一种新型聚酰胺肠衣材料及其制备方法与流程

文档序号:23383598发布日期:2020-12-22 13:47阅读:365来源:国知局
一种新型聚酰胺肠衣材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种肉类加工食品包装的肠衣材料及其制备方法,尤其是涉及一种新型聚酰胺肠衣材料。



背景技术:

肠衣是一种重要的肉类包装,其基本的功能就是保证香肠在一定条件及时间内不变质,以满足贮存及流通的需要,包括天然肠衣和人造肠衣,具有强烈的市场消费刚性。

目前,人们对肠衣的需求增加,但是由于天然肠衣来源有限,因此对于人造肠衣的需求逐渐增加。但大部分人造肠衣由塑料制成,无法降解,这对环境造成极大的负担。

随着对石油资源紧缺、环境保护及食品安全等问题关注度的提升,可降解食品包装材料的研究越来越得到重视。生物基材料,是利用谷物、豆科、秸秆等可再生生物质为原料制造的新型材料和化学品等。包括生物基塑料、生物基纤维、糖工程产品以及生物质热塑性加工得到的塑料材料等。以其开发、利用可再生资源为基础,发展可持续、可再生且环保的“绿色经济”,日益受到人们的关注。

聚丁内酰胺(polybutyrolactam)又称聚酰胺4,尼龙-4(nylon-4),是结构单元中含有4个碳原子的聚酰胺,分子式为[nh(ch2)3co]n。依分子量和结构不同,熔点260-265℃,溶于氯化锌或其他无机盐混合液中,也能溶于过热水中。在酸、碱液中100℃下发生水解。是一种半透明或乳白色热塑性树脂。具有热稳定性、耐磨性、耐水性、生物降解性和生物相容性的特点,可应用于复合丝、合成纤维、人造革和塑料产品。

聚丁内酰胺分子链中酰胺键密度大,因此与棉、丝有极为相似的亲水性,可作为拉丝纤维,具有高强度、耐磨性和生物相容性。一般情况下,聚酰胺类产品,如尼龙6、尼龙66,在自然环境下是不能降解的,而聚丁内酰胺却有优异的生物降解性,作为一种新型生物基材料,其在食品包装方面具有极大的应用潜力。

氨基多糖主要以几丁质和脱乙酰几丁质的形式存在于节肢动物外骨骼和真菌细胞壁中,在自然界中的含量仅次于纤维素,且是唯一大量存在的碱性多糖。

氨基多糖分子结构中因含有大量羟基、乙酰氨基及氨基等,其分子内及分子间存在大量的氢键。这些氢键的存在及分子的规整性使得氨基多糖具有稳定的物理化学性质,如:阳离子聚电解质性、多功能基反应活性。此外,氨基多糖具有抗菌性、生物相容性、生物可降解性等生物活性,使其在纺织印染、造纸、重金属吸附和回收、废水处理、食品、生物医药等领域都有广泛的应用前景。

目前大多数研究是利用氨基多糖涂层保鲜,但单独的氨基多糖膜的强度和稳定性低,限制了其在更多食品包装上的应用。

现阶段已有很多研究聚酰胺与其他材料共混制备的肠衣。但是原料多为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺12等,如专利cn1252348公开了一种拉伸的多层膜肠衣及其制备方法;该肠衣是由聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺66等以及聚烯烃、皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等原料,经挤出、双轴拉伸、吹胀等工艺制备的多层肠衣膜。专利cn103331970a公开了一种多层共挤双向拉伸高温蒸煮阻隔尼龙塑料肠衣膜及其制备方法;该肠衣由聚酰胺6、聚酰胺6/66、聚丙烯等原料,经挤出、吹胀、双向拉伸等工艺制备的多层肠衣膜;专利cn106794683a公开了一种多层食品肠衣或食品膜的方法。该肠衣是由聚酯、聚酰胺6、聚酰胺6,66聚酰胺6/66、聚丙烯等原料,经吹塑膜法、双轴向定向等工艺制备的多层肠衣膜。以上聚酰胺相关的肠衣,均为不可降解的材料,对环境造成极大的负担,且制备方法多为挤出拉伸的方法,工艺比较复杂。专利cn106832436a公布了一种聚丁内酰胺/壳聚糖共混物及其制备方法,所述的共混物包括壳聚糖和聚丁内酰胺两种组分,两者质量比不超过60:40,共混物通过以下步骤制成:分别取壳聚糖和局丁内酰胺配成溶液a和溶液b;将配好的溶液a和溶液b均匀混合,倒入聚四氟乙烯模具;再聚四氟乙烯模具放入真空烘箱进行真空干燥,使溶剂充分挥发,即得到聚丁内酰胺/壳聚糖共混物。该专利得到的共混物材料主要用于污水处理以及生物医用材料领域,其力学性能以及阻隔性能不能满足肠衣的要求。



技术实现要素:

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型聚酰胺肠衣材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下重量份含量的组分:聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物30-70份,氨基多糖10-30份,柠檬酸酯类化合物0.5-2份。

优选地,各组分的重量份数为:聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物40-60份,氨基多糖10-20份,柠檬酸酯类化合物0.5-1份。

所述的聚酰胺为聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物的分子量为0.5x104-10x104道尔顿。

所述聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物的主链结构式为:

所述氨基多糖的分子量为1x105-10x105道尔顿。

本发明对聚酰胺和生物多糖的分子量进行了优选,这是由于聚酰胺和生物多糖的分子量相差太大,会造成共混过程中两类物质分子各自团聚,难以相互扩散,宏观上会出现明显分层现象。

优选地,所述的氨基多糖选自几丁质、几丁质衍生物、壳聚糖或壳聚糖衍生物的一种或几种。

所述柠檬酸酯类化合物柠檬酸三乙酯、乙酰化柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰化柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯或乙酰化柠檬酸三辛酯中的一种或任意几种。

本发明还提供了一种新型聚酰胺肠衣材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)溶液的制备:将聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物和氨基多糖分别溶于溶剂中,制备得到聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物溶液和氨基多糖溶液;

(2)溶液的混合:按照配方的质量比,将聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸酯类化合物混合、搅拌,制备得到共混液;

(3)干燥成膜:除去所述共混液中的溶剂成分,得到所述新型聚酰胺肠衣材料。

优选地,所述步骤(1)中采用的溶剂为甲酸溶液或者乙酸溶液;所述甲酸或乙酸溶液的质量分数浓度≥40g/100ml;所述聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物溶液的质量分数浓度为5-20g/100ml;所述氨基多糖溶液的质量分数浓度为1-5g/100ml。

所述步骤(3)中干燥成膜的方法具体为将所述共混液进行恒温恒湿干燥,使溶剂充分挥发,得到所述新型聚酰胺肠衣材料;所述恒温恒湿干燥的温度为25-40℃,湿度是50%-70%rh。

本发明采用的合成方法中,聚丁内酰胺溶液的浓度较大,大于专利cn106832436a公布的相应浓度,这是因为聚丁内酰胺溶液浓度较低时,所成膜的致密性差,影响力学性能和阻隔性能。

本发明采用生物基原料聚丁内酰胺、生物多糖和环保安全的柠檬酸酯类化合物,开发一种新型聚酰胺肠衣材料,为缓解天然肠衣的资源和人造肠衣对环境影响的问题。本发明中的新型聚酰胺肠衣材料具有优良力学性能、阻隔性能、生物可降解性,抗菌性及环保的特点,可适用于肉类产品包装。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明所用的聚丁内酰胺及其衍生物作为肠衣材料的骨架,由于聚丁内酰胺大分子链中含有nh-co基团,分子内形成强烈的氢键作用,使其具有高强度。另外,聚丁内酰胺是目前发现的极少数可以进行生物降解的聚酰胺类材料,在绿色包装方面有极大的应用前景。

本发明所用的生物多糖作为肠衣材料的交联剂和抗菌剂,氨基多糖中含有大量的-nh2和-oh基团,可与聚丁内酰胺中的酰胺基团形成氢键作用,两者共混可提高材料的力学性能。同时,氨基多糖含有大量功能基团,具有很强的抑菌性。

本发明所用的柠檬酸酯类化合物作为改性剂,其具有无毒、耐水性、耐热性的优点。柠檬酸酯类中含有酯类基团,可与氨基、羟基作用,从而加强聚丁内酰胺与氨基多糖之间的氢键作用,即与肠衣材料的主体骨架作用,进一步提高肠衣材料的力学性能、阻隔性能,即柠檬酸酯类改性剂不仅增加了组合物的韧性,还有利于组合物力学性能的提高。并且,柠檬酸酯类化合物的含量过多或者过少得到的聚酰胺肠衣材料的力学性能无法满足使用要求:如果添加柠檬酸酯类化合物过多,则得到的聚酰胺肠衣材料强度不足;如果添加柠檬酸酯类化合物过少,则起不到增韧的作用。

本发明所用原料的质量分数比例更优为聚酰胺40-60份,生物多糖10-20份,增塑剂0.5-1份的配比,选择聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物含量≥50%的组分含量,原因是氨基多糖占比大时,所制备的肠衣材料的力学性能中韧性达不到肠衣标准的要求;增塑剂占比大时,会使肠衣材料的主体骨架的力学性能下降;通过实验探究,确定了更优的原料质量比例范围,在此范围内,所制备的肠衣材料力学性能可达到肠衣标准。

本发明肠衣材料具有良好的力学性能、阻隔性能、抗菌性和可降解等优点,可应用于肉类加工包装肠衣产品。

附图说明

图1为本发明中新型聚酰胺肠衣材料的力学性能测定的应力-应变图;

图2为本发明中新型聚酰胺肠衣材料的傅里叶红外光谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下重量份含量的组分:聚酰胺30-70份,生物多糖10-30份,增塑剂0.5-2份。优选地,其原料中各组分的重量份数为:聚酰胺40-60份,生物多糖10-20份,增塑剂0.5-1份。

其中,聚酰胺为聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物,聚酰胺的分子量为0.5x104-10x104道尔顿。聚酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为:

的生物多糖是氨基多糖,其分子量为1x105-10x105道尔顿。

增塑剂为柠檬酸酯类化合物,选自柠檬酸三乙酯、乙酰化柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰化柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯或乙酰化柠檬酸三辛酯中的一种或任意几种。

本实施例中的新型聚酰胺肠衣材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)溶液的制备:将聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物和氨基多糖分别溶于溶剂中,制备得到聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物溶液和氨基多糖溶液;

(2)溶液的混合:按照配方的质量比,将聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸酯类化合物混合、搅拌,制备得到共混液;

(3)干燥成膜:除去所述共混液中的溶剂成分,得到所述新型聚酰胺肠衣材料。

优选地,所述步骤(1)中采用的溶剂为甲酸溶液或者乙酸溶液;所述甲酸或乙酸溶液的质量分数浓度≥40g/100ml;所述聚丁内酰胺或聚丁内酰胺衍生物溶液的质量分数浓度为5-20g/100ml;所述氨基多糖溶液的质量分数浓度为1-5g/100ml。

所述步骤(3)中干燥成膜的方法具体为将所述共混液进行恒温恒湿干燥,使溶剂充分挥发,得到所述新型聚酰胺肠衣材料;所述恒温恒湿干燥的温度为25-40℃,湿度是50%-70%rh。

以下的实施例为本发明具体的实施情况:

对比例1

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺20份,氨基多糖30份,柠檬酸三乙酯0.5份、乙酰基柠檬酸三乙酯0.5份。

其中,氨基多糖的分子量为10x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是0.5x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml的甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备得到聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在25℃、50%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

对比例2

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺40份,氨基多糖10份。

其中,氨基多糖的分子量为10x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是0.5x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml的甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备得到聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在25℃、50%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

对比例3

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺40份,氨基多糖10份,柠檬酸三丁酯1份、乙酰基柠檬酸三丁酯0.5份。

其中,氨基多糖的分子量为10x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是0.5x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml的甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备得到聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在25℃、50%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例1

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺40份,氨基多糖10份,柠檬酸三丁酯0.5份、乙酰基柠檬酸三丁酯0.5份。

其中,氨基多糖的分子量为1x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是8x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖膜液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在35℃、60%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例2

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺50份,氨基多糖15份,柠檬酸三乙酯0.5份、乙酰基柠檬酸三乙酯0.5份。

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml的甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺膜液、壳聚糖膜液和柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在35℃、60%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例3

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺60份,氨基多糖20份,柠檬酸三辛酯1份。

其中,氨基多糖的分子量为5x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是5x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml的甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三辛酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在35℃、70%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例4

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺60份,氨基多糖20份,柠檬酸三乙酯0.2份、乙酰基柠檬酸三乙酯0.2份、柠檬酸三丁酯0.2份、乙酰基柠檬酸三丁酯0.2份、柠檬酸三辛酯0.1份、乙酰化柠檬酸三辛酯0.1份。

其中,氨基多糖的分子量为8x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是7x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml的甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、柠檬酸三辛酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在35℃、60%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例5

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺的衍生物30份,氨基多糖10份,柠檬酸三丁酯0.25份、乙酰基柠檬酸三丁酯0.25份。

其中,氨基多糖的分子量为1x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是8x104道尔顿,并且聚丁内酰胺的衍生物为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml的甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺的衍生物溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在40℃、70%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例6

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺70份,氨基多糖30份,柠檬酸三丁酯1份、乙酰基柠檬酸三丁酯1份。

其中,氨基多糖的分子量为1x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是8x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度≥40g/100ml的甲酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为15g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为3g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在40℃、70%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例7

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺70份,氨基多糖30份,柠檬酸三丁酯1份、乙酰基柠檬酸三丁酯1份。

其中,氨基多糖的分子量为1x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是8x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度为40g/100ml的乙酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为5g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为1g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在40℃、70%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例8

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺40份,氨基多糖10份,柠檬酸三丁酯0.5份、乙酰基柠檬酸三丁酯0.5份。

其中,氨基多糖的分子量为1x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是8x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度为40g/100ml的乙酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为5g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为1g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在25℃、50%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

实施例9

一种新型聚酰胺肠衣材料,其原料包括以下组分:聚丁内酰胺40份,氨基多糖10份,柠檬酸三丁酯0.5份、乙酰基柠檬酸三丁酯0.5份。

其中,氨基多糖的分子量为1x105道尔顿;聚丁内酰胺的分子量的范围是8x104道尔顿,并且聚丁内酰胺为含有4个碳原子的聚酰胺,其主链的结构式为

该新型聚酰胺肠衣材料的制备方法包括以下步骤:

(1)溶液的制备:采用质量分数浓度为40g/100ml的乙酸溶液作为溶剂,分别溶解聚丁内酰胺和氨基多糖,搅拌至完全溶解。制备聚丁内酰胺溶液和氨基多糖溶液,并且聚丁内酰胺溶液的质量分数浓度为20g/100ml;氨基多糖溶液的质量分数浓度为5g/100ml。

(2)溶液混合、增塑:将聚丁内酰胺溶液、氨基多糖溶液和柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯混合,搅拌均匀后,制备出共混液。

(3)干燥成膜:在50℃、70%rh的恒温恒湿环境下干燥,将制备的共混液溶剂成分去除。制备出聚酰胺肠衣材料。

表1本发明中的新型聚酰胺肠衣材料、市售胶原蛋白肠衣材料和市售聚己内

酰胺肠衣材料的性能测试数据

对本对比例和实施例1~6中的新型聚酰胺肠衣材料进行性能测试,并且将市售胶原蛋白肠衣材料和市售聚己内酰胺肠衣材料进行性能测试作为对比,测试结果如表1所示,其中性能较为优良的实施例4中的新型聚酰胺肠衣的测试曲线如图1所示,该新型聚酰胺肠衣为薄膜状结构,并且其具有优良的力学性能,当断裂伸长率高达77%,对应的拉伸强度为105mpa;其红外图如图2所示,从红外谱图中可以看出:3288cm-1处为由聚丁内酰胺的n-h氢键伸缩振动产生的特征峰,3060cm-1处为聚丁内酰胺的分子间氢键作用的峰,在1631cm-1处为聚丁内酰胺的酰胺ⅰ谱带,由酰胺的c=o的伸缩振动产生的特征峰,在1538cm-1处为聚丁内酰胺的酰胺ⅱ谱带,由酰胺的n-h的弯曲振动和c-n的伸缩振动组合吸收产生的特征峰。该存在于3400cm-1处的壳聚糖的-nh2基团的特征峰并未出现,这是由于聚丁内酰胺中的c=o和壳聚糖的-nh2之间存在一定的氢键作用,同时柠檬酸酯类化合物中的c=o与壳聚糖的-nh2之间存在一定的交联作用。从而使得材料的力学性能和阻隔性能提高。因此,在1742cm-1处的柠檬酸酯类化合物的c=o的特征峰向1712cm-1处移动,也在红外图中体现。

从表1中可以看出,本发明制备得到的新型聚酰胺肠衣材料具有良好的力学性能,其拉伸强度以及断裂伸长率相比于现有材料具有较高的提升;并且本发明的新型聚酰胺肠衣材料的氧气透过量较低,水蒸气透过量较低,表明其具有优良的阻隔性能;本发明的新型聚酰胺肠衣材料还具有抑菌性能,其抑菌率均≥99.9,表明其抑菌效果良好。

将对比例1和实施例中的测试结果进行对比,对比例中聚丁内酰胺20份,氨基多糖30份,氨基多糖占比较大,其断裂伸长率仅为50%,表明其韧性较差,达不到肠衣标准的要求,本发明通过实验研究,确定了更优的原料质量比例范围,在此范围内,所制备的肠衣材料力学性能可达到肠衣标准。

将对比例2和实施例中的测试结果进行对比,对比例2中未添加柠檬酸酯类化合物作为增塑剂,得到的肠衣材料拉伸强度较高,但是断裂伸长率极低,表明材料的韧性达不到肠衣标准的要求。

将对比例3和实施例中的测试结果进行对比,对比例3中添加了过多的柠檬酸酯类化合物,得到的肠衣材料拉伸强度较低,表明材料的强度达不到肠衣标准的要求。因此,本发明通过大量实验,找到了合适的柠檬酸酯类化合物的添加量,使制备得到的肠衣材料的强度和韧性都能满足要求。

本发明的新型聚酰胺肠衣材料具有优良力学性能、阻隔性能、抗菌性和可降解的特征,可适用于肉类产品包装。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

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