[发明专利]全降解食品包装材料的工业化生产方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及的是一种以脯氨酸和乙烯-乙烯基醇聚合体分别为增塑剂和增溶剂合成全降解食品包装材料的工业化生产方法。

二、背景技术

可食性降解食品包装材料是新世纪材料研究的前沿课题。可食性包装功能多样，无害环境，取材方便，可供食用，因此近年来发达国家食品业竞相研制开发，新产品新技术不断出现。

美国有不少研制小组进行各方面的研究，如明尼苏达大学对不同成分可食性保鲜薄膜研究，克莱门斯大学对蛋白质可食性薄膜的研究，威斯康星大学对多糖脂肪可食性薄膜的研究等。日本和德国也进行了广泛的研究。值得一提的是美国和日本已经积累了大量专利技术。

目前，我国也正推行“可降解”的食品包装材料，逐步禁止非降解材料的使用，下一步的发展方向也是“可食性包装”材料。关于可食性包装的研究，相对于国外起步较晚，研究较少。多功能可食性容器目前有两种研究趋势。一是淀粉+蛋白质材料，二是纤维素+蛋白质材料。对于可食性薄膜，主要研究水果保鲜的涂膜。关于可食性降解材料，我国的研究也取得了一些进展，获得了一些专利。对于淀粉基材料，长春应用化学研究所的淀粉改性；高群玉等人用异淀粉酶可使淀粉中的支链淀粉脱支而形成链淀粉，从而提高淀粉膜的成膜性能及强度；西北农业大学的刘邻渭通过用环氧氯丙烷和二元羰酸为交联剂，对玉米淀粉膜进行适当的交联改性，使淀粉膜抗拉性能提高，透湿和透气性降低，水溶性部分下降，口感良好，取得了更良好的更理想的效果；杨宜功、陈小玲用酶法一酯化复合变性，在实验室条件下制成可食性淀粉膜。我国研制出玉米淀粉海藻酸钠或壳聚糖复合包装膜，具有较强的抗张强度和延伸率，以及很好的耐水性；对于蛋白质基材料，也获得一些进展，但由于对蛋白质三、四级结构缺乏认识，基础研究有待加强。其他碳水化合物也进行了研究，如乐培思等人已进行了甲壳素膜对果蔬菜保鲜效果研究。

目前工业化生产上常用的增塑剂为苯二甲酸酯类(邻苯二甲酸丁酯、邻苯二甲酸辛酯等)、磷酸酯类(磷酸三辛酯等)、亚磷酸酯类、脂肪酸酯类、石蜡或硬脂酸酯的氯化物等；常用的增溶剂为丙烯酸树脂、聚酯等。这些添加剂或多或少有不可降解、不可食用、与原聚合物相容性差、影响其它性能等缺点。

寻求合适的添加剂对淀粉进行改性，是一种非常便捷、直接的方法来合成全降解食品包装材料。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种可以合成全降解食品包装材料的全降解食品包装材料的工业化生产方法。

本发明的目的是这样实现的：将玉米、马铃薯、小麦、木薯淀粉物理破碎，添加质量比为4％的脯氨酸、质量比为3％的乙烯-乙烯基醇聚合体以及常规的胺类作交联剂将淀粉进行改性。

其具体操作过程为：

将玉米、马铃薯、小麦、木薯淀粉物理破碎，添加质量比为4％的脯氨酸、质量比为3％乙烯-乙烯基醇聚合体以及传统方法中常用的胺类作交联剂将淀粉进行改性，将改性过后的淀粉经双螺杆机械合金化挤出、压延成板材或经吸塑、模压工艺制备淀粉基包装材料。

本发明将玉米、马铃薯、小麦、木薯淀粉物理破碎，使淀粉超微化，改善淀粉的流动性和填充性，添加入一定质量比的脯氨酸、乙烯-乙烯基醇聚合体以及传统方法中常用的胺类作交联剂等将淀粉进行改性。将改性过后的淀粉经双螺杆机械合金化挤出、压延成板材。经吸塑、模压等工艺制备淀粉基包装材料。

淀粉基塑料板材的力学性能按照GB453-79进行抗张强度和伸长率的测试，抗张强度为90MPa，伸长率为80％。

食品包装材料按照GB18006.1-1999一次性可降解餐饮具通用技术条件进行检测，结果符合标准。

四、具体实施方式

下面对本发明作更详细的描述：

1、将玉米、马铃薯、小麦、木薯淀粉通过微粉碎机物理粉碎。使淀粉超微化，淀粉的颗粒度达到15～100μm。其目的是提高物料的分散性、吸附性、溶解性、化学活性等，从而改善粉体的物理、化学性能。

2、在超微化淀粉中加入添加质量比为4％的脯氨酸和质量比为3％的乙烯-乙烯基醇聚合体分别为增塑剂和增容剂以及传统常用的添加剂进行机械混合乙二醇、丙三醇等。脯氨酸的加入，使分子间相互作用变化，表现为玻璃转化温度降低，从而改善可加工性、柔性等；乙烯-乙烯基醇聚合体的加入具有促进混合料熔融的作用，能降低混合物料的熔融温度、增进混合料热强度、提高混合料的分散性和均匀性、减少熔体破裂和结垢的程度、提高表面光泽，并赋予混合料更大的延展性。