一種緩釋型食品抗氧化包裝膜及其製備方法

2023-09-21 23:57:40

一種緩釋型食品抗氧化包裝膜及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種緩釋型食品抗氧化包裝膜及其製備方法。該包裝膜薄膜基材由50~80重量份的HDPE和20~50重量份的EVA共混而成，並添加有5~12.5重量份的硅藻土和0.75~1.25份的槲皮素，製備方法為：（1）將HDPE和EVA母料混合均勻，煉塑；（2）在包輥的共混薄片上灑上硅藻土，煉塑6~8min，灑上槲皮素，煉塑6~8min；（3）脫輥，單層平鋪於平板上，冷卻後裁剪；（4）熱壓；（5）壓力成型，即得。本發明包裝膜具有抗氧化劑緩釋性能，能明顯提高抗氧化劑的有效利用率，同時兼具良好的機械力學性能和阻溼阻氧性能，通過本發明方法製備得到的包裝膜可保證成膜後具有較高的抗氧化劑保留率。
【專利說明】一種緩釋型食品抗氧化包裝膜及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及食品抗氧化包裝材料，尤其涉及一種具有緩釋性能的食品抗氧化包裝膜及其製備方法，屬於食品包裝材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]民以食為天，食品為人類提供了生活必需的各種營養和能量，在人們生活中佔有非常重要的地位，在解決溫飽的基礎上，人們對食品質量的要求，如營養、口味、色澤等方面也提出了更高的要求。脂肪是儲存和供給能量的主要營養元素，但是這些脂類物質對外界環境非常敏感，在儲藏、運輸過程中易受到微生物、空氣中以及包裝頂隙內氧氣、水蒸氣、熱作用而發生氧化腐敗，氧化不僅會使食品中的油脂變質，破壞維生素，還會使食品變色、褪色，嚴重影響油脂及富脂食品的色、香、味以及營養價值，甚至產生有害物質，引起食物中毒。
[0003]目前，用於緩解脂質食品氧化變質的方法主要有向食品中添加抗氧化劑、使用抗氧化包裝材料、活性包裝等。將抗氧化劑直接添加到食品中可延長包裝產品貨架壽命，但消費者更傾向於無添加綠色食品；活性包裝如真空包裝或氣調包裝能限制包裝內部氧氣含量，但由於會有一部分氧氣溶解在食品中，因此不能完全去除包裝內部氧氣；採用在包裝材料中添加或塗覆抗氧化劑的方式可達到抗氧化包裝的目的，但目前這些材料中使用的抗氧化劑多為合成抗氧化劑，其安全問題存在較大爭議，且成膜後抗氧化劑的保留率往往不高，有效利用率較低，難以形成長效的抗氧化保護作用，產品成本較高。
[0004]
【發明內容】

針對現有技術存在的上述缺陷，本 申請人:經過研究改進，目的在於提供一種緩釋型食品抗氧化包裝膜，該包裝膜具有抗氧化劑(槲皮素)緩釋性能，能明顯提高抗氧化劑的有效利用率，延長食品保質期，同時兼具良好的機械力學性能和阻溼阻氧性能。
[0005]技術方案如下:
一種緩釋型食品抗氧化包裝膜，其薄膜基材由50-80重量份的HDPE (高密度聚乙烯)和20-50重量份的EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物)共混而成，並添加有5-12.5重量份的硅藻土和0.75-1.25份的槲皮素。
[0006]其進一步的技術方案為:
所述HDPE為齊魯石化生產的DGDA6098。
[0007]所述EVA為北京有機化工廠生產的14-2。
[0008]本發明的另一目的是 提供一種製備上述緩釋型食品抗氧化包裝膜的方法，通過該法製備得到的包裝膜可保證成膜後具有較高的抗氧化劑保留率。
[0009]具體製備步驟如下:
(1)將HDPE和EVA母料按重量配比混合均勻，倒入雙輥筒煉塑機進行煉塑，前輥溫度為140-145°C，後輥溫度為130-135°C，煉塑5-8min ；
(2)向已包輥於煉塑機表面的HDPE和EVA共混薄片上均勻灑上硅藻土，煉塑6-8min，繼續灑上槲皮素，煉塑6?8min ；
(3)待包輥良好，將薄片脫輥，單層平鋪於平板上，冷卻15?20min後裁切成尺寸2?3cm的方塊；
(4)將金屬壓板預熱，取步驟(3)所得薄片放置於兩塊金屬壓板之間，並置於平板硫化機中熱壓，熱壓溫度17(T180°C，熱壓壓力0.5?0.8MPa，預壓4?5min，保證上述薄片熔融完全並平鋪於金屬壓板內；
(5)增加平板硫化機壓力至15?17MPa，保持壓力5π?πι，重複操作兩次；取出金屬壓板至壓力成型機，保持壓力疒2.5 MPa 23min，即得緩釋型食品抗氧化包裝膜成品。
[0010]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
1.直接將抗氧化劑添加至包裝膜內部而不是添加至食品中，相比於後者一次性添加，一方面保證了食品的綠色安全，一方面又可通過緩釋技術實現抗氧化劑的緩釋，有效控制食品(尤其是脂質食品)在儲存、運輸、銷售過程中發生的氧化變質，從而延長產品保質期。
[0011]2.選用天然抗氧化劑槲皮素作為活性釋放物質，槲皮素是一種天然黃酮類化合物，相比於合成抗氧化劑，安全無毒，具有較強的抗氧化、清除自由基功能，其抗氧化作用超過經典抗氧化劑一維生素C和維生素E，主要表現在以下幾個方面:(I)促進電子轉移，清除自由基(活性氧/活性氮);(2)具有螯合過渡金屬離子的能力，如Fe2+、Cu2+ ; (3)對α -生育酚有維持和再生作用，從而保護維生素Ε。槲皮素是非揮發性酚類抗氧化劑，能夠減少包裝薄膜製造過程中的損失以及一些對食品風味的潛在影響；其分解溫度達314°C，具有高溫穩定性，不會受加工條件的影響而分解，成膜後保留率較高，從而保證了實際使用時的可靠性和良好效用。
[0012]3.選用HDPE和EVA兩種樹脂共混製成薄膜基材。HDPE分子中支鏈很少(每10000個碳原子中含有的支鏈數平均約為7個)，主要呈線型結構，該線型結構使其分子易堆砌得較為緊密，結晶度高達85° /95%，其內部空體積少，與槲皮素之間的相互作用力較強；EVA相比於聚乙烯在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體，從而降低了結晶度，對槲皮素抗氧化劑的保持能力弱；利用HDPE和EVA對槲皮素保持能力的不同，通過調整二者的配比，從而達到緩釋抗氧化劑的效果，形成長效抗氧化保護作用。
[0013]4.選用硅藻土作為緩釋劑將其添加至樹脂母料，一方面可降低薄膜成本，增加薄膜機械強度，另一方面可進一步調節槲皮素的釋放速率，控制包裝薄膜以合適的速率釋放抗氧化劑，保證優良持久的抗氧化效果。
[0014]綜上，本發明包裝膜具有抗氧化劑(槲皮素)緩釋性能，釋放周期長，能明顯提高抗氧化劑的有效利用率，延長食品保質期，同時兼具良好的機械力學性能和阻溼阻氧性能，本發明製備工藝可保證較高的抗氧化劑保留率，生產成本低，產品穩定可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例f實施例6所制包裝膜拉伸強度對比圖。
[0016]圖2為本發明實施例f實施例6所制包裝膜透溼係數對比圖。
[0017]圖3為本發明實施例f實施例6所制包裝膜透氧係數對比圖。
[0018]圖4為本發明實施例f實施例6所制包裝膜中槲皮素在脂質食品模擬液中的釋放形態圖。【具體實施方式】
[0019]以下通過實施例對本發明作進一步的闡述。
[0020]如無特殊說明，以下實施例所涉及各原料和試劑均為市售通用商品，所涉及各生產設備和試驗方法均屬本領域常規。
[0021]包裝膜製備實施例 實施例1
本實施例包裝膜(不添加緩釋劑硅藻土)製備步驟如下:
(1)稱取槲皮素(國藥集團化學試劑有限公司產品)1.5g，HDPE母料(DGDA6098，齊魯石化產品)100g，EVA母料(14-2，北京有機化工廠產品)100g，首先將兩種母料混合均勻，設置煉塑機前輥溫度為140°C，後輥溫度為130°C，將混合母料置於雙輥筒煉塑機中，煉塑5min，至塑化均勻良好；
(2)將槲皮素均勻加至步驟(I)塑化良好的母料中，煉塑6min，至槲皮素在母料中混合均勻；
(3)待HDPE、EVA和槲皮素的共混薄片包輥良好，將薄片脫輥，單層平鋪於平板上，冷卻15min後裁切成2cmX 2cm的方塊；
(4)將金屬壓板預熱，稱量6.2g步驟(3)中所得薄片放置於兩塊金屬壓板之間，並置於平板硫化機中熱壓，熱壓溫度170°C，熱壓壓力0.5MPa，預壓4min，保證上述薄片熔融完全，平鋪在金屬板內；
(5)增加平板硫化機壓力至15MPa，保持壓力4min，重複操作兩次；取出金屬壓板至壓力成型機，設置壓力為2MPa，保持壓`力2min，即得緩釋型食品抗氧化包裝膜。
[0022]實施例2
本實施例包裝膜(不添加緩釋劑硅藻土)製備步驟如下:
(1)稱取槲皮素(同上)1.5g,HDPE母料(同上)130g, EVA母料(同上)70g，首先將兩種母料混合均勻，設置煉塑機前輥溫度為142°C，後輥溫度為132°C，將混合母料置於雙輥筒煉塑機中，煉塑6min，至塑化均勻良好；
(2)將槲皮素均勻加至步驟(I)塑化良好的母料中，煉塑7min，至槲皮素在母料中混合均勻；
(3)待HDPE、EVA和槲皮素的共混薄片包輥良好，將薄片脫輥，單層平鋪於平板上，冷卻15min後裁切成2cmX 2cm的方塊；
(4)將金屬壓板預熱，稱量6.2g步驟(3)中所得薄片放置於兩塊金屬壓板之間，並置於平板硫化機中熱壓，熱壓溫度175°C，熱壓壓力0.6MPa，預壓5min，保證上述薄片熔融完全，平鋪在金屬板內；
(5)增加平板硫化機壓力至16MPa，保持壓力4min，重複操作兩次；取出金屬壓板至壓力成型機，設置壓力為2.5MPa，保持壓力2min，即得緩釋型食品抗氧化包裝膜。
[0023]實施例3
實施例包裝膜(不添加緩釋劑硅藻土)製備步驟如下:
(I)稱取槲皮素(同上)1.5g, HDPE母料(同上)160g, EVA母料(同上)40g，首先將兩種母料混合均勻，設置煉塑機前輥溫度為145°C，後輥溫度為135°C，將混合母料置於雙輥筒煉塑機中，煉塑8min，至塑化均勻良好；
(2)將槲皮素均勻加至步驟(I)塑化良好的母料中，煉塑8min，至槲皮素在母料中混合均勻；
(3)待HDPE、EVA和槲皮素的共混薄片包輥良好，將薄片脫輥，單層平鋪於平板上，冷卻20min後裁切成2cmX 2cm的方塊；
(4)將金屬壓板預熱，稱量6.2g步驟(3)中所得薄片放置於兩塊金屬壓板之間，並置於平板硫化機中熱壓，熱壓溫度180°C，熱壓壓力0.8MPa，預壓4min，保證上述薄片熔融完全，平鋪在金屬板內；
(5)增加平板硫化機壓力至17MPa，保持壓力4min，重複操作兩次；取出金屬壓板至壓力成型機，設置壓力為2.5MPa，保持壓力3min，即得緩釋型食品抗氧化包裝膜。
[0024]實施例4
本實施例包裝膜製備步驟如下:
(1)稱取槲皮素(同上)1.5g，硅藻土(同上)10g,HDPE母料(同上)130g，EVA母料70g，首先將兩種母料混合均勻，設置煉塑機前輥溫度為140°C，後輥溫度為130°C，將混合母料置於雙輥筒煉塑機中，煉塑5min，至塑化均勻良好；
(2)將硅藻土均勻灑在包輥的共混薄片上，煉塑6min，繼續灑上槲皮素，
煉塑6min ；
(3)待HDPE、EVA、硅藻.土和槲皮素的共混薄片包輥良好，將薄片脫輥，單層平鋪於平板上,冷卻15min後裁切成2cmX2cm的方塊；
(4)將金屬壓板預熱，稱量6.2g步驟(3)中所得薄片放置於兩塊金屬壓板之間，並置於平板硫化機中熱壓，熱壓溫度170°C，熱壓壓力0.5MPa，預壓4min，保證上述薄片熔融完全，平鋪在金屬板內；
(5)增加平板硫化機壓力至15MPa，保持壓力4min，重複操作兩次；取出金屬壓板至壓力成型機，設置壓力為2MPa，保持壓力2min，即得緩釋型食品抗氧化包裝膜。
[0025]實施例5
本實施例包裝膜製備步驟如下:
(1)稱取槲皮素(同上)1.5g，硅藻土18g, HDPE母料(同上)130g，EVA母料(同上)70g，首先將兩種母料混合均勻，設置煉塑機前輥溫度為142°C，後輥溫度為132°C，將混合母料置於雙輥筒煉塑機中，煉塑6min，至塑化均勻良好；
(2)將硅藻土均勻灑在包輥的共混薄片上，煉塑7min，繼續灑上槲皮素，
煉塑7min ；
(3)待HDPE、EVA、硅藻土和槲皮素的共混薄片包輥良好，將薄片脫輥，單層平鋪於平板上,冷卻20min後裁切成2cmX2cm的方塊；
(4)將金屬壓板預熱，稱量6.2g步驟(3)中所得薄片放置於兩塊金屬壓板之間，並置於平板硫化機中熱壓，熱壓溫度175°C，熱壓壓力0.6MPa，預壓5min，保證上述薄片熔融完全，平鋪在金屬板內；
(5)增加平板硫化機壓力至16MPa，保持壓力5min，重複操作兩次；取出金屬壓板至壓力成型機，設置壓力為2.5MPa，保持壓力3min，即得緩釋型食品抗氧化包裝膜。
[0026]實施例6本實施例包裝膜製備步驟如下:
(1)稱取槲皮素(同上)1.5g，硅藻土 25g，HDPE母料(同上)130g, EVA母料(同上)70g，首先將兩種母料混合均勻，設置煉塑機前輥溫度為145°C，後輥溫度為135°C，將混合母料置於雙輥筒煉塑機中，煉塑8min，至塑化均勻良好；
(2)將硅藻土均勻灑在包輥的共混薄片上，煉塑8min，繼續灑上槲皮素，
煉塑8min ；
(3)待HDPE、EVA、硅藻土和槲皮素的共混薄片包輥良好，將薄片脫輥，單層平鋪於平板上,冷卻20min後裁切成2cmX2cm的方塊；
(4)將金屬壓板預熱，稱量6.2g步驟(3)中所得薄片放置於兩塊金屬壓板之間，並置於平板硫化機中熱壓，熱壓溫度180°C，熱壓壓力0.8MPa，預壓5min，保證上述薄片熔融完全，平鋪在金屬板內；
(5)增加平板硫化機壓力至17MPa，保持壓力5min，重複操作兩次；取出金屬壓板至壓力成型機，設置壓力為2.5MPa，保持壓力3min，即得緩釋型食品抗氧化包裝膜。
[0027]包裝膜機械力學性能、阻溼、阻氧性能測試
分別按照GB/T 1040.3-2006,GB/T1038-2000和GB1037-1988測定實施例1?實施例6所制包裝膜拉伸強度、透氧性能和透溼性能。測試結果如圖廣圖3所示。
[0028]圖1表示不同樹脂比例和不同硅藻土添加量的緩釋型抗氧化包裝膜拉伸強度對比結果。從圖中可以看出，隨著HDPE樹脂比例的增`加，包裝膜的拉伸強度增加，實施例2和實施例3較實施例1而言，拉伸強度分別提高了 39.1%和61.2%，這與HDPE的內部結構有關，其分子支鏈很少，呈線型結構，從而結晶度高，共混材料的機械強度高；隨著包裝膜中硅藻土含量從O份增加到12.5份(25g)，共混包裝膜的機械強度呈先增大後略降低的趨勢，當娃藻土添加量為5份(IOg)時,拉伸強度最大,為12.99MPa,比未添加娃藻土的實施例2提聞了 8.4%ο
[0029]圖2表示不同樹脂比例和不同硅藻土添加量的緩釋型抗氧化包裝膜阻溼性能對比結果。從圖中可以看出，隨著HDPE樹脂比例的增加，包裝膜的透溼係數減小，即阻溼性能增加，實施例2和實施例3較實施例1而言，阻溼性能分別增加了 18.8%和39.9% ；隨著包裝膜中硅藻土含量從O份增加到12.5份(250，共混包裝膜的透溼係數先減小後增大，當娃藻土份數為9份(18g)時,共混抗氧化包裝膜的透溼係數最小，為3.15E-15g.cm/cm2.s.Pa,即阻溼性能最好，比未添加娃藻土的實施例2提高了 65.4%。
[0030]圖3表示不同樹脂比例和不同硅藻土添加量的緩釋型抗氧化包裝膜阻氧性能對比結果。從圖中可以看出，隨著HDPE樹脂比例的增加，包裝膜的透氧係數減小，即阻氧性能增加，實施例2和實施例3較實施例1而言，阻氧性能分別增加了 12.2%和23.5% ;隨著包裝膜中硅藻土含量從O份增加到12.5份(25g)，共混包裝膜的透氧係數先減小後增大，當娃藻土份數為5份(IOg)時,共混抗氧化包裝膜的透氧係數最小，為1.87E-13cm3.cm/(m2.s.Pa)，比未添加硅藻土的實施例2提高了 9.7%。
[0031]包裝膜抗氧化劑擴散模擬物實驗
根據歐盟Commission Direction 2007/19/EC中對食品模擬物的規定,選用95%乙醇作為脂類食品模擬液進行釋放實驗。將實施例廣實施例6 (SamplefSamplee)所制包裝膜裁切成75mmX 15mm規格大小，於37°C在40ml棕色樣品瓶中進行槲皮素的模擬物擴散實驗。測試結果圖4和表I所示。
[0032]圖4為不同樹脂比例和不同硅藻土添加量的緩釋型抗氧化包裝膜所含抗氧化劑在脂類食品模擬液(95%乙醇)中的釋放形態圖。各實施例的擴散係數如表I所示。從圖4和表I中可以看出，隨著HDPE含量的增加，槲皮素的釋放速率減慢，HDPE/EVA比例為80:20時，槲皮素釋放速率減慢兩個數量級；隨著配方中硅藻土含量的增加，包裝膜中槲皮素的釋放速率先減小後增大，當硅藻土添加量為18g時，槲皮素釋放速率為最慢，比未添加硅藻土的實施例2減慢80.2%。
[0033]表I實施例f實施例6模擬物試驗對應的擴散係數D (單位:m2/s)
【權利要求】
1.一種緩釋型食品抗氧化包裝膜，其特徵在於:其薄膜基材由50-80重量份的HDPE和20-50重量份的EVA共混而成，並添加有5-12.5重量份的硅藻土和0.75-1.25份的槲皮素。
2.根據權利要求1所述緩釋型食品抗氧化包裝膜，其特徵在於:所述HDPE為齊魯石化生產的DGDA6098。
3.根據權利要求1所述緩釋型食品抗氧化包裝膜，其特徵在於:所述EVA為北京有機化工廠生產的14-2。
4.製備權利要求1所述緩釋型食品抗氧化包裝膜的方法，其特徵在於具體步驟如下: (1)將HDPE和EVA母料按重量配比混合均勻，倒入雙輥筒煉塑機進行煉塑，前輥溫度為140-145°C，後輥溫度為130-135°C，煉塑5-8min ； (2)在包輥的上述HDPE和EVA的共混薄片上均勻灑上硅藻土，煉塑6-8min，繼續灑上槲皮素，煉塑6-8min ； (3)待包輥良好，將薄片脫輥，單層平鋪於平板上，冷卻15-20min後裁切成尺寸2-3cm的方塊； (4)將金屬壓板預熱，取步驟(3)所得薄片放置於兩塊金屬壓板之間，並置於平板硫化機中熱壓，熱壓溫度170-180°C，熱壓壓力0.5-0.8MPa，預壓4-5min，保證上述薄片熔融完全並平鋪於金屬壓板內； (5)增加平板硫化機壓力至15-17MPa，保持壓力4-5min，重複操作兩次；取出金屬壓板至壓力成型機，保持壓力疒2.5 MPa 2-3min，即得緩釋型食品抗氧化包裝膜成品。
【文檔編號】B29D7/01GK103435894SQ201310408951
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】盧立新, 韓甜甜, 蔡瑩 申請人:江南大學