[发明专利]一种细菌纤维素纳米纤维增强魔芋胶可食膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种细菌纤维素纳米纤维增强魔芋胶可食膜及其制备方法。该可食膜以细菌纤维素纳米纤维、魔芋胶为基材，经过溶解、剪切、脱气、制膜、干燥等工艺制备而成。本发明制备的可食膜为魔芋胶基复合膜，在外观上接近塑料薄膜，机械性能、阻隔性能较优，防水性提高、热稳定性优良、安全环保，且制膜工艺简单。

技术领域

本发明属于食品包装材料领域，涉及一种细菌纤维素纳米纤维增强魔芋胶可食膜的制备方法。

背景技术

近年来，由于可食膜优于传统的食品塑料包装膜，且具有良好的食品保鲜效果，引起了广泛关注。可食膜是由不同的材料制成的用来包裹食物，以延长保质期，并可与食物一同食用的薄膜。可食膜在食品表面的天然层上添加保护层，防止水分流失、风味流失和溶质流出食品，同时控制与食品货架期有关的氧气、二氧化碳、乙烯等气体的交换。目前广泛应用的可食性薄膜材料包括多糖、蛋白质、脂质，其中，魔芋胶被认为是一种安全无毒的可食用包装材料。

魔芋胶(KGM)是从多年生草本植物魔芋中提取的，它是由摩尔比约为1:1.6的D-葡萄糖和D-甘露糖以β-1,4糖甘键连接而成的一种非离子型多糖。KGM具有良好的生物相容性和生物降解性，在食品包装材料中得到了广泛的应用。但纯KGM膜机械强度低、抗菌能力差，耐水性差。因此，对KGM的结构进行了多种改性，以改善KGM膜性能，但由于工艺条件复杂、成本高、化学残留等原因，仍然存在一些问题。

据报道，纳米纤维素(纳米纤化纤维素、纳米晶纤维素和细菌纤维素纳米纤维)可作为增强剂用于生物复合材料中，可改善其防水性能、机械性能、热稳定性等性能。但是这种改善作用受制于增强对象本身的性质，使得生物复合材料仍需通过性能改进以及优化，以更好的满足其作为可食膜的应用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种细菌纤维素纳米纤维增强魔芋胶可食膜及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种细菌纤维素纳米纤维增强魔芋胶复合膜，该复合膜是将含有魔芋胶及细菌纤维素纳米纤维的成膜液经流延成膜或浇铸成膜而制成的，所述成膜液中魔芋胶:细菌纤维素纳米纤维的重量比为1:(0.01～0.04)。

优选的，所述成膜液是将魔芋胶、增塑剂(例如，甘油)、细菌纤维素纳米纤维与水(去离子水、超纯水或蒸馏水)混合后依次经剪切、脱气而制成的，其中，魔芋胶:增塑剂:细菌纤维素纳米纤维:水的混合比例按重量计为1:(0.2～0.35):(0.01～0.04):(75～125)。

优选的，所述复合膜的厚度为0.39～0.42mm。

上述细菌纤维素纳米纤维增强魔芋胶复合膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将魔芋胶、细菌纤维素纳米纤维及增塑剂与水混合后依次经剪切、脱气，得成膜液；

2)将成膜液依次经制膜、干燥、平衡，得到细菌纤维素纳米纤维增强魔芋胶复合膜，即在外观上接近塑料薄膜的魔芋胶基可食膜。

优选的，所述步骤1)中，魔芋胶、细菌纤维素纳米纤维及增塑剂均为食品级原料，各原料与水混合的具体步骤为：将魔芋胶及增塑剂加入水(水的用量为所述魔芋胶质量的75～125倍)中后加热溶解并混合均匀，得混合液A；将细菌纤维素纳米纤维水悬浮液按照细菌纤维素纳米纤维的添加量为所述魔芋胶质量的1％～4％的比例加入混合液A中，得混合液B。

优选的，所述细菌纤维素纳米纤维水悬浮液的浓度按质量分数计为0.7％～1％，其中，细菌纤维素纳米纤维(采用强酸水解细菌纤维素而制成)的平均粒径为120～170nm；所述增塑剂为甘油，增塑剂的添加量为所述魔芋胶质量的20％～35％。

优选的，所述剪切的具体条件为：将混合液B在高剪切混合搅拌机中于16000～20000转/分钟下处理2～3分钟，所述脱气的具体条件为：将经过剪切的混合液B于50～60℃超声脱气25～35分钟。