防潮魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法
2023-10-11 10:04:24 2
防潮魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法
【專利摘要】本發明屬於天然高分子材料領域，具體涉及一種具有顯著防潮性魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法。魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，所述的方法包括下述的步驟：（1）脫乙醯基魔芋葡甘聚糖基膜的製備；（2）紫膠和硬脂酸複合塗料的製備：（3）紫膠和硬脂酸複合塗料塗敷魔芋葡甘聚糖膜。本發明方法所製得的魔芋葡甘聚糖膜具有顯著防潮性，不需要進一步修飾改性，表面可書寫，並且無毒、可食用、可生物降解。工藝過程簡單，在食品包裝貯藏保鮮領域具有很好的應用前景。
【專利說明】防潮魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於天然高分子材料領域，具體涉及一種具有顯著防潮性魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法。
[0002]【背景技術】
在物理改性方面，《食品科學》2000年第21卷第2期發表了李波等人的關於「魔芋葡甘聚糖可食性膜材料研究(II)」的研究，介紹了 KGM與黃原膠(XG)的共混膜的製備方法。該膜的抗水性能明顯優於未改性的KGM膜。但是，由於這種膜耐水性只在短時間內有效，長期的水中浸泡會導致膜耐水性明顯下降。
[0003]《食品工業科技》2005年第9卷第26期發表了吳紹豔等人的文章「魔芋葡甘聚糖與瓜爾豆膠共混膜材料的研究」，文中指出將KGM與瓜爾豆膠(GG)共混製得了抗水性、耐洗刷性等各項指標都比較好的共混膜。該共混膜分子間形成了緻密的空間結構，膜的抗水性增強，但這種膜的抗水性依然沒有克服短時間內有效，長時間浸泡抗水性下降的問題。 [0004]《Journa of Macromolecular Science (PartA) Pureand Applied Chemistry》2001 年第 38 卷第 I 期發表了張俐娜等人關於「Water-resistant cellulose films coatedwith polyurethane-acrylamide grafted konjac glucomannan，，的石開究，對聚氨酯(PU)、脫乙醯KGM共混產物和再生纖維素膜之間的相互作用進行了探討。結果表明由於再生纖維素膜具有極強抗水性能，與共混產物之間存在強烈的共價鍵和氫鍵相互作用，從而使KGM中親水的基團急劇下降而使抗水性增強。但KGM與合成高分子的共混材料降解周期較長，並且KGM在高分子材料中僅充當填充劑，填充率較低(KGM質量分數< 10%)。
[0005]在化學改性方面，《高分子材料科學與工程》2006年第22卷第2期發表了李娜等人的文章「魔芋葡甘聚糖丙烯醯胺薄膜的研究」，探討了丙烯醯胺單體對KGM的接枝共聚，製備了 KGM與丙烯醯胺接枝共聚後的流延膜，發現接枝後的KGM改性膜具有優良的耐水性能，但是這種膜耐沸水的能力較差，較短時間的沸水浸泡都使其溶脹甚至溶解。並且，化學改性工藝複雜，操作繁瑣，過程不易操控。
【發明內容】
[0006]為了解決上述的技術問題，本發明提供了具有可食性的顯著防潮性能的魔芋葡甘聚糖膜的製備方法。
[0007]本發明為解決上述的技術問題所採用的技術方案為:採用流延技術製得脫乙醯基KGM膜，通過共混將紫膠與硬脂酸復配成複合塗料，將複合塗料塗敷到脫乙醯基KGM膜兩側面後，乾燥得到防潮性KGM膜，KGM膜即為魔芋葡甘聚糖膜，以下將魔芋葡甘聚糖膜均記作KGM 膜。
[0008]魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，該方法包括下述的步驟:
(I)脫乙醯基魔芋葡甘聚糖基膜的製備:在攪拌狀態下將0.5-1.5 Wt % KGM緩慢溶解於蒸餾水中，室溫攪拌2-4 h後加入佔KGM水溶膠體積0.15-0.45 wt % Na2CO3溶液，攪拌5-15 min後靜置30-60 min，以充分脫乙醯，得到脫乙醯基魔芋葡甘聚糖，標記為I。將I流延於聚苯乙烯板/玻璃板/培養皿後，置於烘箱中於45-65°C乾燥4-10 h。乾燥後的膜用流水衝洗後再用蒸餾水衝洗以除去膜裡殘留的鹼，再將溼膜在室溫空氣中晾乾得到幹態的KGM基膜。[0009](2)紫膠和硬脂酸複合塗料的製備:在攪拌狀態下將6-30 Wt %漂白紫膠溶於95%乙醇溶液中，攪拌均勻後，加入佔紫膠乾重6-12 wt 9^^PEG 400，繼續攪拌30-60 min後，均質(轉速5000-8000 r/min)15-30 min，得到紫膠塗料。在攪拌狀態下將5-60 wt %硬脂酸加入到紫膠塗料中，待硬脂酸完全溶解後得到紫膠/硬脂酸複合塗料。
[0010](3)紫膠和硬脂酸複合塗料塗敷魔芋葡甘聚糖膜。將複合塗料用毛刷均勻地塗敷在KGM膜的兩側，置於65-85°C烘箱中，10-30 min後取出即得KGM防潮膜。
[0011]本發明的一種防潮魔芋葡甘聚糖包裝膜，以脫乙醯基KGM膜為基質，通過塗敷複合塗料賦予KGM優良的防潮性能。塗料層中，紫膠具有良好的成膜性和黏合性，充當著塗料層與KGM膜界面的膠黏劑，由於與KGM膜間的附著力強，使得塗層膜的透光率和力學性能都得以提高。同時，紫膠還為硬脂酸的分散提供了載體，由於硬脂酸是一種蠟狀低表面能物質，所以塗料層表面不需要進一步修飾就具有疏水性，而分散在紫膠中的硬脂酸減少了水蒸氣在膜表面吸附溶解和在膜內的擴張速度，由此降低了膜的水蒸氣透過係數，在23°C，相對溼度為A RH: 57-99%的條件下，脫乙醯基KGM膜的水蒸氣透過係數為13.55 X IO^11g/(m ? s ? Pa)，所得防潮膜的水蒸氣透過係數可達0.32X 10_ng/ (m ? s ? Pa)。膜的阻溼性能的提高，賦予了膜優良的防潮性能。
[0012]採用本發明的方法所製得的魔芋葡甘聚糖膜具有顯著防潮性，不需要進一步修飾改性，表面可書寫，並且無毒、可食用、可生物降解。工藝過程簡單，在食品包裝貯藏保鮮領域具有很好的應用前景。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例對本發明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發明，但並不因此限制本發明。
[0014]實施例1
脫乙醯基魔芋葡甘聚糖基膜的製備:在攪拌狀態下將I wt % KGM緩慢溶解於蒸餾水中，室溫攪拌3 h後加入佔KGM水溶膠體積0.3 wt % Na2CO3溶液，攪拌10 min後靜置40min，以充分脫乙醯，得到脫乙醯基魔芋葡甘聚糖，標記為I。
[0015]將I流延於聚苯乙烯板後，置於烘箱中於50°C乾燥6 h。
[0016]乾燥後的膜用流水衝洗後再用蒸餾水衝洗以除去膜裡殘留的鹼，再將溼膜在室溫空氣中晾乾得到幹態的KGM基膜。
[0017]紫膠和硬脂酸複合塗料的製備:在攪拌狀態下將20 wt %漂白紫膠溶於95%乙醇溶液中，攪拌均勻後，加入佔紫膠乾重8wt %的PEG400，繼續攪拌40 min後，均質15-30min，得到紫膠塗料。
[0018]在攪拌狀態下將5 Wt %的硬脂酸加入到紫膠塗料中，待硬脂酸完全溶解後得到紫膠和硬脂酸複合塗料。
[0019]紫膠和硬脂酸複合塗料塗敷魔芋葡甘聚糖膜。將複合塗料用毛刷均勻地塗敷在KGM膜的兩側，置於70°C烘箱中，20min後取出。所得防潮膜的水蒸氣透過係數在A RH:57%-99%，23°C環境中為 1.20X l(Tng/(m ? s.Pa)，在A RH: 57% ~99%，38°C條件下為4.47 X 10_ng/ (m ? s ? Pa)。
[0020]實施例2
脫乙醯基魔芋葡甘聚糖基膜的製備:在攪拌狀態下將0.5 wt % KGM緩慢溶解於蒸餾水中，室溫攪拌2h後加入佔KGM水溶膠體積0.15 wt % Na2CO3溶液，攪拌5min後靜置30min,以充分脫乙醯，得到脫乙醯基魔芋葡甘聚糖，標記為I。將I流延於玻璃板後，置於烘箱中於45°C乾燥4 h。乾燥後的膜用流水衝洗後再用蒸餾水衝洗以除去膜裡殘留的鹼，再將溼膜在室溫空氣中晾乾得到幹態的KGM基膜。
[0021]紫膠和硬脂酸複合塗料的製備:在攪拌狀態下將6wt %漂白紫膠溶於95%乙醇溶液中，攪拌均勻後，加入佔紫膠乾重6wt %的PEG400,繼續攪拌30 min後,均質15 min,得到紫膠塗料。在攪拌狀態下將20 wt %硬脂酸加入到紫膠塗料中，待硬脂酸完全溶解後得到紫膠和硬脂酸複合塗料。
[0022]紫膠和硬脂酸複合塗料塗敷魔芋葡甘聚糖膜。將複合塗料用毛刷均勻地塗敷在KGM膜的兩側，置於65 °C烘箱中，IOmin後取出。所得防潮膜的水蒸氣透過係數在A RH: 57% ~99%，23°C環境中為 0.60X l(Tng/(m ? s.Pa)，在A RH: 57% ~99%，38°C條件下為 2.30 X 10 ng/ (m ? s ? Pa)。
[0023]實施例3
脫乙醯基魔芋葡甘聚糖基膜的製備:在攪拌狀態下將1.5 wt % KGM緩慢溶解於蒸餾水中，室溫攪拌4 h後加入佔KGM水溶膠體積0.45 wt % Na2CO3溶液，攪拌15 min後靜置60min，以充分脫乙醯，得到脫乙醯基魔芋葡甘聚糖，標記為I。
[0024]將I流延於培養皿後，置於烘箱中於65°C乾燥10 h。乾燥後的膜用流水衝洗後再用蒸餾水衝洗以除去膜裡殘留的鹼，再將溼膜在室溫空氣中晾乾得到幹態的KGM基膜。
[0025]紫膠和硬脂酸複合塗料的製備:在攪拌狀態下將30 wt %漂白紫膠溶於95%乙醇溶液中，攪拌均勻後，加入佔紫膠乾重12 wt 9^^PEG400，繼續攪拌60 min後，均質30 min,得到紫膠塗料。在攪拌狀態下將40 wt %硬脂酸加入到紫膠塗料中，待硬脂酸完全溶解後得到紫膠/硬脂酸複合塗料。
[0026]紫膠和硬脂酸複合塗料塗敷魔芋葡甘聚糖膜。將複合塗料用毛刷均勻地塗敷在KGM膜的兩側，置於85°C烘箱中，30min後取出。所得防潮膜的水蒸氣透過係數在A RH: 57% ~99%，23°C環境中為 0.37X l(Tng/(m ? s.Pa)，在A RH: 57% ~99%，38°C條件下為 1.31 X 10 ng/ (m ? s ? Pa)。
[0027]實施例4
脫乙醯基魔芋葡甘聚糖基膜的製備:在攪拌狀態下將1.2 wt % KGM緩慢溶解於蒸餾水中，室溫攪拌3 h後加入佔KGM水溶膠體積0.35 wt % Na2CO3溶液，攪拌10 min後靜置40min，以充分脫乙醯，得到脫乙醯基魔芋葡甘聚糖，標記為I。
[0028]將I流延於聚苯玻璃板後，置於烘箱中於55°C乾燥8 h。乾燥後的膜用流水衝洗後再用蒸餾水衝洗以除去膜裡殘留的鹼，再將溼膜在室溫空氣中晾乾得到幹態的KGM基膜。
[0029]紫膠和硬脂酸複合塗料的製備:在攪拌狀態下將20 wt %漂白紫膠溶於95%乙醇溶液中，攪拌均勻後，加入佔紫膠乾重9 wt °/c^^PEG400，繼續攪拌40 min後，均質45 min,得到紫膠塗料。[0030]在攪拌狀態下將60 Wt %硬脂酸加入到紫膠塗料中，待硬脂酸完全溶解後得到紫膠和硬脂酸複合塗料。
[0031]紫膠和硬脂酸複合塗料塗敷魔芋葡甘聚糖膜。將複合塗料用毛刷均勻地塗敷在KGM膜的兩側，置於75°C烘箱中，20min後取出。所得防潮膜的水蒸氣透過係數在A RH: 57%~99%，23°C環境中為 0.32X IO^11g/ (m ? s ? Pa)，在A RH: 57% ~99%, 38°C條件下為 2.22 X IO^11g/ (m ? s ? Pa)。
【權利要求】
1.魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，所述的方法包括下述的步驟: (1)脫乙醯基魔芋葡甘聚糖基膜的製備: 室溫下，將KGM溶解於蒸餾水中，在溶解過程中攪拌，得KGM水溶膠； 攪拌2-4小時後加入Na2CO3溶液，攪拌5-15 min後靜置30-60 min，充分脫乙醯，得到脫乙醯基魔芋葡甘聚糖，標記為I ; 將I流延於聚苯乙烯板或玻璃板或培養皿後，於45-65°C下乾燥4-10 h，乾燥後所得的膜用流水衝洗後再用蒸餾水衝洗，再將溼膜在室溫空氣中晾乾得到幹態的KGM基膜； (2)紫膠和硬脂酸複合塗料的製備: 將漂白紫膠溶於乙醇溶液中，邊溶解邊攪拌，攪拌均勻後，加入PEG 400，繼續攪拌30-60 min後，均質15-30 min，得到紫膠塗料，在攪拌狀態下將硬脂酸加入到紫膠塗料中，待硬脂酸完全溶解後得到紫膠和硬脂酸複合塗料； (3)紫膠和硬脂酸複合塗料塗敷魔芋葡甘聚糖膜: 將複合塗料用毛刷均勻地塗敷在KGM基膜的兩側，置於65-85°C烘箱中，10-30 min後取出即得KGM防潮膜。
2.如權利要求1所述 的魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，其特徵在於，所述的KGM的質量分數為0.5-1.5 wt %。
3.如權利要求1所述的魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，其特徵在於，所述的Na2CO3加入量為水溶膠體積的0.15-0.45 %。
4.如權利要求1所述的魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，其特徵在於，所述的步驟(2)中乙醇溶液的濃度為95%。
5.如權利要求1所述的魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，其特徵在於，所述的漂白紫膠的質量分數為6-30 wt %。
6.如權利要求1所述的魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，其特徵在於，所述的PEG400的加入量為漂白紫膠乾重的6-12%。
7.如權利要求1所述的魔芋葡甘聚糖包裝膜的製備方法，其特徵在於，所述的硬脂酸的加入量為紫膠塗料重的5-60 %。
【文檔編號】B65D65/42GK103642057SQ201310677349
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】張長峰, 魏雪琴, 聶小寶, 侯成傑, 程麗林, 龐傑, 王國利 申請人:山東商業職業技術學院