CN104610583A

CN104610583A - 一种可食性抗菌膜及其制备方法

Info

Publication number: CN104610583A
Application number: CN201510053496.3A
Authority: CN
Inventors: 杨雪霞; 步国建
Original assignee: TAIXING DONGSHENG FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; Donghua University
Current assignee: TAIXING DONGSHENG FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; Donghua University; National Dong Hwa University
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2015-05-13

Abstract

本发明公开了一种可食抗菌膜及其制备方法。所述可是抗菌膜的原料包括可得然胶、黄原胶、鱼精蛋白、乳铁素、茶多酚及氯化钙。制备方法为：按比例称取可得然胶，溶于NaOH溶液中，搅拌溶解，制成可得然胶溶液；在可得然胶溶液中加入鱼精蛋白，充分混合；按比例称取黄原胶，溶于丙酸溶液中，制成为黄原胶溶液；在黄原胶溶液中加入乳铁素和茶多酚，混合均匀；将制备好的两种溶液混合后，加入氯化钙，得到抗菌膜液；将抗菌膜液铺展到有机玻璃板上成膜，制得可食抗菌膜。本发明以可得然胶为成膜剂，结合鱼精蛋白、乳铁素和茶多酚等抑菌剂，制备的抗菌膜抗菌效果好，抗菌谱广，对水分的阻隔性好，可有效延长食品的货架期。

Description

一种可食性抗菌膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌可食膜及制备方法，属于食品包装领域。

背景技术

可食膜是一种可以食用，并具有一定包装保护功能的薄膜。它是以可食性大分子为原料，通过一定的加工工艺使各成膜剂分子之间相互作用而成的具有多孔网状结构的薄膜。在可食膜中添加抗菌剂可以制备可食性抗菌膜，膜中的抗菌剂缓慢释放，持久地抑制或防止微生物的生长，从而达到抗菌、保鲜作用。可食性抗菌膜是非常有前途的一种新型包装形式。

用于制备可食膜的大分子一般为可食用生物大分子，如多糖、蛋白质、脂质等。蛋白质与多糖制成的可食性膜具有均匀、透明、机械强度好的特性，但这两种物质具有亲水性，使得以它们为原料制成的可食膜对水蒸汽的阻隔能力较差，限制了它们在高湿食品中的应用。脂类物质对水蒸汽有一定的阻隔作用，但是脂类物质易氧化变质而产生不良口感。因而新型膜材料的开发是制备可食膜的关键。

抗菌膜中的抗菌剂主要分无机抗菌剂、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。无机抗菌剂和合成抗菌剂均存在食品安全问题，而天然抗菌剂具有良好的生物相容性，毒性小。随着人们安全意识和生活水平的提高，人们越来越强调食品的天然性。以天然抗菌物质代替化学合成抗菌物质成为食品防腐发展的趋势。另外，单一的抗菌剂往往只对某一类微生物有效，而对其它类型的微生物抑制作用较小或无效，如nisin只对革兰氏阳性菌有效，那他霉素主要对霉菌、酵母等真菌有一定抑制效果。因此针对食品污染微生物的控制需要多种抗菌剂结合使用。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种可食抗菌膜及其制备方法，该可食抗菌膜以水不溶性的可得然胶为主要成膜物质，并复合多种抑菌物质，制备的膜不仅有较好的阻水性，并且具有较宽的抑菌谱。

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种可食抗菌膜，膜组分中含有可得然胶、黄原胶、鱼精蛋白、乳铁素、茶多酚和氯化钙。

本发明还提供了上述可食抗菌膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：可得然胶溶液的制备：按比例称取可得然胶，溶于浓度为1～3％(g/mL)的NaOH溶液中，搅拌溶解，制成浓度为2％～10％(g/g)的可得然胶溶液；

步骤2)：在步骤1)制备的可得然胶溶液中加入鱼精蛋白，充分混合，鱼精蛋白在可得然胶溶液中的浓度为0.2～3％(g/g)；

步骤3)：黄原胶溶液的制备：按比例称取黄原胶，溶于浓度为3～6％(g/mL)丙酸溶液中，制成为浓度为0.4％～3％(g/g)的黄原胶溶液；

步骤4)：在步骤3)制备的黄原胶溶液中加入乳铁素和茶多酚，混合均匀，乳铁素、茶多酚在黄原胶溶液中的浓度分别为0.2％～4.8％(g/g)和0.8％～6％(g/g)；

步骤5)：可食性抗菌膜的制备：将步骤2)制备的溶液和步骤4)制备的溶液以体积比为3～5∶1的比例混合后，加入氯化钙，氯化钙在混合溶液中的浓度为0.5％～2％(g/g)，得到抗菌膜液；将抗菌膜液铺展到有机玻璃板上成膜，成膜温度为60℃～90℃，成膜时间为3h～12h，制得可食抗菌膜。

优选地，所述抗菌膜液中可得然胶的浓度为1.5％～8％(g/g)，黄原胶的浓度为0.1％～0.5％(g/g)，乳铁素的浓度为0.05～0.8％(g/g)，鱼精蛋白的浓度为0.1％～2.5％(g/g)，茶多酚浓度为0.2％～1.0％(g/g)。

上述使用的可得然胶是由土壤杆菌属的细菌发酵产生的一种胞外中性多糖，以葡萄糖为结构单元通过β-1，3-D-葡萄糖苷键链接而成的线性大分子，相对分子量约为50～200万。1996年美国FDA批准了可得然胶在食品上应用。可得然胶不溶于水，成膜性好，可得然胶膜具有很好的阻水性，是制备防水膜的理想的天然多糖。

上述使用的鱼精蛋白是以鱼类精巢为原料分离得到的天然肽类，分子量通常在一万以下，由大约31个氨基酸组成，其中精氨酸含量很高。鱼精蛋白具有良好的抑菌性，是一种广谱、高效、安全的天然食品防腐剂。早在80年代鱼精蛋白己成功应用在马铃薯、乳油及饭团的保藏和保鲜上。用作食品防腐剂，鱼精蛋白有以下优点：抑菌谱广，包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌和霉菌；作为一种天然产物，具有很高的安全性，无臭、无味；热稳定性好，经高压灭菌而不丧失抑菌活性；作用pH值范围广，中性到碱性pH值范围内抑菌效果良好；食品中主要营养成分，如蛋白质、脂肪、糖类对鱼精蛋白抑菌活性影响较小；精氨酸含量丰富，具有很高的营养性。鱼精蛋白作为食品防腐剂也存在一些不足，鱼精蛋白对革兰氏阴性菌的抑菌效果较差，在酸性介质中抑菌活性较差。

上述使用的乳铁素是一类富含色氨酸的小分子抗菌肽，是乳铁蛋白经胃蛋白酶水解产生的一种由25个氨基酸组成的短肽，具备乳铁蛋白所有的生物学活性，如抗菌、抗病毒、免疫调节、抑制癌细胞生长等，乳铁素的抑菌效果是乳铁蛋白的400倍，且比乳铁蛋白更耐热，不易变性失活。

上述使用的茶多酚是茶叶中的天然提取产物，是茶叶中多酚类物质的总称，具有抗氧化、抗衰老、抗辐射、防腐保鲜、抑菌除臭等功能。茶多酚在食品贮藏保鲜中的应用，实际上就是利用其良好的抗氧化和抑菌的功效。茶多酚安全性好，对热和酸比较稳定。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)可得然胶具有可食性、成膜性和水不溶性，利用可得然胶制备的可食抗菌膜，既能满足成膜要求又对水有较好的阻隔作用；

(2)在可食膜中添加多种天然抗菌物质，各组分间协同增效、优势互补，使制备的抗菌膜抗菌谱广、抗菌性强。抗菌物质中，鱼精蛋白对革兰氏阳性菌和真菌有很好的抑菌效果，乳铁素对革兰氏阴性菌和阳性菌有很好的抑菌效果，茶多酚既有氧化性也有一定的抗菌性，三者的协同增效作用实现全面高效的抑菌效果；

(3)所用原料均为天然生物分子，无毒副作用，来源广泛，制备工艺简单。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。

实施例1

(1)称取4g可得然胶，溶于93.6g 1％(g/ml)NaOH溶液中，搅拌溶解；在可得然胶溶液中加入鱼精蛋白2.4g，充分混合，可得然胶和鱼精蛋白的含量分别为4％(g/g)和2.4％(g/g)；

(2)称取1.2g黄原胶，溶于94g 6％(g/ml)丙酸溶液中，然后加入1.2g乳铁素和3.6g茶多酚，混合均匀，黄原胶、乳铁素和茶多酚含量分别为1.2％(g/g)、1.2％(g/g)和3.6％(g/g)；

(3)取上述步骤(1)制备的溶液100g和步骤(2)制备的溶液20g混合，然后加入CaCl₂，使其含量为0.5％(g/g)，混匀后得到抗菌膜液；取抗菌膜液铺展到有机玻璃板上成膜，成膜温度为90℃搅拌，成膜时间为4h，制得可食抗菌膜。

实施例2

(1)称取10g可得然胶，溶于89.2g 2％(g/ml)NaOH溶液中，搅拌溶解；在可得然胶溶液中加入鱼精蛋白0.8g，充分混合，可得然胶和鱼精蛋白的含量分别为10％(g/g)和0.8％(g/g)；

(2)称取0.8g黄原胶，溶于94.8g 6％(g/ml)丙酸溶液中，然后加入3.2g乳铁素和1.2g茶多酚，混合均匀，黄原胶、乳铁素和茶多酚含量分别为0.8％(g/g)、3.2％(g/g)和1.2％(g/g)；

(3)取上述步骤(1)制备的溶液90g和步骤(2)制备的溶液30g混合，然后加入CaCl₂，使其含量为2％(g/g)，混匀后得到抗菌膜液；取抗菌膜液铺展到有机玻璃板上成膜，成膜温度为60℃，成膜时间为12h，制得可食抗菌膜。

实施例3

(1)称取8g可得然胶，溶于90g 1％(g/ml)NaOH溶液中，搅拌溶解；在可得然胶溶液中加入鱼精蛋白2g，充分混合，可得然胶和鱼精蛋白的含量分别为8％(g/g)和2％(g/g)；

(2)称取1.0g黄原胶，溶于93g 3％(g/ml)丙酸溶液中，然后加入3g乳铁素和3g茶多酚，混合均匀，使黄原胶、乳铁素和茶多酚含量分别为1％(g/g)、3％(g/g)和3％(g/g)；

(3)取上述步骤(1)制备的溶液80g和步骤(2)制备的溶液20g混合，然后加入CaCl₂，使其含量为1.5％(g/g)，混匀后得到抗菌膜液；取抗菌膜液铺展到有机玻璃板上成膜，成膜温度为80℃，成膜时间为8h，制得可食抗菌膜。

实施例4

(1)称取6g可得然胶，溶于92.5g 1％(g/ml)NaOH溶液中，搅拌溶解；在可得然胶溶液中加入鱼精蛋白1.5g，充分混合，使可得然胶和鱼精蛋白的含量分别为6％(g/g)和1.5％(g/g)；

(2)称取0.5g黄原胶，溶于95g 5％(g/ml)丙酸溶液中，然后加入2g乳铁素和2.5g茶多酚，混合均匀，使黄原胶、乳铁素和茶多酚含量分别为0.5％(g/g、2％(g/g)和2.5％(g/g)；

(3)取上述步骤(1)制备的溶液80g和步骤(2)制备的溶液20g混合，然后加入CaCl₂，使其含量为1％(g/g)，混匀后得到抗菌膜液；取抗菌膜液铺展到有机玻璃板上成膜，成膜温度为70℃，成膜时间为10h，制得可食抗菌膜。

表1是各实施例制备的膜与其它多糖膜水蒸气透过率比较。本发明制作的膜透湿性低于一般的多糖类膜。当膜的水蒸气透过率低于10^-10时，才能有较好的阻水性能，可见本发明制备的膜有较好的阻水性。表2为实施例3制备的抗菌膜的抑菌效果。本发明制备的抗菌膜不仅能抑制革兰氏阳性细菌，也能抑制革兰氏阴性菌、霉菌和酵母菌，抑菌谱宽。

表1抗菌膜的水蒸气透过率

表2实施例3制备的抗菌膜抑菌效果

Claims

1.一种可食抗菌膜，其特征在于，原料包括可得然胶、黄原胶、鱼精蛋白、乳铁素、茶多酚及氯化钙。

2.一种权利要求1所述的可食性抗菌膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的可食抗菌膜的制备方法，其特征在于，所述抗菌膜液中可得然胶的浓度为1.5％～8％(g/g)，黄原胶的浓度为0.1％～0.5％(g/g)，乳铁素的浓度为0.05～0.8％(g/g)，鱼精蛋白的浓度为0.1％～2.5％(g/g)，茶多酚浓度为0.2％～1.0％(g/g)。