一種可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜及其製備方法
2023-09-19 05:56:10
專利名稱：一種可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜及其製備方法，屬於抗菌包裝膜的應用技術領域。
背景技術：
近年來，人們隨著環保意識的增強，越來越關注塑料包裝材料造成的環境汙染和食品安全問題，對食品包裝 材料有更高的要求。因此，利用天然生物材料為原料製備的可食性包裝膜受到人們的高度關注。可食性膜(Edible film)是指以天然可食性物質(如多糖、蛋白質、脂類等)為原料，通過不同分子間相互作用形成的具有多孔網絡結構的緻密薄膜，可用於食品包裝及保鮮等方面。可食性膜中可加入一些抗菌劑以提高膜的抗菌性能，從而更有效地延長食品的保質期。可食性抗菌膜是在可食性膜中添加抗菌劑，達到抗菌、保鮮效果的一種活性薄膜。抗菌劑主要分為3大類，即無機抗菌劑、合成抗菌劑和天然抗菌劑。無機抗菌劑具有耐熱性好、抗菌範圍廣、不產生耐藥性等優點，合成抗菌劑主要是殺菌速度快、抑黴菌效果好，但是無機抗菌劑與合成抗菌劑均存在食品安全性問題，而天然抗菌劑具有良好的生物相容性和環保性能，毒性較小，不存在食品安全隱患問題；因此，天然抗菌劑的開發應用受到越來越多的關注。目前製備天然抗菌膜最常用的天然抗菌劑是殼聚糖，但殼聚糖的抑菌性能受到製備條件的影響，往往不能達到良好的抗菌活性。植物精油是從植物的種子、葉、花、莖、根、果實等部位提取並帶有芳香氣味的物質，無毒，可以食用，是一種天然安全的抗菌劑。精油中的酚、醛和萜類成分是主要的活性抗菌物質，同時，其中還含有可揮發的抗菌成分，因此，含有精油的可食性膜不但能夠殺滅與膜接觸部位的細菌，還能依靠揮發物質抑制膜周圍細菌的生長，大大增加其抑菌的作用範圍。本發明為了提高膠原蛋白-殼聚糖包裝膜的抗菌活性，添加天然抗菌劑劑植物精油，製備具有良好抗菌活性的膜包裝材料。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜及其製備方法，該方法中的原料(魚皮膠原蛋白、殼聚糖)來源廣泛，工藝簡單；植物精油天然無毒，且具有良好的抑菌活性，製備的抗菌膜性能良好且具有抑制食品表面微生物生長，從而達到食品保鮮及延長貨架期的效果。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜，膜組分中含有魚皮膠原蛋白、殼聚糖、植物精油、大豆卵磷脂和甘油。所述的植物精油為牛至精油、肉桂精油、丁香精油、大茴香精油中的一種或多種的混合物。一種如上所述的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜的製備方法包括以下步驟
(I)魚皮膠原蛋白溶液的製備在1-4 g魚皮膠原蛋白粉末中加入30 ml蒸餾水，45°C磁力攪拌溶解製成魚皮膠原蛋白溶液；(2)殼聚糖溶液的製備在0-3g殼聚糖中加入30 ml體積分數為I. 5%的乙酸溶液，60°C磁力攪拌溶解製成殼聚糖溶液；
(3)植物精油溶液的製備在1-5ml的植物精油中加入含有0. 25 g大豆卵磷脂的40ml蒸餾水，超聲溶解製得植物精油溶液；
(4)可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜的製備將步驟(I)的魚皮膠原蛋白溶液、步驟(2)的殼聚糖溶液和步驟(3)的植物精油溶液混合，再加入0. 4-1. 6g甘油作為增塑劑，攪拌均勻，靜置脫氣，得抗菌膜鑄膜液，45°C保溫；每次移取6 ml鑄膜液鋪展到120 mmX80 mmX2 mm有機玻璃框上成膜，成膜溫度為4-30°C，成膜時間為48-24 h，製得可食性魚皮膠原蛋白抗 菌膜。步驟(I)中所述的魚皮膠原蛋白粉末的製備工藝如下廢棄物魚皮去鱗，剪碎洗淨，用20倍原料重的含有體積分數為1%的H2O2的0. Olmo/LNaOH溶液在20°C攪拌浸泡24h，用清水洗至中性；再用20倍原料重的0. 05mo/L醋酸或檸檬酸溶液在室溫下攪拌浸泡4h，用清水洗至中性；然後，在10倍原料重的45°C熱水中浸提12 h ;採用離心分離去除不溶性物質，凍幹即得魚皮膠原蛋白粉末。所述的廢棄物魚皮為鰱魚、草魚、青魚、鱅魚、鯊魚或鰻魚的加工魚皮副產物。本發明的有益效果(I)本發明製備的膠原蛋白抗菌膜具有良好的抗菌性能，能被生物降解，不會對環境造成汙染，能抑制食品表面微生物的生長，從而達到食品保鮮及延長貨架期的效果。(2)本發明製備方法中的原料(魚皮膠原蛋白、殼聚糖)來源廣泛，工藝簡單；植物精油天然無毒，且具有良好的抑菌活性。
圖I是實施例I的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜對大腸桿菌的抑菌圈。圖2是實施例I的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜對金黃色葡萄球菌的抑菌圈。圖3是實施例2的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜對大腸桿菌的抑菌圈。圖4是實施例2的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜對金黃色葡萄球菌的抑菌圈。
具體實施例方式實施例I
稱取3 g膠原蛋白用30 ml蒸餾水在45°C攪拌溶解製成膠原蛋白水溶液；稱取I g殼聚糖用30 ml I. 5% (v/v)的乙酸溶液在60°C攪拌溶解製成殼聚糖溶液；將4 ml的牛至精油在含有0.25 g大豆卵磷脂的40 ml蒸餾水中超聲溶解製成牛至油溶液，然後將三種溶液混合，加入1.0 g甘油作為增塑劑，攪拌均勻，靜置30 min脫氣，45°C保溫。每次移取6 ml的鑄膜液鋪展到120 mmX80 mmX2 mm有機玻璃框上成膜，成膜溫度為22°C，成膜時間為24 h，然後，從有機玻璃框上剝離後即可獲得膠原蛋白抗菌膜。採用濾紙片法測定膜抗菌活性，將膜截取12 mm的圓形，分別考察抗菌膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果。結果如圖I、圖2所示。對製備的抗菌膜的厚度、機械性能、斷裂伸長率、600 nm處的透光率及水蒸氣透過率等指標進行了測定，結果如表I所示。實施例2
稱取I g膠原蛋白用30 ml蒸餾水在45°C攪拌溶解製成膠原蛋白水溶液；稱取3 g殼聚糖用30 ml I. 5% (v/v)的乙酸溶液在60°C攪拌溶解製成殼聚糖溶液；將5 ml的丁香精油在含有O. 25 g大豆卵磷脂的40 ml蒸餾水中超聲溶解製成牛至油溶液，然後將三種溶液混合，加入I. 6 g甘油作為增塑劑，攪拌均勻，靜置30 min脫氣，45°C保溫。每次移取6 ml的鑄膜液鋪展到120 mmX80 mmX2 mm有機玻璃框上成膜，成膜溫度為4°C，成膜時間為4h，然後，從有機玻璃框上剝離後即可獲得膠原蛋白抗菌膜。採用濾紙片法測定膜抗菌活性，將膜截取12 mm的圓形，分別考察抗菌膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果。結果如圖3、圖4所示。對製備的抗菌膜的厚度、機械性能、斷裂伸長率、600 nm處的透光率及水蒸氣透過率等指標進行了測定，結果如表I所示。實施例3
稱取4 g膠原蛋白用30 ml蒸餾水在45°C攪拌溶解製成膠原蛋白水溶液；將3 ml的肉桂精油在含有O. 25 g大豆卵磷脂的40 ml蒸餾水中超聲溶解製成牛至油溶液，然後將三種溶液混合，加入O. 4 g甘油作為增塑劑，攪拌均勻，靜置30 min脫氣，45°C保溫。每次移取6 ml的鑄膜液鋪展到120 mmX80 mmX2 mm有機玻璃框上成膜，成膜溫度為30°C，成膜時間為24 h，然後，從有機玻璃框上剝離後即可獲得膠原蛋白抗菌膜。對製備的抗菌膜的厚度、機械性能、斷裂伸長率、600 nm處的透光率及水蒸氣透過率等指標進行了測定，結果如表I所示。實施例4
稱取2 g膠原蛋白用30 ml蒸餾水在45°C攪拌溶解製成膠原蛋白水溶液；稱取2 g殼聚糖用30 ml I. 5% (v/v)的乙酸溶液在60°C攪拌溶解製成殼聚糖溶液；將4 ml的牛至精油在含有O. 25 g大豆卵磷脂的40 ml蒸餾水中超聲溶解製成牛至油溶液，然後將三種溶液混合，加入O. 8 g甘油作為增塑劑，攪拌均勻，靜置30 min脫氣，45°C保溫。每次移取6 ml的鑄膜液鋪展到120 mmX80 mmX2 mm有機玻璃框上成膜，成膜溫度為22°C，成膜時間為24h，然後，從有機玻璃框上剝離後即可獲得膠原蛋白抗菌膜。對製備的抗菌膜的厚度、機械性能、斷裂伸長率、600nm處的透光率及水蒸氣透過率等指標進行了測定，結果如表I所示。實施例5
稱取2. 5 g膠原蛋白用30 ml蒸餾水在45°C攪拌溶解製成膠原蛋白水溶液；稱取I. 5g殼聚糖用30 ml I. 5% (v/v)的乙酸溶液在60°C攪拌溶解製成殼聚糖溶液；將2 ml的牛至精油在含有O. 25 g大豆卵磷脂的40ml蒸餾水中超聲溶解製成牛至油溶液，然後將三種溶液混合，加入I. 2 g甘油作為增塑劑，攪拌均勻，靜置30 min脫氣，45°C保溫。每次移取6 ml的鑄膜液鋪展到120 mmX80 mmX2 mm有機玻璃框上成膜，成膜溫成膜溫度為22°C，成膜時間為24 h，然後，從有機玻璃框上剝離後即可獲得膠原蛋白抗菌膜。對製備的抗菌膜的厚度、機械性能、斷裂伸長率、600 nm處的透光率及水蒸氣透過率等指標進行了測定，結果如表I所示。表I :不同條件下製備的抗菌膜的物理性質權利要求
1.一種可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜，其特徵在於所述的抗菌膜組分中含有魚皮膠原蛋白、殼聚糖、植物精油、大豆卵磷脂和甘油。
2.根據權利要求I所述的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜，其特徵在於所述的植物精油為牛至精油、肉桂精油、丁香精油、大茴香精油中的一種或多種的混合物。
3.—種如權利要求I所述的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜的製備方法，其特徵在於所述的製備方法包括以下步驟 (1)魚皮膠原蛋白溶液的製備在1-4g魚皮膠原蛋白粉末中加入30 ml蒸餾水，45°C磁力攪拌溶解製成魚皮膠原蛋白溶液； (2)殼聚糖溶液的製備在0-3g殼聚糖中加入30 ml體積分數為I. 5%的乙酸溶液，60°C磁力攪拌溶解製成殼聚糖溶液； (3)植物精油溶液的製備在1-5ml的植物精油中加入含有O. 25 g大豆卵磷脂的40ml蒸餾水，超聲溶解製得植物精油溶液； (4)可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜的製備將步驟(I)的魚皮膠原蛋白溶液、步驟(2)的殼聚糖溶液和步驟(3)的植物精油溶液混合，再加入O. 4-1. 6 g甘油作為增塑劑，攪拌均勻，靜置脫氣，得抗菌膜鑄膜液，45°C保溫；每次移取6 ml鑄膜液鋪展到120 mmX80 mmX2mm有機玻璃框上成膜，成膜溫度為4-30°C，成膜時間為48-24 h，製得可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜。
4.根據權利要求3所述的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所述的魚皮膠原蛋白粉末的製備工藝如下廢棄物魚皮去鱗，剪碎洗淨，用20倍原料重的含有體積分數為1%的H2O2的O. 01 mo/L NaOH溶液在20°C攪拌浸泡24 h，用清水洗至中性；再用20倍原料重的O. 05 mo/L醋酸或檸檬酸溶液在室溫下攪拌浸泡4 h，用清水洗至中性；然後，在10倍原料重的45°C熱水中浸提12 h ;採用離心分離去除不溶性物質，凍幹即得魚皮膠原蛋白粉末。
5.根據權利要求4所述的可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜的製備方法，其特徵在於所述的廢棄物魚皮為鰱魚、草魚、青魚、鱅魚、鯊魚或鰻魚的加工魚皮副產物。
全文摘要
本發明公開了一種可食性魚皮膠原蛋白抗菌膜及其製備方法，其膜組分中含有魚皮膠原蛋白、殼聚糖、植物精油、大豆卵磷脂和甘油。先將魚皮膠原蛋白粉末溶於蒸餾水製成魚皮膠原蛋白溶液，然後將殼聚糖溶於乙酸溶液製成殼聚糖溶液，再將植物精油溶解在大豆卵磷脂的蒸餾水中製成植物精油溶液，然後將三種溶液混合，並加入甘油作為增塑劑，攪拌均勻，靜置脫氣，移取鋪展於有機玻璃框上乾燥成膜。本發明製備的膠原蛋白抗菌膜具有良好的抗菌性能，能被生物降解，不會對環境造成汙染，能抑制食品表面微生物的生長，從而達到食品保鮮及延長貨架期的效果。
文檔編號C08K5/00GK102643554SQ20121013951
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者伍久林, 張其清, 李建華, 苗靜, 葛尚英, 陳善飛 申請人:福州大學