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基本信息
- 項目名稱：
- “智慧綠葉”——可食性蔬菜紙膜
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品以白菜和胡蘿卜為原料，添加一定比例的食用膠，制作出具有可食性且易于降解的環(huán)保包裝蔬菜紙膜。優(yōu)勢在于其具有良好的耐油性、阻氣性、可塑性和抗拉強度，因此可應(yīng)用于方便面的內(nèi)包裝（調(diào)味料的包裝）等食品領(lǐng)域，體現(xiàn)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品以白菜和胡蘿卜為原料，添加一定比例的山藥、海藻酸鈉、阿拉伯膠、CMC、明膠為食用膠，研制出具有可食性且易于降解的新型綠色環(huán)保型包裝材料——蔬菜紙膜。該膜的優(yōu)勢在于具有良好的耐油性、阻氣性、可塑性和抗拉強度，同時膜的本身具有營養(yǎng)特性，食用后可強化營養(yǎng)。因此可應(yīng)用于方便面的內(nèi)包裝（調(diào)味料的包裝）等食品領(lǐng)域，既可為人們的生活提供方便，也能體現(xiàn)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- [目的] 食品內(nèi)包裝對食品安全有重要影響，現(xiàn)階段塑料包裝存在許多危害，比如添加一定量的塑化劑可能導(dǎo)致食物受污染。因此，我們以白菜、胡蘿卜為原料，研制一種可食用、易降解、無污染的蔬菜紙膜。 [思路] 選取可食性材料來研制蔬菜膜，應(yīng)用于食品內(nèi)包裝。 1、民意調(diào)查。 同近千名市民進行了交流，獲悉對項目的感覺與評價。結(jié)果表明：近八成表示期待，希望投入生產(chǎn)。 2、尋找可食性材料 曾以香蕉、蘋果、橙皮、黃瓜、芹菜、白菜、胡蘿卜為原料制作膜，最終從質(zhì)地、價格、色澤和營養(yǎng)等角度綜合考慮，選白菜和胡蘿卜為原料。 3、制作工藝的探索 通過混合正交試驗研究成膜工藝，著重于兩方面的探索： 第一、食用膠的種類及數(shù)量的選擇。 第二、食用膠加入量的配比組成、熱封溫度的選擇。 4、性能測試對比 通過對蔬菜紙膜與方便面內(nèi)包裝進行透氣性、水蒸汽透過率、抗拉性能等指標(biāo)的測試對比來觀察膜的質(zhì)地、密封性及牢固度。 對蔬菜紙膜的菌落總數(shù)進行長時間多次測定，檢測其貯藏時間。 [創(chuàng)新點] 1、可以吃的包裝袋：大白菜及胡蘿卜具有可食性，不會對人體構(gòu)成危害。 2、強化營養(yǎng)：膜本身具有營養(yǎng)，能對人體補充營養(yǎng)素，對身體大有裨益。 [技術(shù)關(guān)鍵] 食用膠的選用與配比是關(guān)鍵技術(shù)。采用山藥、明膠、海藻酸鈉、CMC、阿拉伯膠等食用膠，用混合水平正交實驗對其配比進行了優(yōu)化，得出最優(yōu)的制作工藝。 [技術(shù)指標(biāo)] 耐油性、熱封性、阻氣性、水蒸汽透過率、抗拉強度、拉伸力、拉伸率、菌落總數(shù)
科學(xué)性、先進性
- 1、選題與時俱進 繼承“綠色奧運”，傳承“低碳世博”精神，研發(fā)可食用、易降解的蔬菜紙膜，減少污染和垃圾。 2、蔬菜膜可食、易降解且富有營養(yǎng) 蔬菜紙膜和PVC、PE等包裝相比，優(yōu)勢在于其可食性，可降解，給后期處理帶來便利，不污染環(huán)境；和已有的可食性膜相比，蔬菜膜還有高營養(yǎng)性，對人體健康很有益處。 3、采用混合水平正交試驗 對各種食用膠之間的組成比例進行了探究。 4、多項性能指標(biāo)均優(yōu)于方便面的內(nèi)包裝 抗拉性能：白菜膜的拉伸強度和拉伸力比現(xiàn)有方便面內(nèi)包裝都要高，而且和調(diào)料的塑料包裝袋相比幾乎持平，足夠承受一般塑料袋所能承受的重量。 水溶性：膜可迅速溶于沸水。應(yīng)用于方便面的調(diào)料包，則可以放入湯中與內(nèi)容物一同食用，方便快捷且環(huán)保。 耐油性：膜的內(nèi)部呈致密的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有良好的耐油性，且不易吸油。 阻氣性：蔬菜紙膜擁有更低的水蒸氣透過率和透氣性，因而具有良好的阻氣性，可防止空氣中的微生物進入食物中，延長食物的保質(zhì)期；也可掩蓋氣味。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年第六屆“上汽教育杯” 特等獎 2011年第九屆陳嘉庚青少年發(fā)明獎（上海） 二等獎
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品；圖片；樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 蔬菜膜具有可食性，且易降解；抗拉性能良好，具有一定可塑性；耐油性良好、易溶于水；有比較理想的密封性能。 [適用范圍及推廣前景] 根據(jù)膜的特點，可作為方便面的內(nèi)包裝，尤其是調(diào)味料和面餅的內(nèi)包裝。 我國方便面的產(chǎn)銷量極大。現(xiàn)用塑料包裝會對環(huán)境產(chǎn)生的污染。采用蔬菜紙膜，可以有效緩解環(huán)境污染問題。 [市場分析] 1、民意調(diào)查：我們的項目已得到認(rèn)可與贊同，近80%的市民對項目表示期待，希望能研制出有別于現(xiàn)用塑料袋的新產(chǎn)品，投入生產(chǎn)且進入消費者市場。 2、企業(yè)定位：目標(biāo)市場定位于國內(nèi)大中型方便面生產(chǎn)企業(yè)（比如統(tǒng)一集團、康師傅等），從原材料的獲取，到成品的加工制作，技術(shù)和工藝的配方上都已經(jīng)比較成熟，可進入中試階段，實施批量生產(chǎn)。 [經(jīng)濟效益] 1、成本低廉：做一張像調(diào)味包那樣的5cm*6cm大小的膜，每個包裝袋的單價不超過0.015元。 2、減少污染、節(jié)省人力和物力：蔬菜膜具有可食性和可降解性，燃燒不產(chǎn)生有害物質(zhì)，因此可大量減少處理廢棄物的人力和物力，減少了這一方面的開支。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外制作的可食性膜大多以蛋白質(zhì)、脂肪、多糖等基料制成，主要有4大類： 1、多糖膜 以淀粉及纖維衍生物為原料制成，可分為： （1）甲殼素膜：殼聚糖具有抑菌效果，是一種良好的成膜材料，但價格貴。田春美等發(fā)現(xiàn)將殼聚糖和木薯淀粉制成膜，其保鮮效果與純殼聚糖膜相比較差不多，卻降低了成本，得到透明度更高的膜。 （2）纖維素膜：Su等研究了CMC含量對羧甲基-大豆分離蛋白膜結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、水溶性、水分吸收的影響。CMC與大豆蛋白發(fā)生美拉德反應(yīng)，X射線衍射研究發(fā)現(xiàn)兩者有良好的相容性，形成抗張能力好、水分敏感度隨CMC含量升高而降低的膜。 （3）淀粉膜：是一種可再生資源，價格便宜。周秋娟等以木薯淀粉為原料，溶解成膜后，在60℃烘干2h。淀粉濃度5％、MC0.3％、甘油3％時，木薯淀粉膜的性能最好。 2、蛋白膜 原料主要來自動物分離蛋白和植物分離蛋白，如：乳清蛋白，谷蛋白，玉米醇溶蛋白等。 Tihminlioglu等研究了不同種類（聚乙烯甘油和聚乙烯）及不同添加量（20%及50%）的增塑劑，不同濃度成膜溶劑對玉米醇溶蛋白-聚丙烯膜的水蒸氣、氧氣的阻隔性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，膜的水蒸氣、氧氣阻隔性能隨著玉米醇溶蛋白和增塑劑濃度的增加而升高。 3、脂質(zhì)膜 其形成材料如：蜂蠟，硬脂酸等，它們極性弱、易于形成致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成的膜阻水能力極強，但由于強度較低，通常與蛋白質(zhì)，多糖類組合形成復(fù)合薄膜。 4、復(fù)合膜 劉亭君等以大豆分離蛋白、凝膠多糖和甘油復(fù)合制備可食性膜，以膜的抗拉強度為指標(biāo)得到優(yōu)選方案：干燥溫度為70℃，大豆分離蛋白濃度為5％，凝膠多糖濃度為0.8％，甘油濃度為0.5％；以伸長率為指標(biāo)得到優(yōu)選方案為：干燥溫度為50℃，大豆分離蛋白濃度為2％，凝膠多糖濃度為0.2％，甘油濃度為2.0％。 脂類膜的抗拉強度較差，不宜作包裝袋使用；多糖類膜，尤其是淀粉膜，雖然價格便宜，但阻濕性比較差；復(fù)合膜的造價則較為昂貴，制備工藝也較為復(fù)雜。這3種膜都不具有營養(yǎng)特性，只有蛋白膜與蔬菜紙膜一樣具有營養(yǎng)價值，但比較容易變性。 因而，蔬菜紙膜在質(zhì)地、原材料價格、制作工藝的便利度和營養(yǎng)價值等因素上，具有一定優(yōu)勢。由于是將產(chǎn)品應(yīng)用于食品的內(nèi)包裝上，尤其是方便面類食品，所以比較重視營養(yǎng)特性。
