1.本技术涉及一种可食用蛋白源膜的制备方法，特别涉及一种基于磁电耦合作用制备可食用蛋白源膜的方法。
背景技术：
2.一直以来，白色塑料膜制品因其廉价、耐用等特性在食品、药品和包装等领域被广泛应用。但是塑料难以降解，会带来严重的环境污染。
3.近年来，具有可食用、可降解及对环境无污染等优点的可食用蛋白质膜作为一种新型包装材料日益受到关注。蛋白质膜是按照一定比例添加增塑剂，经交联反应后在光滑平面上涂薄层，经干燥、剥离，在经过适度的处理，使得蛋白质亚基解离，内部的疏水基团和巯基暴露出来，并且分子间的二硫键被破坏，形成新的二硫键，分子间相互作用增强，并形成的具有致密均匀的网状结构膜。然而，天然蛋白质本身具有亲水性，所以成膜后的阻水性较差，在湿度较大的地方容易降低强度和阻气性，这使得现有蛋白质膜的应用范围受到严重限制。
技术实现要素：
4.本发明的主要目的在于提供一种基于磁电耦合作用制备可食用蛋白源膜的方法，以克服现有技术中的不足。
5.为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
6.本发明的一个方面提供的一种基于磁电耦合作用制备可食用蛋白源膜的方法包括如下步骤：
7.(1)提供蛋白质溶液，所述蛋白质溶液包含6-15wt％食用级天然蛋白质；
8.(2)将100重量份所述的蛋白质溶液与3-8重量份甘油充分混合形成混合料液；
9.(3)以食用级酸性试剂将步骤(2)所获混合料液的ph值调节成3.4-5.5；
10.(4)将经步骤(3)处理后的混合料液置入磁场反应装置进行交联反应，设定交联反应的温度为30-40℃，磁场强度为100-200mt，反应时间为20-40min；
11.(5)将步骤(4)所获交联反应混合物于真空条件下进行脱泡处理；
12.(6)将经步骤(5)处理后的交联反应混合物延流涂膜并室温15-25℃冷却静置40-50min，获得可食用蛋白源膜的初成品；
13.(7)将步骤(6)所获初成品置入电场反应装置中进行干燥，设定温度为40-55℃，时间为3-5h，电场强度为3000-5000v/cm；
14.(8)经将步骤(7)处理后的初成品于室温下放置并冷却，获得可食用蛋白源膜的成品。
15.进一步的，步骤(1)包括：将6-15重量份食用级天然蛋白质溶于85-94重量份去离子水中，在温度为40-50℃的条件下充分搅拌至所述天然蛋白质完全溶解，制成所述蛋白质溶液。
16.进一步的，所述天然蛋白质包括大豆蛋白、明胶和鱼皮胶原蛋白中的任意一种或多种的组合，且不限于此。
17.较为优选的，步骤(2)中所述混合物所含天然蛋白质与甘油的质量比为(6-12)∶(3-8)。
18.进一步的，所述食用级酸性试剂包括柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、偏酒石酸、磷酸、乙酸、盐酸、己二酸、富马酸中的任意一种或多种的组合。
19.进一步的，步骤(5)包括：将步骤(4)所获交联反应混合物于0.1-0.4mpa的真空条件下脱泡处理20-40min。
20.进一步的，步骤(6)包括：将经步骤(5)处理后的交联反应混合物倒入绝缘材料制成的成膜盒中进行延流涂膜。其中，所述绝缘材料包括无机绝缘材料和/或有机绝缘材料，所述无机绝缘材料包括陶瓷、玻璃中的任意一种，所述有机绝缘材料包括塑料，但均不限于此。
21.进一步的，步骤(8)包括：经将步骤(7)处理后的初成品于室温下放置24-48h，获得可食用蛋白源膜的成品。
22.本发明通过在可食用蛋白源膜的制备工艺过程中，特别是交联和干燥过程中应用磁场和电场，利用磁场和电场作用使蛋白质成膜的过程发生改变，包括分子取向和带电溶质的整齐排列，从而改善蛋白源膜的性能，提高强度、延伸率保水率。同时，磁场和电场的辅助制膜还具有如下优点，包括：一、反应安全绿色，不直接接触蛋白质样品；二、基于磁场效应，蛋白质分子在磁场下发生取向，一致性增强，有效改善蛋白质源膜性能；三、基于电场效应，带电溶质和自由离子会发生重排，进一步使其结构致密有序。此外，利用磁场和电场的非热效应，还可以提高处理效率，与增塑剂共同作用效果更加明显，使后续的成膜时间降低、性能提高，达到节省时间和能源的目的。
23.本发明的另一个方面提供了一可食用蛋白源膜，其由前述的任一种方法制得。
24.进一步的，所述可食用蛋白源膜的拉伸强度为40-45mpa、断裂延伸率为80-120％、保湿性为80-100％、含水量为10-25wt％。
25.综述之，较之现有技术，本发明利用磁场和电场作为辅助手段，以天然蛋白质为原料，添加甘油作为增塑剂，对蛋白质变性、交联和干燥成膜过程进行作用，成膜效率远大于单纯的变性交联方式，并且成膜后的性能，包括拉伸强度、断裂延伸率、保湿性、膜含水量等指标均有显著提升，同时工艺条件温和，对产品品质无不良影响，具有很好的工业化生产潜力。
具体实施方式
26.以下将结合若干实施例来进一步说明本发明的技术方案。然而，可以以许多不同的形式来实现本发明，并且发明不应该被解释为局限于这里的阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释发明的原理和实际应用，从而使本领域的其他技术人员更加理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
27.若非特别说明，则如下实施例所采用的各类原料、生产设备、测试设备等均可以从市场途径获取。其中采用的测试方法也是本领域已知的测试方法。
28.实施例1一种基于磁电耦合作用制备可食用蛋白源膜的方法，包括如下步骤：
29.s1、原料制作：将12g食用级明胶溶于88g去离子水中，在50℃水浴充分搅拌至完全溶解，制成浓度为88wt％的明胶溶液；
30.s2、溶液混合：向100g步骤s1制备的明胶溶液中添加5g甘油，并将两者的混合物搅拌10min以上，充分混合，获得混合料液；
31.s3、ph值调校：用食用级柠檬酸将步骤s2所获混合料液的ph值调节至5.5；
32.s4、交联/磁场辅助处理：将步骤s3处理后的混合料液放入磁场反应装置，设定交联反应温度为40℃，磁场强度为200mt，反应时间为20min，处理完成；
33.s5、减压脱泡：将步骤s4处理后的混合料液在0.4mpa的真空条件下脱泡40min；
34.s6、延流涂膜：将步骤s5处理后的混合料液倒入长宽为20cm
×
20cm的聚乙烯成膜盒中进行延流涂膜，并室温25℃冷却静置50min，获得可食用蛋白源膜的初成品；
35.s7、干燥/电场辅助处理：将盛装有所述初成品的膜盒放置在电场反应装置中进行干燥，设置反应温度为55℃，时间为3.5h，电场强度为4500v/cm；
36.s8、室温成膜：将经步骤s7处理后的初成品在室温下放置24h进行冷却成膜，得到可食用蛋白源膜的成品，其拉伸强度为41mpa、断裂延伸率为100％、保湿性为95％、膜含水量为12wt％。
37.对比例1本对比例与实施例1基本相同，区别仅在于：
38.s4、将步骤s3处理后的混合料液在水浴中进行交联反应，设定交联反应温度为40℃，反应时间为20min。
39.本对比例1最终所获可食用蛋白源膜的成品的拉仲强度为15mpa、断裂延伸率为43％、保湿性为79％、膜含水量为10wt％。
40.对比例2本对比例与实施例1基本相同，区别仅在于：
41.s7、将盛装有所述初成品的膜盒放置在真空干燥箱中，设置温度为55℃，时间为3.5h。
42.本对比例2最终所获可食用蛋白源膜的成品的拉仲强度为21mpa、断裂延伸率为65％、保湿性为69％、膜含水量为11wt％。
43.实施例2一种基于磁电耦合作用制备可食用蛋白源膜的方法，包括如下步骤：
44.s1、原料制作：将15g食用级别大豆蛋白溶于85g去离子水中，50℃水浴充分搅拌至完全溶解，制成质量分数为15wt％的大豆蛋白溶液；
45.s2、溶液混合：向100g步骤s1制备的大豆蛋白溶液中添加8g甘油，并将形成的混合物搅拌10min以上，充分混合，获得混合料液；
46.s3、ph值调校：用食用级苹果酸将步骤s2所获混合料液的ph值调节至4.0；
47.s4、交联/磁场辅助处理：将步骤s3处理后的混合料液放入磁场反应装置，设定交联反应温度为30℃，磁场强度为180mt，反应时间为40min，处理完成；
48.s5、减压脱泡：将步骤s4处理后的混合料液在0.2mpa的真空条件下脱泡30min；
49.s6、延流涂膜：将步骤s5处理后的混合料液倒入长宽为20cm
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25cm的玻璃成膜盒中进行延流涂膜，并室温25℃冷却静置50min，获得可食用蛋白源膜的初成品；
50.s7、干燥/电场辅助处理：将盛装有所述初成品的膜盒放置在电场反应装置中进行干燥，设置反应温度为55℃，时间为5h，电场强度为3500v/cm；
51.s8、室温成膜：将经步骤s7处理后的初成品在室温下放置48h进行冷却成膜，得到
可食用蛋白源膜的成品，其拉伸强度为45mpa、断裂延伸率为110％、保湿性为98％、膜含水量为15wt％。
52.实施例3一种基于磁电耦合作用制备可食用蛋白源膜的方法包括如下步骤：
53.s1、原料制作：将6g食用级别鱼皮胶原蛋白溶于94g去离子水中，40℃水浴充分搅拌至完全溶解，制成质量分数为6wt％的鱼皮胶原蛋白溶液；
54.s2、溶液混合：向100g步骤s1制备的鱼皮胶原蛋白溶液中添加3g甘油，并将形成的混合物搅拌5min左右，充分混合，获得混合料液；
55.s3、ph值调校：用食用级富马酸将步骤s2所获混合料液的ph值调节至3.4；
56.s4、交联/磁场辅助处理：将步骤s3处理后的混合料液放入磁场反应装置，设定交联反应温度为40℃，磁场强度为100mt，反应时间为40min，处理完成；
57.s5、减压脱泡：将步骤s4处理后的混合料液在0.1mpa的真空条件下脱泡20min；
58.s6、延流涂膜：将步骤s5处理后的混合料液倒入长宽为20cm
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25cm的聚乙烯成膜盒中进行延流涂膜，并15℃冷却静置50min，获得可食用蛋白源膜的初成品；
59.s7、干燥/电场辅助处理：将盛装有所述初成品的膜盒放置在电场反应装置中进行干燥，设置反应温度为40℃，时间为5h，电场强度为5000v/cm；
60.s8、室温成膜：将经步骤s7处理后的初成品在室温下放置48h进行冷却成膜，得到可食用蛋白源膜的成品，其拉伸强度为40mpa、断裂延伸率为92％、保湿性为100％、膜含水量为20wt％。
61.应当理解，本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制，凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落于本发明的保护范围之内。