CN104910502A - 缓释性食品保鲜薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缓释性食品保鲜薄膜及其制备方法，其原料包括：EVOH乙烯-乙烯醇共聚物、活性包合物颗粒、塑化剂；其中，所述活性包合物颗粒由β环糊精与植物精油抗菌剂按照摩尔比为10:1制得。本发明制备的缓释性食品保鲜薄膜既能发挥天然提取物强抗氧化及抗菌特性，又具有安全、绿色，缓慢释放活性成分等优势。

Description

缓释性食品保鲜薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及农产品保鲜膜技术领域，尤其涉及一种缓释性食品保鲜薄膜其制备方法。

背景技术

越来越多的食品需要采用保鲜技术进行保鲜，并且逐步将食品中抗菌抗氧化添加剂的作用被功能性抗菌抗氧化活性包装替代，而传统保鲜的方式包括对产品直接添加或浸涂抗菌抗氧化活性成分，或者是直接添加抗菌抗氧化活性成分在树脂材料中，但此类保鲜方式存在活性成分直接与树脂颗粒不均一混合、活性成分容易快速流失、无法控制释放活性成分等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种既能发挥天然提取物强抗氧化及抗菌特性，又安全、绿色，缓慢释放活性成分的缓释性食品保鲜薄膜其制备方法。

一种缓释性食品保鲜薄膜，其原料包括：EVOH、活性包合物颗粒、塑化剂；

EVOH与活性包合物颗粒的质量比为19:1；塑化剂与活性包合物颗粒的体积质量比1:2，单位ml/g；

其中，所述活性包合物颗粒由β环糊精与植物精油抗菌剂按照摩尔比为10:1制得。

进一步地，如上所述的缓释性食品保鲜薄膜，所述塑化剂为甘油。

进一步地，如上所述的缓释性食品保鲜薄膜，所述植物精油抗菌剂为柠檬醛或茴香醛或肉桂醛。

进一步地，如上所述的缓释性食品保鲜薄膜，所述活性包合物颗粒的制备方法为：

将摩尔比为10:1的β环糊精与植物精油抗菌剂在水浴恒温50℃，转速为180r/min,搅拌时间为90min进行包合，乙醇清洗，真空抽滤，真空干燥，研磨，过筛，即得所述活性包合物颗粒。

进一步地，如上所述的缓释性食品保鲜薄膜，所述真空干燥，真空度0.1Mpa，温度50℃，时间5小时。

进一步地，如上所述的缓释性食品保鲜薄膜，所述活性包合物颗粒以300目进行过筛。

一种缓释性食品保鲜薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将摩尔比为10:1的β环糊精与植物精油抗菌剂在水浴恒温50℃，转速为180r/min,搅拌时间为90min进行包合，乙醇清洗，真空抽滤，真空干燥，研磨，过筛，即得所述活性包合物颗粒；

(2)、将EVOH与活性包合物颗粒按照质量比为19:1进行充分混合；

(3)、加入塑化剂甘油，搅拌匀质，通过转矩流变仪和单螺杆挤出吹膜机制备得本发明缓释性食品保鲜膜，所述甘油与活性包合物颗粒的体积质量比1:2，单位ml/g。

8、根据权利要求7所述的缓释性食品保鲜薄膜的制备方法，其特征在于，所述转矩流变仪包括4个加热区，分为一区、二区、三区、四区；各加热区温度设定值为：一区165℃，二区185℃，三区190℃，四区185℃。

本发明利用β环糊精对植物精油抗菌剂的包合作用制得活性包合物微粒，将活性包合物微粒与高分子塑料均匀融合，最后通过挤出吹塑制得具有抗菌性能的EVOH食品包装薄膜。其中利用β环糊精本身特殊的分子结构，环状化合物，具有内疏水,外亲水的特殊分子结构，内部疏水特性可将植物精油包合在其环状内部，外部亲水，可与水性物质均匀混合，从而将疏水性的植物精油均匀分布在EVOH乙烯-乙烯醇共聚物中，从而制得了既能发挥天然提取物强抗氧化及抗菌特性，又安全、绿色，缓慢释放活性成分的缓释性食品保鲜薄膜。

附图说明

图1为缓释性食品保鲜膜牛肉感官(Sensory)随储存时间变化图；

图2为使用缓释性食品保鲜膜牛肉pH随储存时间变化图；

图3为缓释性食品保鲜膜牛肉菌落总数TBC(单位：log(CFU/g))随储存时间变化图；

图4为使用缓释性食品保鲜膜牛肉挥发性盐基氮(TVB-N)随储存时间变化图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

柠檬醛(3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛，CI，英文名称：Citral)是一种常用食用香料,并具有抗菌抗氧化性，常温下为淡黄色液体，有强的柠檬气味，难溶于水，可以和乙醇、乙醚混溶。柠檬醛也是一种广谱的抗菌剂和天然防腐剂。柠檬醛的主要来源是山苍子精油，而我国的山苍子精油产量居世界第一。柠檬醛对黄曲霉多种霉菌都具有较强的抑制作用，并可以减少霉菌毒素的产生。柠檬醛在存储过程中极易氧化、挥发而失去其抑菌功能。

肉桂醛(β苯丙烯醛，TC，英文名称：Trans-Cinnamaldehyde),主要是由桂皮、桂叶、桂枝等提取而得到。肉桂醛具有广谱的抗菌性,并且肉桂精油被美国食品与药品管理局确定为安全的天然产品。但肉桂醛是难溶于水，易挥发的物质，而失去其抑菌功能。

茴香醛(对甲氧基苯甲醛，AI，英文名称：Anisaldehyde)，具有沸点低且易挥发的特点，有较好的抑菌、杀虫活性和抗自由基氧化作用,可作为食品天然防腐剂和保鲜剂。

β环糊精(β-CD，英文名称β-Cyclodextrin)是由七个α-D(+)吡喃葡萄糖残基以α-1,4苷连接而成的环状化合物，具有内疏水,外亲水的特殊分子结构，这使得β-CD能作为宿主包络不同客体化合物，形成特殊的包络物。近年来β-CD已广泛被用于医药、食品、化学和农业等行业。本发明将以β-环糊精为原料，对茴香醛，肉桂醛，和柠檬醛进行包结研究，以达到使茴香醛，肉桂醛，和柠檬醛的水溶性，抗氧化和缓释性能增强的目的。

乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH,英文名称Ethylene vinyl alcohol),将乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相结合。EVOH树脂的最显著特点是其对气体的阻隔作用，它被用在包装结构中，通过防止氧气的渗入来提高香味和质量的保留程度。其性能优良,是水溶性聚合物,由这种材料制备的薄膜却具有优异的阻氧性、阻油性等优异性能,并能耐化学腐蚀性等,且在一定条件下具有水溶性和生物降解性。同时利用该材料水溶性特性，将活性包合微胶囊中抗菌抗氧化成分在一定条件下进行释放，使得缓释性能增强。

天然抗氧、抗菌保鲜剂是指从天然植物体或其代谢物中提取出来的具有抗菌抗氧化活性的物质。和人工合成保鲜剂相比，它们具有天然、高效、低毒等优点。本发明旨在通过将天然产物与材料科学结合起来，提升食品贮藏质量与货架期。

实施例1

预先称量摩尔比为10:l的β环糊精与柠檬醛(CI)，在水浴恒温50℃，在圆形烧瓶中加入200ml去离子水，加入β环糊精至完全溶解后，滴加柠檬醛(CI)，在水浴恒温50℃，转速为180r/min,搅拌时间为90min进行包合，乙醇清洗，真空抽滤，真空干燥(真空度0.1Mpa，温度50℃，时间5小时)，研磨，过筛(300目)，即得本发明所需的活性β-CD-CI活性包合物颗粒；

将EVOH乙烯-乙烯醇共聚物与活性包合物颗粒按照质量比为19:1进行充分混合，并按照甘油与活性包合物颗粒的体积质量比为1:2加入甘油均匀混合，经单螺杆吹膜设备制得到实验组缓释性食品保鲜薄膜A。

实施例2

预先称量摩尔比为10:l的β环糊精与茴香醛(AI),在水浴恒温65℃，在圆形烧瓶中加入200ml去离子水，加入β环糊精至完全溶解后，滴加茴香醛(AI)，在水浴恒温50℃，转速为180r/min,搅拌时间为90min进行包合，乙醇清洗，真空抽滤，真空干燥(真空度0.1Mpa，温度50℃，时间5hour)，研磨，过筛(300目)，即得本发明所需的活性β-CD-AI包合物颗粒；

将EVOH乙烯-乙烯醇共聚物与活性包合物颗粒按照质量比为19:1进行充分混合，并按照甘油与活性包合物颗粒的体积质量比为1:2加入甘油均匀混合，经单螺杆吹膜设备制得到实验组缓释性食品保鲜薄膜B。

实施例3

预先称量摩尔比为10:l的β环糊精与肉桂醛(TC)，在水浴恒温70℃，在圆形烧瓶中加入200ml去离子水，加入β环糊精至完全溶解后，滴加肉桂醛(TC)，在水浴恒温50℃，转速为180r/min,搅拌时间为90min进行包合，乙醇清洗，真空抽滤，真空干燥(真空度0.1Mpa，温度50℃，时间5hour)，研磨，过筛(300目)，即得本发明所需的活性β-CD-TC包合物颗粒；

将EVOH乙烯-乙烯醇共聚物与活性包合物颗粒按照质量比为19:1进行充分混合，并按照甘油与活性包合物颗粒的体积质量比为1:2加入甘油均匀混合，经单螺杆吹膜设备制得到实验组缓释性食品保鲜薄膜C。

实施例4

直接使用EVOH树脂颗粒经单螺杆吹膜设备制得到对照组缓释性食品保鲜薄膜D。

贮藏指标测定方法

1.牛肉失重率指标

牛肉在保藏期间，会发生不同程度的水分流失现象，它影响消费者对食品的接受度和最终质量。肌肉组织的滴水损失是不可避免的。详细记录了每组样品的质量变化情况，其失重率WLR(％)公式：

WLR％＝100％*[初始质量(g)-检测时牛肉质量(g)]/初始质量(g)

表1释性食品保鲜膜牛肉失重率(WLR％)随储存时间变化表

时间

1天

WLR

5天

WLR

8天

WLR

12天

WLR

EVOH-β-CD-CI

25.00±0.17

0.00

24.99±0.24

0.00

24.66±0.27

1.40

24.54±0.30

1.80

EVOH-β-CD-AI

25.00±0.21

0.00

24.9±0.22

0.00

24.86±0.16

0.60

24.76±0.25

1.00

EVOH-β-CD-TC

25.00±0.15

0.00

24.56±0.18

1.80

23.94±0.19

4.20

23.61±0.27

5.60

EVOH

25.00±0.08

0.00

24.89±0.14

0.40

24.51±0.23

2.00

24.11±0.18

3.60

时间

15天

WLR

18天

WLR

22天

WLR

25天

WLR

EVOH-β-CD-CI

24.46±0.15

2.20

24.32±0.08

2.70

23.12±0.21

7.50

23.06±0.22

7.80

EVOH-β-CD-AI

24.65±0.12

1.40

24.57±0.14

1.70

24.26±0.23

3.00

23.91±0.21

4.40

EVOH-β-CD-TC

23.50±0.18

6.00

23.02±0.25

7.90

22.52±0.20

9.90

22.16±0.10

11.40

EVOH

23.89±0.21

4.40

23.25±0.21

7.00

23.05±0.18

7.80

22.81±0.15

8.80

由上表知：在实验保质期为25天时，牛肉失重率(WLR％)从低到高分别由EVOH乙烯-乙烯醇共聚物分别与β-CD-AI，β-CD-CI,β-CD-TC活性包合物颗粒薄膜包装，其具体失重率分别为4.40％，7.80％，和11.40％。牛肉品质中，其失重率较高者，即表示其水分丢失较高，牛肉品质较差。

2.牛肉感官指标

感官检验(Sensory)主要是观察肉品表面和切面的颜色，观察和触摸肉品表面和新切面的干燥、湿润及粘手度，用手指按压肌肉判断肉品的弹性，嗅闻气味判断是否变质而发出氨哧、酸味和臭味，观察嗅闻其气味，最后根据检验结果作出综合判定，其中主要检测方法按照GB/T 17238-2008鲜、冻分割牛肉执行,见图1。

由图1得知：牛肉感官评定，是消费者对于食品购买的第一选择要素，其主要决定消费者购买欲望。当牛肉感官指标未能达到消费者的期待值，即消费者不产生购买动力，因此感官评定也是牛肉保质期主要评定指标之一。在此标准下，牛肉保质期由长到短分别为，由EVOH乙烯-乙烯醇共聚物分别与β-CD-AI，β-CD-CI,β-CD-TC活性包合物颗粒薄膜包装的牛肉，保质期分别为22天，22天，17天。

3.牛肉pH值指标

牛肉保藏期间，pH值受到肉质本身因素及微生物的影响，有所变化。可以间接考察牛肉品质变化情况。对样品pH值的测定，取3个平行样的平均值。每组每个样中的25g肉，打碎后，分别加入225ml蒸馏水(4℃)，拍打15min后，将滤液倒出，均匀分为3个小烧杯后，每个样品做3个重复，每次测量后，PH计需使用去离子水进行清洗后，测量下一组数据；测定滤液的PH值，并记录数据，数据保留3位有效数据,见图2。

由图2得知：在牛肉的PH变化中，PH值为5.8时，为初级酸败，说明牛肉进入腐败阶段，PH值为6.3时，为完全酸败。在此设定值下，牛肉进入腐败阶段，即保质期由长到短分别为，由EVOH乙烯-乙烯醇共聚物分别与β-CD-AI，β-CD-CI,β-CD-TC活性包合物颗粒薄膜包装的牛肉，保质期分别为17天，16天，14天。

4.牛肉微生物指标

牛肉发生腐败变质的原因很多，但主要是腐败性细菌作用的结果。细菌污染肉体的路径，少数是内源性感染，多数外源性污染。污染肉体(或肉块)的细菌，可由表层向深层侵入，随着侵入的深度而发生菌类交替，即需氧菌仅在表面发育，厌氧菌在深层繁殖。其主要的操作步骤为GB4789.2-2010食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定方法,见图3；

由图3得知：在牛肉的菌落总数TBC(单位：log(CFU/g))变化中，其中菌落总数TBC为6个log(CFU/g)时，此时牛肉细菌值达到消费者无法食用阶段。在此设定值下，牛肉保质期由长到短分别为，由EVOH乙烯-乙烯醇共聚物分别与β-CD-AI，β-CD-CI,β-CD-TC活性包合物颗粒薄膜包装的牛肉，保质期分别为27天，26天，25天。

5.牛肉挥发性盐基氮(TVB-N)指标

TVB-N含量是国家食品法规规定的检测肉新鲜度的重要指标之一,TVB-N是肉类在发生腐败过程中，肉中的蛋白质被分解产生的胺类等挥发性物质，被用来指示肉品的新鲜度。用自动定氮仪测定上述肉浸液的TVB-N值。每个样品做3个重复。国标中规定一级鲜肉TVB-N值小于0.15mgN/g；二级鲜肉为0.15-0.20mgN/g；腐败肉的TVB-N值大于0.20mgN/g，腐败点为0.20mgN/g.见图4；

由图4知：在牛肉的挥发性盐基氮(TVB-N)变化中，TVB-N为20mgN/100g。在此设定值下，牛肉进入二级腐败阶段，即保质期由长到短分别为，由EVOH乙烯-乙烯醇共聚物分别与β-CD-AI，β-CD-CI,β-CD-TC活性包合物颗粒薄膜包装的牛肉，保质期分别为17天，15天，14.5天。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种缓释性食品保鲜薄膜，其特征在于，其原料包括：EVOH、活性包合物颗粒、塑化剂；

EVOH与活性包合物颗粒的质量比为19:1；塑化剂与活性包合物颗粒的体积质量比1:2，单位ml/g；

其中，所述活性包合物颗粒由β环糊精与植物精油抗菌剂按照摩尔比为10:1制得。

2.根据权利要求1所述的缓释性食品保鲜薄膜，其特征在于，所述塑化剂为甘油。

3.根据权利要求1所述的缓释性食品保鲜薄膜，其特征在于，所述植物精油抗菌剂为柠檬醛或茴香醛或肉桂醛。

4.根据权利要求1所述的缓释性食品保鲜薄膜，其特征在于，所述活性包合物颗粒的制备方法为：

将摩尔比为10:1的β环糊精与植物精油抗菌剂在水浴恒温50℃，转速为180r/min,搅拌时间为90min进行包合，乙醇清洗，真空抽滤，真空干燥，研磨，过筛，即得所述活性包合物颗粒。

5.根据权利要求4所述的缓释性食品保鲜薄膜，其特征在于，所述真空干燥，真空度0.1Mpa，温度50℃，时间5小时。

6.根据权利要求4所述的缓释性食品保鲜薄膜，其特征在于，所述活性包合物颗粒以300目进行过筛。

7.一种缓释性食品保鲜薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将摩尔比为10:1的β环糊精与植物精油抗菌剂在水浴恒温50℃，转速为180r/min,搅拌时间为90min进行包合，乙醇清洗，真空抽滤，真空干燥，研磨，过筛，即得所述活性包合物颗粒；

(2)、将EVOH与活性包合物颗粒按照质量比为19:1进行充分混合；

(3)、加入塑化剂甘油，搅拌匀质，通过转矩流变仪和单螺杆挤出吹膜机制备得本发明缓释性食品保鲜膜，所述甘油与活性包合物颗粒的体积质量比1:2，单位ml/g。

8.根据权利要求7所述的缓释性食品保鲜薄膜的制备方法，其特征在于，所述转矩流变仪包括4个加热区，分为一区、二区、三区、四区；各加热区温度设定值为：一区165℃，二区185℃，三区190℃，四区185℃。