CN103030979A - 含有肉桂精油的胶原蛋白抗菌膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜及其制备方法，所述抗菌膜的原料组分按重量份数计为：鱼皮胶原蛋白3～5份，肉桂精油2～4份，大豆卵磷脂0.2-0.3份，甘油0.4-1.6份，蒸馏水70～80份。先将鱼皮胶原蛋白粉末溶于蒸馏水制成鱼皮胶原蛋白溶液，然后将肉桂精油溶解在含有大豆卵磷脂的蒸馏水中制成肉桂精油溶液，再将二者混合，并加入甘油作为增塑剂，成膜制成可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜。该方法中的原料来源广泛，工艺简单；肉桂精油天然无毒，且具有良好的抑菌活性，制备的抗菌膜性能良好且具有抑制食品表面微生物生长的作用，从而达到食品保鲜及延长货架期的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜及其制备方法，属于抗菌包装膜的应用技术领域。
背景技术
近年来，人们随着环保意识的增强，越来越关注塑料包装材料造成的环境污染和食品安全问题，对食品包装材料有更高的要求。因此，利用天然生物材料为原料制备的可食性包装膜受到人们的高度关注。可食性膜（Edible film）是指以天然可食性物质（如多糖、蛋白质、脂类等）为原料，通过不同分子间相互作用形成的具有多孔网络结构的致密薄膜，可用于食品包装及保鲜等方面。可食性膜中可加入一些抗菌剂以提高膜的抗菌性能，从而更有效地延长食品的保质期。可食性抗菌膜是在可食性膜中添加抗菌剂，达到抗菌、保鲜效果的一种活性薄膜。抗菌剂主要分为3大类，即无机抗菌剂、合成抗菌剂和天然抗菌剂。无机抗菌剂具有耐热性好、抗菌范围广、不产生耐药性等优点，合成抗菌剂主要是杀菌速度快、抑霉菌效果好，但是无机抗菌剂与合成抗菌剂均存在食品安全性问题，而天然抗菌剂具有良好的生物相容性和环保性能，毒性较小，不存在食品安全隐患问题。天然抗菌剂的开发应用受到越来越多的关注。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜及其制备方法，该方法中的原料来源广泛，工艺简单；肉桂精油天然无毒，且具有良好的抑菌活性，制备的抗菌膜性能良好且具有抑制食品表面微生物生长的作用，从而达到食品保鲜及延长货架期的效果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜，所述抗菌膜的原料组分按重量份数计为：鱼皮胶原蛋白3～5份，肉桂精油2～4份，大豆卵磷脂0.2-0.3份，甘油0.4-1.6份，蒸馏水70～80份。
所述的可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）鱼皮胶原蛋白溶液的制备：鱼皮胶原蛋白先用部分蒸馏水溶解完全，制成鱼皮胶原蛋白溶液；
（2） 肉桂精油溶液的制备：肉桂精油用含有大豆卵磷脂的剩余部分蒸馏水，超声溶解完全，制得肉桂精油溶液；
（3）可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜的制备：将步骤（1）的鱼皮胶原蛋白溶液和步骤（2）的肉桂精油溶液混合，再加入甘油作为增塑剂，最后成膜制成可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜。
步骤(1)中所述的鱼皮胶原蛋白的制备工艺如下：废弃物鱼皮去鳞，剪碎洗净，用含有体积分数为1% 的H2O2的0.01 mo/L NaOH溶液在20℃搅拌浸泡24 h，用清水洗至中性；再用0.05 mo/L醋酸或柠檬酸溶液在室温下搅拌浸泡4 h，用清水洗至中性；然后在45℃热水浸提12 h后，采用离心分离去除不溶性物质，冻干即得鱼皮胶原蛋白粉末。
所述的废弃物鱼皮为鲢鱼、草鱼、青鱼、鳙鱼、鲨鱼或鳗鱼中的一种的加工副产物。
所述成膜具体操作为：将鱼皮胶原蛋白溶液和肉桂精油溶液混合，再加入甘油作为增塑剂，搅拌均匀，静置脱气，得抗菌膜铸膜液，45℃保温；每次移取6 ml铸膜液铺展到120 mm×80 mm×2 mm有机玻璃框上成膜，成膜温度为4-30℃，成膜时间为24-48h，制得可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜。
本发明采用的肉桂精油是从桂皮、桂叶、桂枝等提取而得，一般为黄色或琥珀色液体，香气特异，味甜辛，具有强烈的芳香，用途广泛。主要化学成分为反式肉桂醛、反式邻甲氧基肉桂醛和乙酸桂酯等。含有植物精油的可食性膜不但能够杀灭与膜接触部位的细菌，还能依靠挥发物质抑制膜周围细菌的生长，大大增加其抑菌的作用范围。
本发明的有益效果：（1）本发明制备的胶原蛋白抗菌膜具有良好的抗菌性能，能被生物降解，不会对环境造成污染，能抑制食品表面微生物的生长，从而达到食品保鲜及延长货架期的效果。（2）本发明制备方法中的原料来源广泛，工艺简单；肉桂精油天然无毒，且具有良好的抑菌活性。
具体实施方式
实施例1
称取4 g 胶原蛋白用30 ml蒸馏水在45℃搅拌水浴锅内搅拌溶解制成胶原蛋白水溶液；将2ml的肉桂精油在含有0.25 g 大豆卵磷脂的40 ml蒸馏水中超声溶解制成肉桂精油溶液，然后将二者混合，加入1.0 g甘油作为增塑剂，搅拌均匀，超声30 min脱气，45℃保温。每次移取6 ml的铸膜液铺展到120 mm×80 mm×2 mm有机玻璃框上成膜，成膜温度为22℃，成膜时间为24 h，等到膜干后即可从有机玻璃框上剥离获得胶原蛋白抗菌膜。测定膜的性能和对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果。
实施例2
称取4 g 胶原蛋白用30 ml蒸馏水在45℃搅拌水浴锅内搅拌溶解制成胶原蛋白水溶液；将4 ml的肉桂精油在含有0.25 g 大豆卵磷脂的40 ml蒸馏水中超声溶解制成肉桂精油溶液，然后将二者溶液混合，加入1.6 g甘油作为增塑剂，搅拌均匀，超声30 min脱气，45℃保温。每次移取6 ml的铸膜液铺展到120 mm×80 mm×2 mm有机玻璃框上成膜，成膜温度为22℃，成膜时间为24 h，等到膜干后即可从有机玻璃框上剥离获得胶原蛋白抗菌膜。测定膜的性能和对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果。
表1：不同浓度肉桂精油对膜性能和抗菌性的影响
从表1可知，精油浓度越大，膜的厚度和断裂伸长率增加，膜的抗拉强度却降低。对于膜的抗菌性能，精油浓度越大，抗菌性越好。
以上所述仅为发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
附：膜性能的测试方法
膜厚度的测定
采用螺旋测微器随机测量膜试样6个不同位置的厚度，求平均值作为该膜的厚度。
膜力学性能的测定
选择光滑无空洞的膜，将膜裁成2cm×6 cm的长条，用食品质构仪测定抗拉强度和断裂伸长率。质构仪的抗拉速率设定为1mm/s，所有膜放置在22℃，相对湿度为60%的人工气候箱中24h,待测。每种比例的膜做3个平行试验，结果取其平均值。
抗拉强度（TS）值用最大拉力除以截面积表示：
TS=Fm/(L×W)。式中，TS为抗拉强度（MPa）;Fm为试样断裂时承受的最大张力（N）；L为膜的厚度（mm）;W为膜的宽度（mm）。
断裂伸长率（EAB）按下式计算：
EAB=（ΔL/L0）×100%=[(L1-L0)/ L0] ×100%式中，L0为膜的原始长度（mm）; ΔL为膜断裂时被拉伸的长度（mm）; L1为膜断裂时达到的最大长度（mm）。
膜抗菌活性的测定
采用滤纸片法，将膜截取12 mm的圆形，分别考察抗菌膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果。
Claims (4)
1.一种可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜，其特征在于：所述抗菌膜的原料组分按重量份数计为：鱼皮胶原蛋白3～5份，肉桂精油2～4份，大豆卵磷脂0.2-0.3份，甘油0.4-1.6份，蒸馏水70～80份。
2.一种如权利要求1所述的可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：
（1）鱼皮胶原蛋白溶液的制备：鱼皮胶原蛋白先用部分蒸馏水溶解完全，制成鱼皮胶原蛋白溶液；
（2）肉桂精油溶液的制备：肉桂精油用含有大豆卵磷脂的剩余部分蒸馏水，超声溶解完全，制得肉桂精油溶液；
（3）可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜的制备：将步骤（1）的鱼皮胶原蛋白溶液和步骤（2）的肉桂精油溶液混合，再加入甘油作为增塑剂，最后成膜制成可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜。
3.根据权利要求2所述的可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的鱼皮胶原蛋白的制备工艺如下：废弃物鱼皮去鳞，剪碎洗净，用含有体积分数为1% 的H2O2的0.01 mo/L NaOH溶液在20℃搅拌浸泡24 h，用清水洗至中性；再用0.05 mo/L醋酸或柠檬酸溶液在室温下搅拌浸泡4 h，用清水洗至中性；然后在45℃热水浸提12 h后，采用离心分离去除不溶性物质，冻干即得鱼皮胶原蛋白粉末。
4.根据权利要求3所述的可食性鱼皮胶原蛋白抗菌膜的制备方法，其特征在于：所述的废弃物鱼皮为鲢鱼、草鱼、青鱼、鳙鱼、鲨鱼或鳗鱼中的一种的加工副产物。
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