[发明专利]一种改性纳米纤维素增强热塑性淀粉食品包装膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性纳米纤维素增强淀粉复合食品包装膜的制备方法，属于复合食品包装薄膜制备工艺技术，本发明使用木薯渣为原料制备纳米纤维素，食品级大豆油为酯化剂对纳米纤维素进行疏水改性；使用木薯淀粉为基材，甘油作为塑化剂，添加改性后的纳米纤维素作为增强剂，通过流延成膜法制备淀粉基食品包装膜。本发明制备的改性纳米纤维素增强热塑性淀粉复合食品包装膜具有价格低廉，生产效率高，性能良好，绿色环保可降解的优点，并且改性纳米纤维素增强热塑性淀粉薄膜大大改善了淀粉薄膜强度低、易吸水的不足，避免了非降解食品包装对环境的污染。

技术领域

本发明属于食品包装技术领域，特别涉及一种改性纳米纤维素增强淀粉复合食品包装膜的制备方法。

背景技术

由于环境污染问题的复杂特殊性，不良的包装材料不仅危害人类生存、社会健康，同时也影响市场繁荣，研究人员一直致力于寻找一种绿色无污染的可再生包装材料。淀粉是一种来源广、价格低、可完全降解的原料，使用淀粉作为原料，可大大减少石油基包装材料带来的环境污染问题，并且可以节约成本。但是热塑性淀粉具有强亲水性，因此热塑性淀粉材料耐水性差，容易吸潮，环境湿度对材料的各项性能影响较大，限制了热塑性淀粉膜的广泛应用。

木薯渣中含有大量的纤维素和淀粉，但是这部分资源优势没有得到充分的开发利用。其中纤维素是由葡萄糖单元通过β-1，4糖苷键连接而成的线性高分子化合物，纤维素天然的网状结构使纤维素具有较强的力学性能，在纤维素增强塑料，纤维素增强淀粉等方面具有较多应用研究。由于纤维素颗粒表面含有大量易亲水的羟基，纤维素微粒之间很容易通过氢键的相互作用发生团聚，因此限制了它的应用。目前对纤维素表面化学改性的方法有磺化、酯化、醚化、接枝共聚、交联等。其中脂肪酸和硬脂酸是对纤维素进行酯化改性时应用较多的酯化剂，酯化剂与纳米纤维素的羟基进行反应，在纤维素分子上引入疏水基团，从而可以改善纳米纤维素的亲水性。

使用改性纤维素增强热塑性淀粉制备复合材料，可以大大提高淀粉膜材料的力学性能和疏水性，纤维素和淀粉分子结构相似具有很好的相容性。并且目前尚未有利用食品级改性剂对纳米纤维素进行改性，并添加至淀粉中制备复合食品包装膜的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性纳米纤维素增强淀粉复合食品包装膜的制备方法，木薯淀粉为基材，甘油作为增塑剂，木薯渣改性纳米纤维素作为增强剂，所制备的复合食品包装膜具有性能优良，绿色安全可完全降解，满足绿色包装材料的性能要求。

本发明通过采用如下技术方案解决上述问题：该复合食品包装膜按照以下组分和各组分所占薄膜的重量百分比制备：

木薯淀粉 65～80%

增塑剂 19～32%

增强剂 1～3%

上述的的增塑剂为甘油或环氧大豆油，

上述的增强剂为改性纳米纤维素，

上述的改性纳米纤维素，制备方法为：

（1）木薯渣中以1：10比例加入蒸馏水煮沸，使淀粉充分糊化，降温至60℃；加入木薯渣质量的10-20% 的α-淀粉酶液，100W 45℃超声处理40-60min；加热至100℃灭酶5-10min，取木薯渣质量的40-50倍蒸馏水洗涤至上层水溶液为澄清，80℃烘干至恒重，密封保存备用；

（2）取步骤（1）处理后的木薯渣，按照料液比1：10的比例加入5-10％的NaOH 溶液，60-80 ℃碱解80-120min，取木薯渣质量的40-50倍蒸馏水洗涤至中性，80℃烘干至恒重，密封保存备用；