CN104877155A - 利用金枪鱼鱼头制备明胶-ZnO纳米复合膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用金枪鱼鱼头制备明胶-ZnO纳米复合膜的方法，技术工艺包括金枪鱼鱼头明胶的制备，ZnO纳米溶液的制备，然后将制备的明胶加入到ZnO纳米溶液中，并辅以抗氧化剂和增塑剂制成成膜溶液，最后将调制成功的成膜溶液倒在聚氯乙烯水晶板上进行刮制、干燥、揭膜、制成明胶-ZnO纳米复合膜。本发明以金枪鱼鱼头为主要原料，为金枪鱼加工下脚料的高值化利用开辟了一条新途径；制备的明胶-ZnO纳米复合膜具有抗氧化和抑菌等显著特点。
Description
技术领域
本发明属于食品质量与安全技术领域，涉及一种功能性的包装膜的生产方法，尤其涉及一种利用金枪鱼鱼头制备明胶-ZnO纳米复合膜的方法。
背景技术
塑料包装材料的大量使用，给人们的生活带来了极大的方便，然而塑料废弃物对环境的负面影响以及塑料包装材料在卫生性能方面存在的潜在危险也日益突出，特别是塑化剂事件的产生，使得人们对塑料包装材料产生了更多恐惧。因此，寻找塑料包装材料的替代品成为食品包装领域研究的热点。而天然生物大分子化合物，如淀粉、琼脂、卡拉胶、明胶等往往具有较好的可塑性和高弹性，逐渐成为制备包装用生物膜的候选物质。其次，随着人们生活质量的逐渐提高，人们希望包装用生物膜在满足基本的阻止水、水气或各种溶质的渗透功能外，能够具有更多的功能，如具有抑菌、抗氧化活性，从而提高所包装食品的质量，延长货架期。
金枪鱼是一种重要的大宗远洋性商品食用鱼，年捕获量超过600万吨。金枪鱼加工过程中，大量的鱼头加工成饲料或者直接丢弃，浪费了宝贵的渔业资源。而现有研究表明，鱼头中含有大量的胶原蛋白和不饱和脂肪酸等物质，是制备明胶和高品质鱼油的优质材料。经检索，以金枪鱼鱼头制备包装用生物膜的研究未见报道。
基于此，申请者以金枪鱼鱼头为原料，通过系列工艺处理，制备一种具有抗氧化、抗菌活性的明胶-ZnO纳米复合膜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用金枪鱼鱼头制备具有抗氧化、抗菌活性的利用金枪鱼鱼头制备明胶-ZnO纳米复合膜的方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：本发明具体为一种利用金枪鱼鱼头制备具有抗氧化、抗菌活性的明胶-ZnO纳米复合膜的方法，它通过一定的工艺制备金枪鱼鱼头明胶和ZnO纳米溶液，并添加抗氧化剂和增塑剂，通过刮膜、干燥成型后获得明胶-ZnO纳米复合膜，具体步骤如下：
(1) 金枪鱼鱼头的预处理：取金枪鱼鱼头，于80～90℃保温5～10 min，去除残肉，剁成小块后用组织捣碎机粉碎，按照料液比1 g:10～15 mL加入0.3 mol/L NaOH溶液于4℃下浸泡3～5 h，脱除非胶原蛋白；处理后鱼头洗涤至中性、沥干，按照料液比1 g:5～10 mL加入0.5 mol/L 乙二胺四乙酸（EDTA）溶液，于4 ℃下浸泡3～5天，每天更换1次EDTA溶液，脱除鱼头中的钙，干燥，得鱼头粉末。
金枪鱼鱼头明胶的制备：按照料液比1 g:5～10 mL向鱼头粉末中加入3～5% HCl溶液，浸泡15～18 h后，洗至中性，然后按照料液比1 g:10～15 mL将双蒸水加入到鱼骨粉中，于65～70℃保温3～5 h，过滤，滤液真空浓缩，于65～75℃真空干燥得金枪鱼鱼头明胶。
氧化锌（ZnO）纳米颗粒溶液的制备：将羧甲基纤维素（CMC）按照料液比1g:0.8～1.2L加入到95℃双蒸水中搅拌15～20 min，冷却至20～25℃，将锌前驱体加入到CMC溶液中至浓度达到2.0～3.0 mmol/L，然后按照NaOH 溶液（1 mol/L）与CMC溶液体积比1:20～30逐滴加入NaOH 溶液，于20～25℃搅拌3～5 h，得ZnO纳米颗粒溶液。
明胶-ZnO纳米复合膜成膜溶液的制备：按照料液比1g:35～40 mL将步骤(2)制备的明胶加入到步骤(3)制备的ZnO纳米颗粒溶液中，于20～25℃搅拌1.5～2 h至明胶完全溶解，然后加入明胶质量3～5%抗氧化剂和明胶质量25～30%的增塑剂，于85～90℃搅拌25～30 min，搅拌均匀后利用脱泡机进行脱泡，制成成膜溶液。
复合活性可食性膜的制备：将调制好的成膜溶液均匀地倒在聚氯乙烯水晶板上进行刮制成膜，在25～30℃相对湿度45～55%下干燥3～5天，脱膜即得金枪鱼鱼头明胶-ZnO纳米复合膜。
制备得到的明胶-ZnO纳米复合膜含有明胶：ZnO：抗氧化剂：甘油=20～22：0.16～0.24：0.6～1：5～6。
作为改进，步骤(1)中所述金枪鱼为鲣鱼（Katsuwonus pelamis）。
作为改进，步骤(3)中所述锌前驱体为碳酸锌。
作为改进，步骤(4)中所述抗氧化剂为维生素C和茶多酚按照1:2～2:1制成的混合物。
作为改进，步骤(4)中所述增塑剂为甘油。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明利用金枪鱼鱼头为原料，既可以显著提高金枪鱼加工的附加值，又可以减少金枪鱼加工废弃物对环境的污染。
2、本发明制备的明胶-ZnO纳米复合膜含有维生素C，可以抑制由紫外线引起的食品脂质过氧化作用；同时，复合膜中的ZnO可显著抑制沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌和溶血性链球菌的繁殖。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：
(1) 金枪鱼鱼头的预处理：取鲣鱼（Katsuwonus pelamis）鱼头，于85℃保温10 min，去除残肉，剁成小块后用组织捣碎机粉碎，按照料液比1 g:10 mL加0.3 mol/L NaOH溶液于4℃下浸泡4 h，脱除非胶原蛋白；处理后鱼头洗涤至中性、沥干，按照料液比1 g:10 mL加入0.5 mol/L乙二胺四乙酸（EDTA）溶液，于4 ℃下浸泡3天，每天更换1次EDTA溶液，脱除鱼头中的钙，干燥，得鱼头粉末。
金枪鱼鱼头明胶的制备：按照料液比1 g: 10 mL向鱼头粉末中加入3% HCl溶液，浸泡18 h后，洗至中性，然后按照料液比1 g:10 mL将双蒸水加入到鱼骨粉中，于65℃保温4 h，过滤，滤液真空浓缩，于75℃真空干燥得金枪鱼鱼头明胶。
氧化锌（ZnO）纳米颗粒溶液的制备：将羧甲基纤维素（CMC）按照料液比1g:0.8L加入到95℃双蒸水中搅拌20 min，冷却至25℃，将碳酸锌加入到CMC溶液中至浓度达到2.0 mmol/L，然后按照NaOH 溶液（1 mol/L）与CMC溶液体积比1:25逐滴加入NaOH 溶液，于25℃搅拌3 h，得ZnO纳米颗粒溶液。
明胶-ZnO纳米复合膜成膜溶液的制备：按照料液比1g:35～40 mL将步骤(2)制备的明胶加入到步骤(3)制备的ZnO纳米颗粒溶液中，于20℃搅拌1.5 h至明胶完全溶解，然后加入明胶质量3%抗氧化剂（维生素C与茶多酚质量比为1:1）和明胶质量25%的甘油，于90℃搅拌30 min，搅拌均匀后利用脱泡机进行脱泡，制成成膜溶液。
复合活性可食性膜的制备：将调制好的成膜溶液均匀地倒在聚氯乙烯水晶板上进行刮制成膜，在25℃相对湿度50%下干燥3天，脱膜即得金枪鱼鱼头明胶-ZnO纳米复合膜。
本发明制备的明胶-ZnO纳米复合膜含有维生素C和茶多酚，可以抑制由紫外线引起的食品脂质过氧化作用；同时，复合膜中的ZnO可显著抑制沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌和溶血性链球菌的繁殖。因此，该复合膜作为食品包装材料，可抑制脂质过氧化和致病微生物的生长，延长食品的货架期，提高食品质量。
最后，尚需注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种利用金枪鱼鱼头制备具有抗氧化、抗菌活性的明胶-ZnO纳米复合膜的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
① 金枪鱼鱼头的预处理：取金枪鱼鱼头，于80～90℃保温5～10 min，去除残肉，剁成小块后用组织捣碎机粉碎，按照料液比1 g:10～15 mL加入0.3 mol/L NaOH溶液于4℃下浸泡3～5 h，脱除非胶原蛋白；处理后鱼头洗涤至中性、沥干，按照料液比1 g:5～10 mL加入0.5 mol/L乙二胺四乙酸溶液，于4 ℃下浸泡3～5天，每天更换1次乙二胺四乙酸溶液，脱除鱼头中的钙，干燥，得鱼头粉末；
② 金枪鱼鱼头明胶的制备：按照料液比1 g:5～10 mL向鱼头粉末中加入3～5% HCl溶液，浸泡15～18 h后，洗至中性，然后按照料液比1 g:10～15 mL将双蒸水加入到鱼骨粉中，于65～70℃保温3～5 h，过滤，滤液真空浓缩，于65～75℃真空干燥得金枪鱼鱼头明胶；
③ ZnO纳米颗粒溶液的制备：将羧甲基纤维素按照料液比1g:0.8～1.2L加入到95℃双蒸水中搅拌15～20 min，冷却至20～25℃，将锌前驱体加入到CMC溶液中至浓度达到2.0～3.0 mmol/L，然后将1 mol/L的NaOH 溶液与CMC溶液按照体积比1:20～30逐滴加入NaOH 溶液，于20～25℃搅拌3～5 h，得ZnO纳米颗粒溶液；
④ 明胶-ZnO纳米复合膜成膜溶液的制备：按照料液比1g:35～40 mL将步骤(2)制备的明胶加入到步骤(3)制备的ZnO纳米颗粒溶液中，于20～25℃搅拌1.5～2 h至明胶完全溶解，然后加入明胶质量3%抗氧化剂和明胶质量25～30%的增塑剂，于85～90℃搅拌25～30 min，搅拌均匀后利用脱泡机进行脱泡，制成成膜溶液；
⑤ 复合活性可食性膜的制备：将调制好的成膜溶液均匀地倒在聚氯乙烯水晶板上进行刮制成膜，在25～30℃相对湿度45～55%下干燥3～5天后，脱膜即得金枪鱼鱼头明胶-ZnO纳米复合膜。
2.根据权利要求1 所述的一种利用金枪鱼鱼头制备具有抗氧化、抗菌活性的明胶-ZnO纳米复合膜的方法，其特征在于：步骤①中金枪鱼为Katsuwonus pelamis。
3.根据权利要求1 所述的一种利用金枪鱼鱼头制备具有抗氧化、抗菌活性的明胶-ZnO纳米复合膜的方法，其特征在于：步骤③中锌前驱体为碳酸锌。
4.根据权利要求1 所述的一种利用金枪鱼鱼头制备具有抗氧化、抗菌活性的明胶-ZnO纳米复合膜的方法，其特征在于：步骤④中抗氧化剂为维生素C和茶多酚按照1:2～2:1制成的混合物，增塑剂为甘油。
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|---|---|---|---|---|
| CN108586830A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-09-28 | 浙江海洋大学 | 一种壳聚糖-明胶可食性保鲜膜的制备方法 |
| CN115612182A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-01-17 | 广西民族大学 | CMC/淀粉/ZnO/花青素智能活性包装膜及其制备方法 |
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| CN102276858A (zh) * | 2011-08-04 | 2011-12-14 | 福州大学 | 一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法 |
| CN103540142A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-29 | 宁波大学 | 一种鱿鱼皮明胶可食性复合膜及其制备方法 |
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2015
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