本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法。
背景技术：
可食性膜是以多糖、蛋白质、脂质等生物大分子为成膜基质，添加可食性的增塑剂、增强剂等物质，通过交联作用而制备的薄膜 。可食性膜的作用机理是通过防止水分、气体和溶质等的迁移，以避免食品在储存和运输过程中发生风味和质地的变化，从而确保食品质量，尽量延长食品的货架期 。可食性包装材料因其可完全降解，阻隔性能良好，具有一定的营养价值，安全卫生等优点，成为国内外研究的热点。
甲基纤维素（MC）为白色或类白色纤维状或颗粒状粉末；无臭，无味；在无水乙醇、乙醚 、丙酮 中几乎不溶，在80～90℃的热水中迅速分散、溶胀，降温后迅速溶解，水溶液 在常温下相当稳定，高温时能凝胶，并且此凝胶能随温度的高低与溶液互相转变;具有优良的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜性，以及对油脂的不透性。
技术实现要素：
本发明旨在解决上述问题，提供一种含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法。
本发明的技术方案为：
一种含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将5g明胶在100g常温去离子水中吸水膨胀1h，45-55℃水浴加热30min，制得明胶溶液,冷却至室温备用；8g酪蛋白酸钠分别在100g常温去离子水中搅拌2h，完全溶解后，85℃水浴30min，使蛋白质变性，冷却备用；明胶溶液与酪蛋白酸钠溶液以1:1体积比混合，匀质，制备成蛋白质混合溶液；
（2）将0-3g的甲基纤维素加入100g常温去离子水中，在70℃条件下水浴1h，静置冷去24h，至无色透明；
（3）蛋白质混合溶液与甲基纤维素溶液以5:1的质量比混合，并添加甘油作为增塑剂，搅拌1h，使其充分混合，制得成膜溶液；
（4）成膜溶液经真空泵排气后倒至成膜塑料平板上，45-55℃恒温鼓风干燥箱中烘干成膜。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素的粘度为20g/L,20℃。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素是由纤维素和NaOH-CH3Cl 反应所制成的改性纤维素。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素的添加量为2.5%，甘油添加量为14%，复合膜的抗张强度最大，为11.44 MPa。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素的添加量为2.0%，甘油添加量为22%，复合膜有最大的伸长率60.76%。
本发明的技术效果在于：
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，甲基纤维素的添加可提高复合膜的抗张强度，增强其柔韧性；甘油的加入使膜的抗张强度降低，伸长率提高。
具体实施方式
实施例1
一种含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将5g明胶在100g常温去离子水中吸水膨胀1h，45℃水浴加热30min，制得明胶溶液,冷却至室温备用；8g酪蛋白酸钠分别在100g常温去离子水中搅拌2h，完全溶解后，85℃水浴30min，使蛋白质变性，冷却备用；明胶溶液与酪蛋白酸钠溶液以1:1体积比混合，匀质，制备成蛋白质混合溶液；
（2）将1g的甲基纤维素加入100g常温去离子水中，在70℃条件下水浴1h，静置冷去24h，至无色透明；
（3）蛋白质混合溶液与甲基纤维素溶液以5:1的质量比混合，并添加甘油作为增塑剂，搅拌1h，使其充分混合，制得成膜溶液；
（4）成膜溶液经真空泵排气后倒至成膜塑料平板上，45℃恒温鼓风干燥箱中烘干成膜。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素的粘度为20g/L,20℃。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素是由纤维素和NaOH-CH3Cl 反应所制成的改性纤维素。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素的添加量为2.5%，甘油添加量为14%，复合膜的抗张强度最大，为11.44 MPa。
将待测膜均匀裁剪成15mm*120mm（宽*长）的长条待用，注意切割边缘必须没有裂痕，以免影响测定结果。将裁剪的长条纵向置于电脑测控抗张机上下方向的架子上，设定夹距为50mm，速度为300mm/min，平行测定八次，取平均值。伸长率直接在机器上读取。待测膜裁剪成直径为50mm的圆形，置于WGT-S透光率/雾度测度仪的磁性夹具之间，测定膜的透光率和雾度，每张膜测定5次，去平均值。测定时，避免用手直接接待测膜，以免留下手印，影响测定结果。
甲基纤维素添加量和甘油添加比例对明胶-酪蛋白酸钠膜的抗张强度有一定影响。甘油添加量一定时，随着甲基纤维素含量的增加，膜的抗张强度表现为先显著增加后稍微降低的趋势。以甘油添加量为14%时为例，在甲基纤维素添加量为2.5%时，膜的抗张强度最大，为11.44MPa，相比于对照组，抗张强度增加了16.9%。原因为
甲基纤维素上残留的羟基可与蛋白质结构的羟基或氨基发生强烈的氢键作用，是分子间作用力增强，膜的空间结构更加紧密，强度更大，表现为抗张强度的增大。但甲基纤维素的添加量为3%时，抗张强度降低了1.9%，原因可能为当甲基纤维素含量增多时，甲基纤维素分子间发生团聚现象，造成大分子分布均匀，降低了交联强度。当甲基纤维素添加量一定时，甘油添加量的提高使膜的抗张强度降低，原因为甘油分子为亲水性小分子，可进入相互缠绕的大分子结构间，降低膜的致密性，从而使膜的抗张强度降低。当甲基纤维素添加量为2.5%时，甘油添加量从14%增加到22%导致抗张强度降低36.97%。
甲基纤维素含量从0%增加到2%时，明胶-酪蛋白酸钠膜的伸长率随之增加，以22%的甘油添加为例，甲基纤维素含量从0%增加到2%使伸长率增加了18.3%。增加的原因为甲基纤维素分子本身为线性长链结构，与蛋白质分子链相互缠绕，增加了流动性，从而提高了膜的伸长率。当甲基纤维素浓度过高时，因甲基纤维素分子的团聚现象以及膜内部结构刚性的增强，导致伸长率降低。甲基纤维素添加量固定时，甘油浓度的增加可提高膜的伸长率，原因为甘油作为增塑剂，可以通过减弱相邻聚合物链分子间的作用力，增加膜的延伸性和柔性，降低机械抗性和膜的某些阻隔性能。
透光率随着甲基纤维素添加量的增加而降低，甘油添加量为14%时，甲基纤维素含量从0%增加到3%导致膜的透光率降低了1.9%。原因可能为分子间相互作用增强，内部结构更加紧密，膜的通透性下降，从而透光率降低。甘油含量的增加对膜的透光率影响不显著，各组别相差不大。 膜的雾度随着甲基纤维素含量的增加显著增高，当添加量为3%时，膜的雾度相对于空白组提高了8.36倍。
实施例2
一种含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将5g明胶在100g常温去离子水中吸水膨胀1h，55℃水浴加热30min，制得明胶溶液,冷却至室温备用；8g酪蛋白酸钠分别在100g常温去离子水中搅拌2h，完全溶解后，85℃水浴30min，使蛋白质变性，冷却备用；明胶溶液与酪蛋白酸钠溶液以1:1体积比混合，匀质，制备成蛋白质混合溶液；
（2）将3g的甲基纤维素加入100g常温去离子水中，在70℃条件下水浴1h，静置冷去24h，至无色透明；
（3）蛋白质混合溶液与甲基纤维素溶液以5:1的质量比混合，并添加甘油作为增塑剂，搅拌1h，使其充分混合，制得成膜溶液；
（4）成膜溶液经真空泵排气后倒至成膜塑料平板上，55℃恒温鼓风干燥箱中烘干成膜。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素的粘度为20g/L,20℃。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素是由纤维素和NaOH-CH3Cl 反应所制成的改性纤维素。
本发明所述的含有甲基纤维素和甘油的明胶膜制备方法，所述甲基纤维素的添加量为2.0%，甘油添加量为22%，复合膜有最大的伸长率60.76%。
甲基纤维素的加入可降低膜的吸湿率，且添加量越大，效果越显著。甲基纤维素添加量为3%时，膜的吸湿率相对于对照组降低了50%左右。甲基纤维素含量固定时，甘油添加量的增加可提高膜的吸湿率。甲基纤维素含量为3%时，甘油添加量为22%的膜的吸湿率相对于甘油添加量为14%、18%的膜提高了79.0%和14.4%。蛋白质、甲基纤维素均为亲水性的大分子，分子链上含有大量羟基，故复合膜具有一定的吸湿性。甲基纤维素上一部分羟基被甲基所取代，羟基数量减少，疏水性基团增加，故降低了复合膜的吸湿程度。并且，甲基纤维素的一部分羟基与蛋白质的羟基发生氢键作用，也可降低膜的吸湿能力。甘油添加量的增加可明显提高膜的吸湿能力，原因为甘油为亲水性小分子，可进入膜的结构链间，破坏氢键作用，释放出部分羟基，提高吸水能力，并且甘油本身也为亲水性分子，也可提高吸湿能力。
甲基纤维素的添加可降低膜的透氧率，提高阻气性能，且甲基纤维素的添加量越大，效果越显著。甘油添加量为14%时，甲基纤维素含量从0%增加到3%,相应地，蛋白质分子与甲基纤维素分子间强烈的氢键作用，使复合膜的结构更加致密，气体分子不易透过，故提高了阻气能力。甘油含量的增加可使膜的透氧率增高，甲基纤维素含量为3%时，甘油含量为14%复合膜的透氧率为8.437。
随着甲基纤维素添加量的增加，复合膜的水蒸气透过系数先显著降低后增加。以甘油添加量为14%的膜为例，甲基纤维素含量从0%增加到2.5%，蛋白质与甲基纤维素分子间强烈的氢键作用，使分子链间交联更加紧密，膜的结构更加致密，水分子不易透过，阻湿性能增强。当甲基纤维素添加量为3%，水蒸气透过系数稍微上升，这可能是因为甲基纤维素含量增多，甲基纤维素分子间相互缠绕，发生团聚现象，是膜的内部结构不均匀，水分子更易透过。甲基纤维素含量一定时，甘油添加量的增加使膜的水蒸气系数增大，阻湿性能下降，这与甘油分子破坏结构内部部分氢键作用有关。