CN104026209B - 一种天然纳米精油保鲜剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种天然纳米精油保鲜剂及制备方法和应用，所述天然纳米精油保鲜剂，按重量份数计算，由0.15-0.41份复配精油、0.02-0.10份多聚磷酸钠、0.07-0.15份脂肪醇聚氧乙烯醚-9、0.14-0.26份壳聚糖、0.18-0.60份冰醋酸和余量为去离子水组成。其制备方法即以多聚磷酸钠为交联剂，壳聚糖为壁材通过复凝聚法对由肉桂精油、百里香精油和生姜精油组成的复配精油进行包覆得到天然纳米精油保鲜剂。该天然纳米精油保鲜剂体系稳定，平均粒径216-386.5nm，包埋率30-56%。利用天然纳米精油保鲜液对低密度聚乙烯膜进行涂覆后所得的保鲜膜对肉类进行保鲜，能够保证冷鲜肉的营养和风味。
Description
技术领域
本发明涉及冷鲜肉保鲜技术领域，更具体地说是涉及一种天然纳米精油保鲜剂及其制备方法和应用。
背景技术
肉类由于受到微生物和内部脂质氧化的影响容易腐败，因此制备能够抑制微生物生长和抵抗环境氧化的保鲜剂成为食品保鲜方面研究的热点。在肉类及肉制品中加入抗氧化剂能有效清除内部过氧化氢自由基或者减少初始脂质自由基的形成，从而抑制脂质氧化，使肉样的颜色、风味等保持不变。合成抗氧化剂如丁羟甲苯、叔丁基羟基茴香醚等早已被用于控制食物内部脂质的氧化，然而随着食品安全问题越来越被人们关注，天然抗氧化剂逐渐取代了合成抗氧化剂。肉桂、百里香和生姜精油是三种常见的天然植物提取液，在抗氧化和抑菌方面应用广泛，将精油按照一定比例复配则更能够利用精油的协同作用，提高精油的广普抑菌和抗氧化性。但是精油容易受到外界环境的影响，导致其有效成分的氧化变质，制约了其应用和发展。随着纳米技术的发展，利用纳米胶囊对复配精油进行包覆是解决目前香料香精稳定性及缓释性问题的有效途径。以壳聚糖为壁材的纳米胶囊具备良好的热稳定性、光化学稳定性和抑菌性，且来源广泛成本低廉。
利用复凝聚法，以壳聚糖为壁材对肉桂、百里香和生姜精油混合物进行包覆制备纳米胶囊，能有效保护精油成分中抑菌和抗氧化物质免受外界环境影响而发生变质，此纳米胶囊具有粒径小、热稳定性好、缓释能力强等优点，且制备工艺简单易行，在冷鲜肉保鲜等方面具备广阔的应用前景。目前通过复凝聚法采用壳聚糖为壁材以天然提取物即肉桂-百里香-生姜三种复配精油为芯材制备具有保鲜效果的纳米精油胶囊的相关研究目前尚未见报道。
与此同时随着人们生活质量的提高，冷鲜肉的健康安全水平和保证冷鲜肉的营养价值受到消费者的普遍重视，目前保鲜剂的主要成分多为化学制剂并且保鲜质量不高，另外采用直接将液态保鲜剂涂覆于或者添加到冷鲜肉表面的方法对冷鲜肉进行保鲜处理在一定程度上会影响冷鲜肉的品质和风味。
发明内容
本发明目的之一是提供一种高效协同抑菌和抗氧化的肉桂-百里香-生姜复配精油比例，通过不同成分的优化复配，利用天然保鲜剂的协同机制增强保鲜效果。
本发明目的之二是提供一种具有缓释性，成膜性好，安全，高效的纳米精油保鲜剂及其制备方法。
本发明目的之三是提供一种肉桂-百里香-生姜天然纳米精油保鲜剂对冷鲜肉的保鲜方法。
本发明的技术方案
一种天然纳米精油保鲜剂，按重量份数计算，其组成及含量如下:
复配精油0.15-0.41份
多聚磷酸钠0.02-0.10份
脂肪醇聚氧乙烯醚-90.07-0.15份
壳聚糖0.14-0.26份
冰醋酸0.18-0.60份
余量为去离子水；
所述的复配精油，按重量份数计算，其组成及含量如下:
肉桂精油30-50份
百里香精油10-20份
生姜精油40-60份；
所述的复配精油的制备方法，即将肉桂精油、百里香精油和生姜精油混合,在搅拌速度为200-400r/min下搅拌20min即得复配精油；
所述的壳聚糖分子量为450000。
上述的天然纳米精油保鲜剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将0.02-0.10份多聚磷酸钠溶解于15-30份去离子水中得到多聚磷酸钠溶液，并将0.15-0.41份复配精油、0.07-0.15份脂肪醇聚氧乙烯醚-9加入其中，控制搅拌速度为300r/min下搅拌30min，然后超声均质10min得复配精油乳液；
（2）、将0.18-0.60份冰醋酸加入到0.14-0.26份壳聚糖和68.48-84.44份去离子水中,在搅拌速度为300r/min下搅拌10min得壳聚糖溶液，然后超声均质10min，并用3mol/L氢氧化钠调节pH至5-6；
（3）、控制温度为25-30℃，转速为300-500r/min的条件下将步骤（1）得到的复配精油乳液控制滴加速率为20-30ml/h将其加入到步骤（2）得到的pH为5-6的壳聚糖溶液中，滴加完毕后，继续搅拌反应1-2h，即得到天然纳米精油保鲜剂。
上述所得的天然纳米精油保鲜剂平均粒径为216-386.5nm，包埋率为30-56%。
利用上述的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆以形成保鲜膜，具体步骤如下：
无菌条件下，将天然纳米精油保鲜液以7.8-16g/m2的用量均匀涂覆于低密度聚乙烯膜表面，用功率为30W的紫外灯对低密度聚乙烯膜照射20-30min，利用壳聚糖的成膜特性，使其在低密度聚乙烯膜表面自然干燥成膜，所得的涂覆有天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜即为保鲜膜。
利用上述所得的保鲜膜对肉类进行包覆，于4℃下贮藏以实现肉类的保鲜；其中所述肉类为猪肉、牛肉或羊肉。
本发明的有益效果
本发明的一种天然纳米精油保鲜剂，由于含有天然复配精油，因此利用本发明的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆，形成的保鲜膜对冷鲜肉具有更佳的保鲜效果。
进一步，利用本发明的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆形成的保鲜膜，由于利用纳米精油胶囊的纳米效应和对精油的缓释性能，因此使冷鲜肉的保鲜期更长。
进一步，利用本发明的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆形成的保鲜膜，与将液体保鲜剂直接涂覆于冷鲜肉表面的处理方法相比，成膜性好的天然纳米精油保鲜剂在低密度聚乙烯膜上成膜，从而避免了保鲜剂对冷鲜肉品质和风味的影响。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
实施例1
一种天然纳米精油保鲜剂，按重量份数计算，其组成及含量如下:
复配精油0.15份
多聚磷酸钠0.02份
脂肪醇聚氧乙烯醚-90.07份
壳聚糖0.14份
冰醋酸0.24份
去离子水99.38份；
所述的复配精油，按重量份数计算，其组成及含量如下:
肉桂精油30份
百里香精油10份
生姜精油60份；
所述的复配精油的制备方法，即将肉桂精油、百里香精油和生姜精油混合,在搅拌速度为200-400r/min下搅拌20min后即得复配精油；
所述的壳聚糖分子量为450000。
上述的天然纳米精油保鲜剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将0.02份多聚磷酸钠溶解于15份去离子水中得到多聚磷酸钠溶液，并将0.15份复配精油、0.07份脂肪醇聚氧乙烯醚-9加入其中，控制搅拌速度为300r/min下搅拌30min，然后超声均质10min得复配精油乳液；
（2）、将0.24份冰醋酸加入到0.14份壳聚糖和84.38份去离子水中搅拌均匀得壳聚糖溶液，然后超声均质10min，并用3mol/L氢氧化钠调节pH至5；
（3）、控制温度为30℃，转速为500r/min的条件下将步骤（1）得到的复配精油乳液控制滴加速率为20ml/h将其加入到步骤（2）得到的pH为5的壳聚糖溶液中，滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得到天然纳米精油保鲜剂。
上述所得的天然纳米精油保鲜剂乳液平均粒径为268.1nm，包埋率为36%。
利用上述的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆以形成保鲜膜，具体步骤如下：
无菌条件下，将天然纳米精油保鲜液以7.8g/m2的用量均匀涂覆于低密度聚乙烯膜表面，用功率为30W的紫外灯对低密度聚乙烯膜照射30min，利用壳聚糖的成膜特性，使其在低密度聚乙烯膜表面自然干燥成膜，所得的涂覆有天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜即为保鲜膜。
利用上述所得的保鲜膜对肉类进行包覆，于4℃下贮藏以实现肉类的保鲜；其中所述肉类为猪肉、牛肉或羊肉。
实施例2
一种天然纳米精油保鲜剂，按重量份数计算，其组成及含量如下:
复配精油0.41份
多聚磷酸钠0.10份
脂肪醇聚氧乙烯醚-90.15份
壳聚糖0.26份
冰醋酸0.60份
去离子水98.48份
所述的复配精油，按重量份数计算，其组成及含量如下:
肉桂精油50份
百里香精油10份
生姜精油40份；
所述的复配精油的制备方法，即将肉桂精油、百里香精油和生姜精油混合,在搅拌速度为200r/min下搅拌20min即得复配精油；
所述的壳聚糖分子量为450000。
上述的天然纳米精油保鲜剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将0.10份多聚磷酸钠溶解于30份去离子水中得到多聚磷酸钠溶液，并将0.41份复配精油、0.15份脂肪醇聚氧乙烯醚-9加入其中，控制搅拌速度为300r/min下搅拌30min，然后超声均质10min得复配精油乳液；
（2）、将0.60份冰醋酸加入到0.26份壳聚糖和68.48份去离子水中搅拌均匀得壳聚糖溶液，然后超声均质10min，并用3mol/L氢氧化钠调节pH至6；
（3）、控制温度为25℃，转速为3000r/min的条件下将步骤（1）得到的复配精油乳液控制滴加速率为30ml/h将其加入到步骤（2）得到的pH为6的壳聚糖溶液中，滴加完毕后，继续搅拌反应2h，即得到天然纳米精油保鲜剂。
上述所得的天然纳米精油保鲜剂平均粒径为216nm，包埋率为30%
利用上述的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆以形成保鲜膜，具体步骤如下：
无菌条件下，将天然纳米精油保鲜液以8.9g/m2的用量均匀涂覆于低密度聚乙烯膜表面，用功率为30W的紫外灯对低密度聚乙烯膜照射25min，利用壳聚糖的成膜特性，使其在低密度聚乙烯膜表面自然干燥成膜，所得的涂覆有天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜即为保鲜膜。
利用上述所得的保鲜膜对肉类进行包覆，于4℃下贮藏以实现肉类的保鲜；其中所述肉类为猪肉、牛肉或羊肉。
实施例3
一种天然纳米精油保鲜剂，按重量份数计算，其组成及含量如下:
复配精油0.26份
多聚磷酸钠0.10份
脂肪醇聚氧乙烯醚-90.11份
壳聚糖0.14份
冰醋酸0.60份
去离子水98.79份
所述的复配精油，按重量份数计算，其组成及含量如下:
肉桂精油40份
百里香精油20份
生姜精油40份；
所述的复配精油的制备方法，即将肉桂精油、百里香精油和生姜精油在搅拌速度为400r/min下搅拌20min即得复配精油；
所述的壳聚糖分子量为450000。
上述的天然纳米精油保鲜剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将0.10份多聚磷酸钠溶解于15份去离子水中得到多聚磷酸钠溶液，并将0.26份复配精油、0.11份脂肪醇聚氧乙烯醚-9加入其中，控制搅拌速度为300r/min下搅拌30min，然后超声均质10min得复配精油乳液；
（2）、将0.60份冰醋酸加入到0.14份壳聚糖和83.79份去离子水中搅拌均匀得壳聚糖溶液，然后超声均质10min，并用3mol/L氢氧化钠调节pH至5；
（3）、控制温度为25℃，转速为300r/min的条件下将步骤（1）得到的复配精油乳液控制滴加速率为25ml/h将其加入到步骤（2）得到的pH为5的壳聚糖溶液中，滴加完毕后，继续搅拌反应2h，即得到天然纳米精油保鲜剂。
上述所得的天然纳米精油保鲜剂平均粒径为386.5nm，包埋率为56%。
利用上述的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆以形成保鲜膜，具体步骤如下：
无菌条件下，将天然纳米精油保鲜液以16g/m2的用量均匀涂覆于低密度聚乙烯膜表面，用功率为30W的紫外灯对低密度聚乙烯膜照射20min，利用壳聚糖的成膜特性，使其在低密度聚乙烯膜表面自然干燥成膜，所得的涂覆有天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜即为保鲜膜。
利用上述所得的保鲜膜对肉类进行包覆，于4℃下贮藏以实现肉类的保鲜；其中所述肉类为猪肉、牛肉或羊肉。
实施例4
一种天然纳米精油保鲜剂，按重量份数计算，其组成及含量如下:
复配精油0.21份
多聚磷酸钠0.02份
脂肪醇聚氧乙烯醚-90.11份
壳聚糖0.26份
冰醋酸0.24份
去离子水99.16份
所述的复配精油，按重量份数计算，其组成及含量如下:
肉桂精油35份
百里香精油15份
生姜精油50份；
所述的复配精油的制备方法，即将肉桂精油、百里香精油和生姜精油混合,在搅拌速度为300r/min下搅拌20min即得复配精油；
所述的壳聚糖分子量为450000。
上述的天然纳米精油保鲜剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将0.02份多聚磷酸钠溶解于15份去离子水中得到多聚磷酸钠溶液，并将0.21份复配精油、0.11份脂肪醇聚氧乙烯醚-9加入其中，控制搅拌速度为300r/min下搅拌30min，然后超声均质10min得复配精油乳液；
（2）、将0.24份冰醋酸加入到0.26份壳聚糖和84.16份去离子水中搅拌均匀得壳聚糖溶液，然后超声均质10min，并用3mol/L氢氧化钠调节pH至5；
（3）、控制温度为30℃，转速为400r/min的条件下将步骤（1）得到的复配精油乳液控制滴加速率为20ml/h将其加入到步骤（2）得到的pH为5的壳聚糖溶液中，滴加完毕后，继续搅拌反应2h，即得到天然纳米精油保鲜剂。
上述所得的天然纳米精油保鲜剂平均粒径为316.7nm，包埋率为51%。
利用上述的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆以形成保鲜膜，具体步骤如下：
无菌条件下，将天然纳米精油保鲜液以11.8g/m2的用量均匀涂覆于低密度聚乙烯膜表面，用功率为30W的紫外灯对低密度聚乙烯膜照射20min，利用壳聚糖的成膜特性，使其在低密度聚乙烯膜表面自然干燥成膜，所得的涂覆有天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜即为保鲜膜。
利用上述所得的保鲜膜对肉类进行包覆，于4℃下贮藏以实现肉类的保鲜；其中所述肉类为猪肉、牛肉或羊肉。
实施例5
一种天然纳米精油保鲜剂，按重量份数计算，其组成及含量如下:
复配精油0.26份
多聚磷酸钠0.06份
脂肪醇聚氧乙烯醚-90.11份
壳聚糖0.18份
冰醋酸0.30份
去离子水99.09份
所述的复配精油，按重量份数计算，其组成及含量如下:
肉桂精油35份
百里香精油15份
生姜精油50份；
所述的复配精油的制备方法，即将肉桂精油、百里香精油和生姜精油混合,在搅拌速度为200r/min下搅拌20min即得复配精油；
所述的壳聚糖分子量为450000。
上述的天然纳米精油保鲜剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将0.06份多聚磷酸钠溶解于15份去离子水中得到多聚磷酸钠溶液，并将0.26份复配精油、0.11份脂肪醇聚氧乙烯醚-9加入其中，控制搅拌速度为300r/min下搅拌30min，然后超声均质10min得复配精油乳液；
（2）、将0.30份冰醋酸加入到0.18份壳聚糖和84.09份去离子水中搅拌均匀得壳聚糖溶液，然后超声均质10min，并用3mol/L氢氧化钠调节pH至5；
（3）、控制温度为25℃，转速为300r/min的条件下将步骤（1）得到的复配精油乳液控制滴加速率为30ml/h将其加入到步骤（2）得到的pH为5的壳聚糖溶液中，滴加完毕后，继续搅拌反应2h，即得到天然纳米精油保鲜剂。
上述所得的天然纳米精油保鲜剂平均粒径为279.6nm，包埋率为39%。
利用上述的天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆以形成保鲜膜，具体步骤如下：
无菌条件下，将天然纳米精油保鲜液以9.5g/m2的用量均匀涂覆于低密度聚乙烯膜表面，用功率为30W的紫外灯对低密度聚乙烯膜照射30min，利用壳聚糖的成膜特性，使其在低密度聚乙烯膜表面自然干燥成膜，所得的涂覆有天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜即为保鲜膜。
利用上述所得的保鲜膜对肉类进行包覆，于4℃下贮藏以实现肉类的保鲜；其中所述肉类为猪肉、牛肉或羊肉。
参照国标方法对使用涂覆有天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜即为保鲜膜对冷鲜肉进行保鲜15天后的冷鲜肉的pH、菌落总数和硬度为考察指标，同时以不加天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜作为保鲜膜对冷鲜肉保鲜为对照。以菌落总数为主要考察依据，结果以对数表示为lgcfu/g。评价标准：一级鲜度lgcfu/g≤5；二级鲜度5<lgcfu/g≤7；lgcfu/g>8为腐败肉。
结果如下所示：
不加天然纳米精油保鲜液的低密度聚乙烯膜的对照组：在0-4℃储藏15天后，最好的一组为牛肉，其指标为：pH为8.6，细菌总数为6.68，已经为腐败肉不能食用，硬度为36789g。
而利用本发明的天然纳米精油保鲜液对低密度聚乙烯膜进行涂覆后所得的保鲜膜进行保鲜：在0-4℃储藏15天后，牛肉的指标分别为：pH为5.91，菌落总数为4.8，为一级鲜度，硬度为29823g。
通过上述的结果可以看出，利用本发明的有天然纳米精油保鲜液对低密度聚乙烯膜进行涂覆后所得的保鲜膜对冷鲜肉进行保鲜，在0-4℃储藏15天后，其鲜度为一级，由此表明了利用本发明的有天然纳米精油保鲜液对低密度聚乙烯膜进行涂覆后所得的保鲜膜对肉类进行保鲜能够保证冷鲜肉的营养和风味。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆，以形成保鲜膜的方法，所述天然纳米精油保鲜剂，按重量份数100份计算，其组成及含量如下:
复配精油0.15-0.41份
多聚磷酸钠0.02-0.10份
脂肪醇聚氧乙烯醚-90.07-0.15份
壳聚糖0.14-0.26份
冰醋酸0.18-0.60份
余量为去离子水；
所述的复配精油，按重量份数计算，其组成及含量如下:
肉桂精油30-50份
百里香精油10-20份
生姜精油40-60份；
所述的复配精油的制备方法，即将肉桂精油、百里香精油和生姜精油混合,在搅拌速度为200-400r/min下搅拌20min后即得复配精油；
所述的壳聚糖分子量为450000；
所述的天然纳米精油保鲜剂的制备方法具体包括以下步骤：
（1）将0.02-0.10份多聚磷酸钠溶解于15-30份去离子水中得到多聚磷酸钠溶液，并将0.15-0.41份复配精油、0.07-0.15份脂肪醇聚氧乙烯醚-9加入其中，控制搅拌速度为300r/min下搅拌30min，然后超声均质10min得复配精油乳液；
（2）将0.18-0.60份冰醋酸加入到0.14-0.26份壳聚糖和68.48-84.44份去离子水中,在搅拌速度为300r/min下搅拌10min得壳聚糖溶液，然后超声均质10min，并用3mol/L氢氧化钠调节pH至5-6；
（3）控制温度为25-30℃，转速为300-500r/min的条件下将步骤（1）得到的复配精油乳液控制滴加速率为20-30ml/h将其加入到步骤（2）得到的pH为5-6的壳聚糖溶液中，滴加完毕后，继续搅拌反应1-2h，即得到天然纳米精油保鲜剂；其特征在于，所述天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆，以形成保鲜膜的方法步骤如下：
无菌条件下，将天然纳米精油保鲜剂以7.8-16g/m2的用量均匀涂覆于低密度聚乙烯膜表面，用功率为30W的紫外灯对低密度聚乙烯膜照射20-30min，利用壳聚糖的成膜特性，使其在低密度聚乙烯膜表面自然干燥成膜，所得的涂覆有天然纳米精油保鲜剂的低密度聚乙烯膜即为保鲜膜。
2.根据权利要求1所述一种天然纳米精油保鲜剂对低密度聚乙烯膜的表面进行涂覆以形成保鲜膜的方法，其特征在于，所述的保鲜膜对肉类进行保鲜，所述肉类为猪肉、牛肉或羊肉。
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