抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法
2023-12-05 19:33:01
專利名稱：抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種環境友好包裝膜的開發領域，具體地說涉及一種抗氧化魚肉蛋白 可食膜的製備方法。
背景技術：
可食膜，主要是利用人體能消化吸收的蛋白質和澱粉作為基本原料，添加甘油、山 梨糖醇等可食性增塑劑，通過一定的處理工序使之在乾燥後形成一種具有一定機械強度和 選擇透過性的結構緻密、可部分替代塑料包裝材料的薄膜。由於可食膜可以與被包裝食品 一起食用，不對食品和環境造成汙染，近年來已經成為國內外包裝材料的研究熱點並開始 被食品業界所採用。可食膜的種類根據成膜原料主要可分多糖類、脂肪類和蛋白質類。多糖類可食膜 雖然具有良好的機械性能和透明度，但由於多糖類分子帶有較多親水基，阻溼性能較差。脂 肪類可食膜由於自身柔軟性和抗張強度都比較差，通常與蛋白質或多糖並用製成複合型包 裝膜。蛋白質自身具有良好成膜能力和營養價值，在國際上作為可食膜研究材料受到廣泛 重視。蛋白質可食膜不僅具有良好的機械性能，氧氣阻隔性能也比多糖類可食膜和脂類可 食膜優越。目前被廣泛研究報導的蛋白質可食膜的原料有大豆蛋白、麵筋蛋白、玉米醇溶蛋 白以及膠原蛋白等，但對於以魚類蛋白質為原料方面的研究還是比較貧乏。我國是淡水漁業最發達的國家，其產量佔漁業總產量50%以上，但淡水魚加工發 展卻嚴重滯後。據FAO統計，我國淡水水產品的加工比例不足5 %，鮮銷比例超過95 %，嚴 重製約了我國淡水漁業的生產發展。因此，利用淡水魚為主要原料製備可食膜，不僅可以為 淡水魚的深加工開闢新途徑，促進淡水養殖業的良性循環，而且，製備的可食膜還可以與被 包裝食品一起食用，不會對食品和環境造成汙染。
發明內容
本發明的目的在於提供一種綠色、無汙染、可提高淡水魚加工附加值的抗氧化魚 肉蛋白可食膜的製備方法。為實現上述目的，本發明的技術方案是本發明是一種抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，它通過在酸性條件下加熱促進 魚肉蛋白質溶解於水溶液，然後在溶解的魚肉蛋白溶液中添加抗氧化劑，使製備的魚肉蛋 白膜能夠保持較高的抗氧化性能。具體工藝步驟是(1)魚肉蛋白質的溶解將原料魚絞碎，再將絞碎後的魚肉漿溶解在冰冷蒸餾水 中，用酸度調節劑將魚肉水溶液的PH調至3. 0 4. 0，經保溫加熱後迅速冷卻至10°C以 下；(2)膜液的調製將加熱冷卻後的魚肉水溶液通過離心(5000Xg，4°C，30min)去除不溶 性物質，然後用PH3. 0 4. 0的酸性水溶液調整成蛋白質含量為2 3%，並添加0. 0.5%抗氧化劑、0.2% 1.0%增塑劑，攪拌均勻後利用脫泡機進行脫泡，製備成魚肉蛋 白膜膜液；(3)蛋白膜的製備將調製好的魚肉蛋白膜膜液均勻地倒在有機矽樹脂框內(1. 4kg 1. 8kg/m2)，利用恆溫恆溼箱在25°C、相對溼度50%下乾燥18 36h後，從有機 矽樹脂上剝離後即可獲得透明的魚肉蛋白可食膜。步驟(1)中原料魚肉在冰冷蒸餾水中的添加量14g 20g/100ml。步驟(1)中分散在酸性水溶液中的蛋白質需要通過加熱促進溶解，保溫加熱條件 為70 100°C下加熱10 30min。步驟(1)中酸度調節劑為鹽酸、檸檬酸、乳酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸中的一種。步驟⑴為了提高魚肉蛋白膜膜液的機械強度，在魚肉攪拌溶解過程中溶液的溫 度需要維持在10°c以下。為了提高膜的緻密性和透明度，膜液需要通過離心去除不溶性物質。為了提高蛋白膜的抗氧化性能，步驟(2)中添加的抗氧化劑為BHA、BHT、TBHQ合成 的抗氧化劑或維生素C、維生素E、茶多酚、迷迭香等天然抗氧化劑。為了提高蛋白膜的柔軟性和可塑性，步驟(2)中添加的增塑劑為甘油、甘油脂肪 酸酯，山梨糖醇。步驟(3)中需要在有機矽樹脂上均勻鋪上1. 4kg 1. 8kg/m2 w魚肉蛋白膜膜液。所述的原料為鰱魚、青魚、草魚、鱅魚、鯉魚等淡水魚肉及魚漿。由於本發明以淡水魚肉或魚漿為原料，通過降低魚肉水溶液的pH並對其進行加 熱，導致了原來包埋在蛋白質內部的疏水性殘基暴露於水相中，可以促進魚肉蛋白質在水 中溶解。在乾燥過程中，隨著膜液中水分的蒸發，疏水性胺基酸集中到與空氣接觸的表面， 蛋白質間的疏水性相互作用對膜的形成起到主要的作用，進而提高膜的強度。本發明利用 離心去除不溶性物質，不僅可以提高膜的機械強度和透明度，而且還可以提高膜的緻密性 降低膜的氧氣透過性起到抗氧化作用。由於芳香族胺基酸在280nm附近能夠強烈吸收紫外 線，因此製備的魚肉蛋白膜具有紫外線阻隔性能，而且添加抗氧化劑還可以進一步提高紫 外線阻隔性能和抗氧化性能。故，本發明具有以下優點1、本發明利用國內高產淡水魚為主要原料，可以提高淡水魚加工的附加值。2、本發明製備的蛋白可食膜的機械強度為IOMPa 20MPa，在600nm下透光率可以 達到80 92 %，可以與LDPE塑料膜相比美。3、本發明製備的蛋白膜的氧氣透過性比OPP塑料膜低100倍，對防止包裝食品的 自動氧化可以起到很好的保護作用。4、本發明製備的蛋白膜在200 280nm波長範圍內紫外線透光率為0，添加抗氧化 劑還可以擴大紫外線不透過的波長範圍，因此，利用抗氧化魚肉蛋白膜包裝可以抑制由於 紫外線引起的食品脂質氧化。5、本發明中採用的添加劑都是國家允許使用的食品添加劑，因此保留了魚肉蛋白 膜的可食性。6、本發明製備的蛋白膜可替代方便麵調味料包、模擬蟹足棒等包裝的塑料膜，可 以與被包裝食品一起食用，不會對食品和環境造成汙染，具有廣闊的市場前景。本發明製備的透明蛋白膜不僅具有良好的機械強度、氧氣和紫外線阻隔性能、而 且還具有防滲透性能、熱封性能，可替代部分塑料包裝膜，不會對環境造成汙染，可減少塑 料包裝膜帶來的環境汙染等社會問題，具有良好的社會經濟效益。下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。
圖1為OPP塑料膜包裝對沙丁魚油自動氧化的影響；圖2為抗氧化魚肉蛋白膜包裝對沙丁魚油自動氧化的影響。
具體實施例方式實施例11、蛋白質的溶解將鰱魚絞碎，再將14g的絞碎後的鰱魚魚肉漿溶解在IOOml冰冷 蒸餾水中，用鹽酸將魚肉水溶液的PH調至3. 0，在70°C下保溫加熱30min後迅速用冰水冷 卻至10°C以下。2、離心將加熱冷卻後的魚肉蛋白質溶液通過離心(5000Xg，4°C，30min)去除不 溶性物質。3、膜液的製備將離心獲得的魚肉上清液中蛋白質濃度調整為2.0%，然後添加 0. 2%甘油、0. 1% BHT，攪拌均勻後利用脫泡機進行脫泡，製備成魚肉蛋白可食膜膜液。4、蛋白膜的製備將調製好的4g膜液倒在5cmX5cm的有機矽樹脂框內(1. 6kg/ m2)，利用恆溫恆溼箱在25°C、相對溼度50%下乾燥24h後，從有機矽樹脂上剝離即可獲得 透明的魚肉蛋白可食膜。並對製備的蛋白膜的厚度、機械強度、透光率、水蒸氣透過率、氧氣 透過率以及熱封強度等指標進行了測定，結果如表1所示。5、抗氧化性實驗利用本發明製備的蛋白膜密封包裝魚油並保存在40°C下，定期 測定魚油的過氧化值(POV)和巴比妥酸反應物(TBARS)值等指標，同時以OPP塑料膜包裝 魚油作為對照組，結果如圖1、2所示。實施例21、蛋白質的溶解將鯉魚絞碎，再將20g的絞碎後的鯉魚魚肉漿溶解在IOOml冰冷 蒸餾水中，用檸檬酸將魚肉水溶液的PH調至3. 5，在100°C下保溫加熱IOmin後迅速用冰水 冷卻至10°C以下。2、離心離心方法與實例1相同。3、膜液的製備將離心獲得的魚肉上清液中蛋白質濃度調整為3.0%，然後添加 1.0%甘油脂肪酸酯、0.5%迷迭香，攪拌均勻後利用脫泡機進行脫泡，製備成魚肉蛋白可食 膜膜液。4、蛋白膜的製備將調製好的3. 5g膜液倒在5cmX 5cm的有機矽樹脂框內 (1. 4kg/m2)，利用恆溫恆溼箱在25°C、相對溼度50%下乾燥18h後，從有機矽樹脂上剝離即 可獲得透明的魚肉蛋白可食膜。並對製備的蛋白膜的厚度、機械強度、透光率、水蒸氣透過 率、氧氣透過率以及熱封強度等指標進行了測定，結果如表1所示。實施例31、蛋白質的溶解將草魚絞碎，再將17g的絞碎後的草魚魚肉漿溶解在IOOml冰冷 蒸餾水中，用乙酸將魚肉水溶液的PH調至4. 0，在80°C下保溫加熱20min後迅速用冰水冷 卻至10°C以下。2、離心離心方法與實例1相同。3、膜液的製備將離心獲得的魚肉上清液中蛋白質濃度調整為2.5%，然後添加0.5%山梨糖醇、0.3%維生素C，攪拌均勻後利用脫泡機進行脫泡，製備成魚肉蛋白可食膜膜液。4、蛋白膜的製備將調製好的4. 5g膜液倒在5cm X 5cm的有機矽樹脂框內 (1. 8kg/m2)，利用恆溫恆溼箱在25°C、相對溼度50%下乾燥36h後，從有機矽樹脂上剝離即 可獲得透明的魚肉蛋白可食膜。並對製備的蛋白膜的厚度、機械強度、透光率、水蒸氣透過 率、氧氣透過率以及熱封強度等指標進行了測定，結果如表1所示。由表1可知，蛋白膜的厚度與鋪在有機矽樹脂上蛋白質的量呈正相關關係，也就 是蛋白質的添加量越多，製備的蛋白膜越厚。蛋白膜的機械強度、水蒸氣透過率以及熱封 強度主要受增塑劑的種類和添加量的影響，而且各種蛋白膜的機械強度都已經達到或接近 LDPE塑料膜。蛋白膜的透光率主要是表達膜的透明度，本發明製備的蛋白膜的透光率在 82-92%，接近甚至超過了塑料包裝膜，而且經過離心去除不溶性物質後，蛋白膜的氧氣透 過率都很低，比OPP塑料膜低100多倍(表1)。圖1顯示了 OPP塑料膜包裝對沙丁魚油自 動氧化的影響，由圖可以看出，在40°C下經過5天保存後沙丁魚油的氧化指標POV和TBARS 都迅速升高，這主要是沙丁魚油中富含ω-3、ω-6系列不飽和脂肪酸容易發生自動氧化， 而OPP塑料膜氧氣透過率高，且膜的本身又不具備抗氧化功能。當利用本發明製備的抗氧 化蛋白膜對沙丁魚油進行包裝時(圖2)，在40°C下100天期間內都沒有發現魚油被氧化的 現象。因此本發明製備的魚肉蛋白膜具有明顯抗氧化性能。綜上所述，在溶解的魚肉蛋白質溶液中加入0. 0.5%抗氧化劑，0.2%
1.0%增塑劑後製備成膜液後，均勻地倒在有機矽樹脂上，在25°C、相對溼度50%下乾燥可 以獲得具有良好的機械強度、防滲透性能、紫外線阻隔性能、抗氧化性能的透明蛋白膜。上述僅為本發明的具體實施例，但本發明的設計構思並不局限於此，凡利用此構 思對本發明進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本發明保護範圍的行為。表1為不同條件下製備的蛋白膜的物理性質。
權利要求
一種抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於它包括以下步驟(1)魚肉蛋白質的溶解將原料魚絞碎，再將絞碎後的魚肉漿溶解在冰冷蒸餾水中，用酸度調節劑將魚肉水溶液的pH調至3.0～4.0，經保溫加熱後迅速冷卻至10℃以下；(2)膜液的調製將加熱冷卻後的魚肉水溶液通過離心去除不溶性物質，然後用pH3.0～4.0的酸性水溶液調整成蛋白質含量為2～3％，並添加0.1％～0.5％抗氧化劑、0.2％～1.0％增塑劑，攪拌均勻後利用脫泡機進行脫泡，製備成魚肉蛋白膜膜液；(3)蛋白膜的製備將調製好的魚肉蛋白膜膜液均勻地倒在有機矽樹脂框內，利用恆溫恆溼箱在25℃、相對溼度50％下乾燥18～36h後，從有機矽樹脂上剝離後即可獲得透明的魚肉蛋白可食膜。
2.根據權利要求1所述的抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於步驟(1) 中原料魚肉在冰冷蒸餾水中的添加量為14g 20g/100ml。
3.根據權利要求1所述的抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於步驟(1) 中保溫加熱條件為70 100°C下加熱10 30min。
4.根據權利要求1所述的抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於步驟(1) 中，在魚肉攪拌溶解過程中溶液的溫度需要維持在10°C以下。
5.根據權利要求1所述的抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於步驟(1) 中酸度調節劑選自鹽酸、檸檬酸、乳酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸中的一種。
6.根據權利要求1所述的抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於步驟(2) 中添加的抗氧化劑選自BHA、BHT、TBHQ合成的抗氧化劑、維生素C、維生素E、茶多酚、迷迭香 中的一種。
7.根據權利要求1所述的抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於步驟(2) 中添加的增塑劑選自甘油、甘油脂肪酸酯，山梨糖醇中的一種。
8.根據權利要求1所述的抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於步驟(3) 中需要在有機矽樹脂上均勻鋪上1. 4kg 1. 8kg/m2的魚肉蛋白膜膜液。
9.根據權利要求1所述的抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，其特徵在於步驟(2) 中離心條件為5000Xg，4°C，30min。
10.根據權利要求1所述的製備魚肉蛋白可食膜的方法，其特徵在於所述的原料魚為 鰱魚、青魚、草魚、鱅魚、鯉魚等淡水魚肉及魚漿。
全文摘要
本發明公開了一種抗氧化魚肉蛋白可食膜的製備方法，技術工藝包括將攪碎的魚肉漿溶解在酸性水溶液、通過加熱、離心分離、添加增塑劑以及抗氧化劑、攪拌脫泡等步驟製備成膜液，將調製成的膜液倒在有機矽樹脂框內、通過乾燥、揭膜、可製備成抗氧化魚肉蛋白可食膜。本發明利用國內高產淡水魚為主要原料，為淡水魚的深加工開闢新途徑；通過調節抗氧化劑的添加量可以達到控制蛋白膜抗氧化性能；製備的透明蛋白膜不僅具有良好的機械強度、氧氣和紫外線阻隔性能，而且還具有防滲透性能、熱封性能，可替代方便麵調味料包、模擬蟹足棒等包裝的塑料膜，可以與被包裝食品一起食用，不會對食品和環境造成汙染。
文檔編號B65D65/46GK101982378SQ20101028825
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月17日 優先權日2010年9月17日
發明者劉光明, 曹敏傑, 翁武銀, 蘇文金 申請人:集美大學