，实施例4具有最高的dpph自由基清除率，实施例1的清除率最低。由于百里香酚的酚基可以吸收或中和自由基，赋予复合可食膜优良的抗氧化性能。