可食性大豆分离蛋白膜的制膜工艺研究

154 2008, Vol. 29, No. 05
食品科学
※工艺技术
乎没有可食包装膜得到商业上的广泛应用，主要还存在 以下问题：可食包装膜的成膜工艺还不成熟，基础研究 不足；制造可食包装膜的机械设备研究严重滞后，还没 有可食包装膜制膜机面市，再加上可食包装膜的原料广 泛，性质各异，用一套设备不能满足所有材料的制膜； 制作可食包装膜的成本较高，还无法与合成包装膜竞 争；可食包装膜的防水、防油性差，易脆裂，贮存 困难。本研究是在前人研究的基础上，通过筛选制膜 工艺，确定大豆分离蛋白膜的实验室制膜和工业化制膜 方法，以期为可食包装膜的大规模商业化生产提供技术 参数。
on the staingless steel board coated with 0.05 ml/100 cm2 Tween 80, drying for 2 hours under the hot wind of 60 ℃, drenching
with water evenly, taking off the film and keeping in reserve. The technology and reference data of industrialized manufacture on
of laboratory manufacture on soy protein isolated film are: water dissolving of soy protein isolated, heating, meanwhile stirring
in the oar way with the speed of 180 r/min, antifoaming the film liquid by adding 0.06 % edible antifoaming agent, spreading film
值。膜厚单位为 m m 。 标准偏差(S)[4]由下式计算：
n
∑(Xi－X)2 SD= —i=—1 ————
n－1
式中，S D 为标准偏差；X i 为每次测得膜厚( m m ) ； X 为膜厚平均值( m m ) ；n 为测定次数。 1.4.2 黏度(μ)
膜液配制好后在一定温度下用 NDJ-8S 数显黏度计测 定三次，取平均值。黏度单位为 P a·s 。
JJ-1增力电动搅拌机 金坛市富华仪器有限公司；HH.B11.
600-S 电热恒温培养箱 上海跃进医疗器械厂；ZL-300A
纸与纸板抗张力试验机 长春市纸张试验机厂；YQ-Z-20
纸张撕裂度测定仪 四川省长江造纸仪器厂；中试设备
( 包括糯米纸生产线、夹层锅、锅炉、电动机等) 。
1.3 方法
1.3.1 大豆分离蛋白膜的制备工艺
pressure 0.25 MPa (surface pressure), rolling up the film, packaging and storing. This technology has been tested successfully
and can be applied in expanding production.
like sodium sulfite, the soy protein isolated film was made. The technology and reference data of laboratory and industrialized
manufacturer on soy protein isolated film were studied in this article. The results showed that the technology and reference data
Na2SO3 ↓
大豆分离蛋白→溶解→搅拌(20min)→加热搅拌 甘油
↓ →搅匀→过滤→脱气→冷却→成膜→干燥 →揭膜→贮存→测试
大豆分离蛋白膜液的组成：大豆分离蛋白 10%，无 水 N a 2S O 30 . 3 % ，甘油 3 % 。
1.3.2 实验室制膜 在前人的研究基础上，借鉴国内外现已报道的可食
properties
搅拌速度 (r/min) 60 120 180 240 300
2.College of Food Science, Southwest Uniuersity, Chongqing 400716, China)
Abstract：With the raw material for filming like soy protein isolated, added with plasticizer like glycerin and reducing agent
2 结果与分析
2.1 实验室制膜工艺参数的确定 2.1.1 搅拌速度对成膜性能及膜性质的影响
固定其他制膜工艺，即采取真空脱气，在塑料板 上刮板成膜，恒温干燥，桨式搅拌，研究搅拌速度对 成膜性能及膜性质的影响，结果见表 1 。
Table 1
表 1 搅拌速度对成膜性能及膜性质的影响 Effects of stirring speed on filming capabilities and film
高，以及人们环保意识的增强，以天然生物材料制成 的可食性包装已成为食品包装领域的研究热点[1-3]。
可食包装膜与合成包装膜一样可以阻止水分、氧气 或溶质的迁移，还可以作为食品风味剂、甜味剂、营 养强化剂、抗氧化剂、防腐剂等的载体，并可与被包 装食品一起食用，不会造成环境污染。因此近年来许 多国家均对可食包装膜进行了大量深入细致的研究，主 要集中在选材、工艺及设备方面。尽管如此，还是几
包装膜实验室制膜方法和合成塑料包装膜的制膜方法， 根据大豆分离蛋白膜的特性，通过筛选制膜工艺，确 定大豆分离蛋白膜的实验室制膜工艺及其参数。
1.3.3 工业化制膜 在实验室制膜工艺基础上，借鉴糯米纸生产工艺，
根据大豆分离蛋白膜的特性，在食用薄膜生产线上，不 断调整工艺参数。
1.4 测试指标
1.4.1 膜厚(FT) 用螺旋测微器在被测膜上随机取五点测定，取平均
SP T m= ——
n
※工艺技术
食品科学
2008, Vol. 29, No. 05 155
式中，T m 为撕裂度( m N ) ；S 为平均刻度读数；P 为换算因数，单撕裂度一般为 1 6 ；n 为同时撕裂试样的 层数。 1.4.6 水蒸汽透过系数(WV P)
采用拟杯子法测定[6]。常温下膜一侧以烘干的干燥 剂调节使空气水蒸汽分压为 0 k P a ，即 R H 为 0 ，膜另一 侧为饱和亚硝酸钠溶液，R H 为 6 5 % ，按下式计算：
1.4.3 膜完整性(FI) 用膜完整率表示，指揭膜后最完整的那块膜重与所
有膜重的比值，按下式计算：
m1 FI= ————× 100%
m1+m2
式中，F I 为膜完整率( % )；m 1 为最完整那块膜重； m 2 为小块膜重。 1.4.4 抗拉强度(TS)与断裂伸长率(E)
参照 GB/T12914 ― 91《纸与纸板抗张强度测定方 法》用纸与纸板抗张力试验机测定。抗拉强度为单位 横截面积的抗张力，断裂伸长率为膜拉断时伸长长度与 原长的百分比，按下式计算：
※工艺技术
食品科学
2008, Vol. 29, No. 05 153
可食性大豆分离蛋白膜的制膜工艺研究
汪学荣 1，阚建全 2,* ，汪水平 1
(1.西南大学动物科学系，重庆
402460；2.西南大学食品科学学院，重庆
400716)
摘 要：以大豆分离蛋白为成膜主料，添加增塑剂甘油、还原剂 Na2SO3 制备大豆分离蛋白膜，研究了其实验室 和工业化制膜工艺及其参数。结果表明，大豆分离蛋白膜的实验室制膜工艺参数为：大豆分离蛋白加水溶解，加 热，同时采取桨式搅拌，搅拌速度为 180r/min，加 0.06% 食用消泡剂对膜液进行消泡，在涂有 0.05ml/100cm2 吐温 80 的不锈钢板上刮板成膜，在 60℃下热风干燥 2.0h，均湿，揭膜，贮存。工业化制膜工艺参数为：大豆分离蛋 白在夹层锅中加水溶解，加热，同时搅拌，搅拌速度为 30r/min，在紫铜带上成膜，紫铜带转速为 1.5r/min，烘 缸中通入蒸汽加热，蒸汽压力为 0 . 2 5 M P a ( 表压) ，卷膜，包装，贮存。该工艺已中试成功，可扩大生产。 关键词：可食性膜；大豆分离蛋白；制膜工艺
soy protein isolated film are: water dissolving soy protein isolated in double layer pot, heating it, meanwhile stirring with the
speed of 30 r/min, filming on the red copper belt and its speed 1.5 r/min, then ventilating water vapor to heat up dryer, with vapor
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
大豆分离蛋白(化学纯) 北京金美添技术发展有限公
司；甘油( 分析纯)
重庆迎龙化工有限公司；无水
Na2SO3(分析纯) 宁波大川精细化工有限公司。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1.2 仪器与设备
螺旋测微器(0.01mm)；JA2003 电子天平；NDJ-8S
数显黏度计 上海天平仪器厂；HH-2 数显恒温水浴锅、
收稿日期：2007-05-14 基金项目：国家高技术研究发展计划项目(2003AA32X210)；重庆市科委重点攻关项目(2002-7214) 作者简介：汪学荣(1972-)，男，讲师，博士研究生，研究方向为食品化学与营养学。E-mail：wangxr1776@sina.com * 通讯作者：阚建全(1965-)，男，教授，博士，研究方向为食品化学与营养学。E-mail：ganjq@swau.edu.cn
Study on Filming Technology for Edible Soy Protein Isolated Film
WANG Xue-rong1，KAN Jian-quan2,*，WANG Shui-ping1 (1.Department of Animal Science Southwest Univensity, Chongqing 402460, China；
Key words：edible film；soy protein isolated；filming technology
中图分类号：TS214.9
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2008)05-0153-06
随着工业化发展而诞生的化学合成塑料制品，因其 价格便宜，性质稳定、优良而被广泛用于食品包装和 保鲜。但是化学合成塑料包装使用后遗弃在环境中不易 分 解 腐 烂 ， 造 成 严 重 的 “ 白 色 污 染 ”， 这 已 成 为 目 前 世界性的环保难题。据国际包装工业发展情况统计，食 品包装材料约占全部包装材料用量的 5 0 % ，在破坏环境 的垃圾中塑料占 7 2 % ，其中很大一部分来源于食品塑料 包装废弃物。随着人们对食品品质和保藏期要求的提
ΔW×FT W V P = ———————
S×T×ΔPV
式中，W V P 为水蒸汽透过系数( g ·m m / m 2 ·d · kP a)；Δ W 为时间 T 内水蒸汽透过膜的量(g )；FT 为膜 厚(mm)；S 为膜面积(m2)；T 为测量时间(d)，本实验为 2d；Δ PV 为膜两侧水蒸汽压差(kPa)。
F TS= —
S
式中，T S 为抗拉强度( M P a )；F 为试样断裂时承受 的最大张力( N )；S 为试样横截面积( m 2) 。
L＇－L E= ————× 1 0 0 %
L
式中，E 为断裂伸长率(%)；L＇为拉断时膜长(ml)； L 为膜原长(m)。 1.4.5 撕裂度(Tm)[5]
将长 62mm，宽 50mm 的膜(16 层)夹于撕裂度仪 上，用枢轴上的刀将膜切一整齐的刀口，让刀返回 静止位置。压下摆的按钮，待摆摆至最远返回起始 位置时，轻轻按住摆，读取指针指示的读数，按下 式计算：