[发明专利]一种胶原蛋白可食膜及其制备方法

说明书

本发明属于包装技术领域，涉及一种胶原蛋白可食膜及其制备方法。该制备方法包括将鱼鳞胶原蛋白基质液、原儿茶酸改良液和增塑液搅拌混合均匀之后超声，以使各组分充分混合、脱气，得超声混合脱气液，接着将超声混合脱气液均匀地倒在有机硅树脂上，干燥，冷却至室温，揭膜后即为胶原蛋白可食膜。采用该方法制得的胶原蛋白可食膜厚度为0.036‑0.046mm，透明度为1.45‑3.89，断裂伸长率为90.23‑118.04％，紫外线阻隔率为99.10‑99.71％，水蒸气阻隔率为0.78‑0.87×10^‑10gm^‑1·s^‑1·Pa^‑1，不仅具有高延展性、高阻隔性和高安全性的优点，而且制备工艺流程简单，对环境无污染。

技术领域

本发明属于食品可食膜包装技术领域，特别涉及一种胶原蛋白可食膜及其制备方法。

背景技术

与传统合成包装材料相比，可食膜是以天然高分子为基质原料，通过分子间作用力形成具有一定机械强度和阻隔性能的薄膜。可食膜因具有可消化性和可降解性，同时可以减少对人体健康的危害，减少对环境的污染，其在食品行业的应用受到越来越多的关注。

纤维状的胶原蛋白具有良好的生物兼容性和成膜性以及高营养价值等特点，被广泛的应用于生物材料领域。近年来全球疯牛病、口蹄疫、非洲猪瘟等流行病频发，鱼鳞胶原蛋白可以有效地替代从猪、牛等皮或骨中获取胶原蛋白，降低疾病交叉感染的风险，提高鱼类加工副产物的资源利用。鱼鳞胶原蛋白具有安全性好、性价比高、品质优良等优点。

但是，纯胶原蛋白所制成的膜机械性能及阻隔能力较差，且没有抗氧化和抗菌等生物活性，极大地限制了其应用范围。尽管化学技术改性的胶原蛋白(如交联和接枝反应)可以促进胶原蛋白致密网状结构的形成，提高胶原蛋白膜的机械性能，但是制备过程复杂、化学试剂残留多、污染环境严重，难以实现环境友好型的可食膜制备。

CN109769920A公开了一种鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的制备方法，该方法将仙草胶与罗非鱼鱼鳞胶原蛋白按比例共混，并加入提高机械性能和表面性能的甘油、羧甲基纤维素钠、芦笋粉和蔓越莓粉，由此获得的可食膜具有抗菌性能、抗氧化性能和良好的机械性能。然而，该发明专利申请存在以下不足：(1)可食膜中仙草胶的添加虽然可以提高其断裂伸长率，但是最终断裂伸长率仅为40.22-51.73％，相比于目前已经报道的可食膜的断裂伸长率偏低，存在使用局限性；(2)可食膜中仙草胶的分子量在80-150kDa范围内，属于大分子物质，其通过与胶原蛋白发生强烈的相互作用(如：美拉德反应产生的共价交联)，进而改变膜的机械性能和阻隔性，但是美拉德反应是糖的羧基和蛋白质(氨基酸)的氨基发生羰胺反应，会造成胶原蛋白营养损失，特别是人体必须氨基酸。

CN103554532B公开了一种阿魏酸-胶原蛋白抗菌膜及其制备方法与应用，其通过添加阿魏酸、甘油、双醛淀粉和海藻酸钠而得到机械性能优异的阿魏酸-胶原蛋白抗菌膜。厚度为0.21mm时，该阿魏酸-胶原蛋白抗菌膜的拉伸强度达到1.80-2.03MPa，断裂伸长率为98.12-118.73％。然而，该发明专利申请存在以下不足：(1)采用该方法制备的胶原蛋白膜的厚度约为0.21mm。虽然厚度的增加可以增加胶原蛋白膜的机械性能和阻隔性能，但是它也会影响食物外观，影响消费者对食物的接受程度，存在着使用局限性。(2)虽然胶原蛋白可食膜的机械性能被提高，但是阿魏酸只有在与双醛淀粉和海藻酸钠共用时，才能达到此效果。此外，该专利申请的工艺复杂，制备成本高。

原儿茶酸(3,4-二羟基苯甲酸)广泛存在于许多植物及中国传统药材中。它是一种具有良好抗氧化、抗菌、抗肿瘤等多种功效的天然酚类化合物。人体食用后可调节提高机体免疫力和肠道屏障功能，有利于机体健康。但是尚未有将原儿茶酸与胶原蛋白配合制备可食膜的相关报道。