[发明专利]玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合保鲜膜的制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及可食性复合膜制备技术领域，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。

背景技术

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.)。Manli Yang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.Effect of SiO₂,PVA and glycerol concentrations on chemical andmechanical properties of alginate-based films.International Journal ofBiological Macromolecules.Volume 107,Part B,February 2018,Pages 2686-2694)。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。