CN105053153B - 一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法 - Google Patents
一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO‑壳聚糖涂膜的制备方法。使用纳米SiO2/TiO2/ZnO‑壳聚糖涂膜对鱼丸进行低温贮藏保鲜。其工艺简单、成本低廉;相对传统的冷冻处理会破坏其凝胶结构,并影响口感和风味,能耗高,该技术有着相当明显的优势。从保鲜实验数据可知,使用该纳米SiO2/TiO2/ZnO‑壳聚糖涂膜对鱼丸进行低温贮藏保鲜无不良影响,且能很好地延长鱼丸货架期。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备及其鱼丸保鲜应用。
背景技术
近年来,鱼糜和鱼糜制品的生产量和市场需求量不断增高。鱼糜及鱼糜制品生产加工工艺及保鲜技术改进的研究具有很高的商业价值。鱼糜制品低温下易储藏、食用方便、营养价值高,而且其生产工艺简单,对原料要求不高,能够提高低价鱼的经济价值。鱼丸是传统的鱼糜制品,适于各类人群消费,但鱼丸丰富的营养和较高的水分使其在常温下极易变质。传统的冷冻或高温处理会破坏其凝胶结构并影响口感和风味,且能耗高。所以保持鱼丸良好的质构和风味、延长其保鲜期、降低能耗具有重大的产业意义。
由于壳聚糖安全无毒,易成膜,其涂膜具有良好的黏附性、通透性、抗菌性、保湿性和一定的弹韧性,且对氧气﹑二氧化碳﹑水等气体具有选择渗透作用,是一种极具开发价值的保鲜剂。但单一壳聚糖涂膜的机械强度差、易破碎、韧性不够,对氧气﹑二氧化碳通透性的调控能力差。
随着纳米技术的发展,近年来人们发现,纳米材料由于其较高的比表面积和增强的生物活性在抗菌方面显示出了明显优势。ZnO具有良好的热稳定性、持久性,且锌元素是人体所必需的微量元素,与人体相容性好,价格较低,使其成为良好的无机抗菌材料。TiO2具有很好的光催化活性,化学稳定性高,对人体安全无害、成本低,是一种理想的无机抗菌剂。在TiO2表面生成的·OH和·O2-基团有极强的氧化能力,能使大部分有机污染物和细菌、霉菌分解为CO2和H2O 等无害物质。由于无机纳米材料具有较大的表面积,且改性后其表面亲油基团增加,可以与涂膜材料壳聚糖结合,从而得到力学性能和透气性能优于单一壳聚糖涂膜的复合涂膜;无机纳米材料具有良好的抑菌性能,使其与壳聚糖复合有助于提高涂膜的抑菌性能。
发明内容
本发明提供了应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法,其目的是以简单工艺、低成本获取保鲜效果更好的涂膜保鲜材料。
技术方案
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜制备方法,其特征是:该方法步骤如下:
(1)ZnO/TiO2纳米粉体改性
取ZnO/TiO2纳米粉体3~10mg,加入0.6~1.0mL浓度为0.1~2.0‰的表面活性剂,再加水定容至10.00mL,50~100℃水浴加热1~4h后超声分散0.5~2h,得到改性的纳米粉体悬浊液。
(2)涂膜溶液的制备
取壳聚糖加入到质量浓度为0.2%~3%的冰醋酸溶液中,在20℃~80℃下搅拌,配制质量体积浓度为5g/L~50g/L的壳聚糖溶液,待其充分溶解后,在搅拌条件下,于0.1~2h内将酸性硅溶胶加至壳聚糖溶液中,酸性硅溶胶的加入量以SiO2计为0.01~0.5g/L,搅拌均匀后加入步骤(1)中改性好的纳米粉体悬浊液,添加粉体与壳聚糖质量比控制在0.05~0.4%,40℃水浴搅拌1h后向溶液中添加壳聚糖溶液体积分数为0.3~0.7%甘油,搅拌混合均匀,超声脱气,得 SiO2/TiO2/ZnO复合壳聚糖保鲜涂膜溶液。
ZnO/TiO2纳米粉体为Zn掺杂量为3~6%的纳米TiO2粉体。
步骤(1)中所述表面活性剂为六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇-400、聚乙二醇-4000、聚乙二醇-10000中的一种。
上述所制备的应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜在各类鱼丸保鲜中的应用,鱼丸保鲜步骤如下:
将成型,凝胶化,煮熟冷却的鱼丸浸渍于纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖食品保鲜涂膜溶液中后捞出,风干,即在鱼丸表面形成了纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖食品保鲜涂膜;装于空气包装保鲜袋中密封于0~4℃中冷藏保鲜。
将鱼丸浸渍于纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜溶液中1min~2min后捞出,风干。
优点及效果
本发明具有如下优点及有益效果:
(1)工艺简单、成本低廉。
(2)传统的冷冻处理会破坏鱼丸的凝胶结构并影响口感和风味,且能耗高。该技术很好地解决了该问题,使鱼丸的冷藏保鲜货架期延长。
附图说明
图1为ZnO/TiO2纳米粉体XRD图。
图2为ZnO/TiO2纳米粉体SEM图。
图3为实施例1中涂膜的断面SEM图。
图4为实施例1中涂膜的平面SEM图。
图5为未添加ZnO/TiO2纳米粉体涂膜的断面SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明在原位合成纳米SiOx的壳聚糖涂膜中添加经改性处理的ZnO/TiO2纳米材料,制备SiO2/TiO2/ZnO复合壳聚糖保鲜涂膜。该工艺操作简单,成本低廉,且该涂膜在用于鱼丸保鲜中能很好地保持鱼丸质构和风味,延长其货架期。
本发明提出了一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法,该方法步骤如下:
(1)TiO2/ZnO纳米粉体改性
取ZnO/TiO2纳米粉体3~10mg,加入0.6~1.0mL质量浓度为0.1~2.0‰的表面活性剂,再加水定容至10.00mL,50~100℃水浴加热1~4h后超声分散0.5~2 h,得到改性的纳米粉体悬浊液。
(2)涂膜溶液的制备
取壳聚糖加入到质量浓度为0.2%~3%的冰醋酸溶液中,在20℃~80℃下搅拌,配制质量体积浓度为5g/L~50g/L的壳聚糖溶液,待其充分溶解后,在搅拌条件下,于0.1~2h内将酸性硅溶胶加至壳聚糖溶液中,酸性硅溶胶的加入量以SiO2计为0.01~0.5g/L,搅拌均匀后加入步骤(1)中改性好的纳米粉体悬浊液,添加粉体与壳聚糖质量比控制在0.05~0.4%,40℃水浴搅拌1h后向溶液中添加壳聚糖溶液体积分数为0.3~0.7%甘油,搅拌混合均匀,超声脱气,得 SiO2/TiO2/ZnO复合壳聚糖保鲜涂膜溶液。
步骤(1)中ZnO/TiO2纳米粉体为Zn掺杂量为3~6%的纳米TiO2粉体。该纳米TiO2粉体系采用水热合成法制备,分散性较好,基本无团聚,粒度为5-10 nm。当Zn掺杂量为3~6%时,粉体的粒度均匀,分散性更优,且其抗菌性能较好。经改性处理后,Zn掺杂量为3~6%的纳米TiO2粉体对壳聚糖涂膜的力学性能和透气性能有明显改善。
步骤(1)中所述表面活性剂为六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇-400、聚乙二醇-4000、聚乙二醇-10000中的一种。
(3)鱼丸制备
流水解冻鱼糜0.5~1h,切碎空斩1min,加入质量分数分别为15%的淀粉、 3%的盐、15%的水,继续斩拌20min,成型于40℃水浴中凝胶化30min,90℃煮30min,捞出冷却备用。
(4)鱼丸保鲜
将鱼丸浸渍于纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖食品保鲜涂膜溶液中1min~2min 后取出,风干,即在食品表面形成了纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜。装于空气包装保鲜袋中密封于0~4℃中冷藏保鲜。
实施例1:
一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法,其步骤如下:
(1)ZnO/TiO2纳米粉体改性
称取Zn掺杂量为3%的纳米TiO2 10mg,加入1.0mL浓度为2.0‰的六偏磷酸钠,在加水定容至10mL,100℃水浴加热1h后超声2h;得到改性的纳米粉体。
(2)涂膜溶液的制备
取壳聚糖加入到质量浓度为3.0%的冰醋酸溶液中,在40℃下搅拌,配制质量体积浓度为15g/L的壳聚糖溶液,待其充分溶解后,在搅拌条件下,于0.5h 内将酸性硅溶胶加至壳聚糖溶液中,酸性硅溶胶的加入量以SiO2计为0.5g/L,搅拌均匀后加入步骤(1)中改性好的纳米粉体悬浊液,添加粉体与壳聚糖质量比为0.2%,40℃水浴搅拌1h后向溶液中添加壳聚糖溶液体积分数为0.3%甘油,混合均匀,超声脱气,得复合壳聚糖保鲜涂膜溶液。
(3)鲢鱼丸制备
流水解冻鱼糜0.5~1h,切碎空斩1min,加入质量分数分别为15%的淀粉、3%的盐、15%的水,继续斩拌20min,成型于40℃水浴中凝胶化30min,90℃煮30min,捞出冷却备用。
(4)鱼丸保鲜
将鱼丸浸渍于纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖食品保鲜涂膜溶液中1min~2min 后取出,风干,即在食品表面形成了纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜。装于空气包装保鲜袋中密封于4℃中冷藏保鲜。
(5)保鲜指标的检测
未涂膜保鲜鱼丸冷藏保鲜指标为:
12天后菌落总数1.5×108cfu/g,白度为69.76±0.31,pH为7.10±0.05,硬度为436.62±40.47g,咀嚼度为346.42±35.68g/s,三甲胺含量3.02±0.18μg/mL; 16天后三甲胺含量为16.32±0.21μg/mL。
本实施例涂膜保鲜鱼丸冷藏保鲜指标为:
12天后菌落总数1.5×104cfu/g,白度为69.94±0.22,pH为6.91±0.01,硬度为366.87±54.43g,咀嚼度为403.04±47.74g/s,三甲胺含量2.64±0.09μg/mL; 16天后三甲胺含量为4.11±0.14μg/mL。
实施例2
一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法,其步骤如下:
(1)ZnO/TiO2纳米粉体改性
称取Zn掺杂量为6%的纳米TiO2 5mg,加入0.6mL浓度为1.0‰的十二烷基苯磺酸钠,在加水定容至10mL,50℃水浴加热4h后超声0.5h;得到改性的纳米粉体。
(2)涂膜溶液的制备
取壳聚糖加入到质量浓度为1.5%的冰醋酸溶液中,在80℃下搅拌,配制质量体积浓度为50g/L的壳聚糖溶液,待其充分溶解后,在搅拌条件下,0.1h内将酸性硅溶胶加至壳聚糖溶液中,酸性硅溶胶的加入量以SiO2计为0.01g/L,搅拌均匀后加入步骤(1)中改性好的纳米粉体,添加粉体与壳聚糖质量比为0.4%, 40℃水浴搅拌1h后向溶液中添加壳聚糖溶液体积分数为0.7%甘油,混合均匀,超声脱气,得复合壳聚糖保鲜涂膜溶液。
(3)鲢鱼丸制备
流水解冻鱼糜0.5~1h,切碎空斩1min,加入质量分数分别为15%的淀粉、 3%的盐、15%的水,继续斩拌20min,成型于40℃水浴中凝胶化30min,90℃煮30min,捞出冷却备用。
(4)鱼丸保鲜
将鱼丸浸渍于纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖食品保鲜涂膜溶液中1min~2min 后取出,风干,即在食品表面形成了纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜。装于空气包装保鲜袋中密封于0℃中冷藏保鲜。
(5)保鲜指标的检测
本实施例涂膜保鲜鱼丸冷藏保鲜指标为:
12天后菌落总数3.9×104cfu/g,白度为69.88±0.34,pH为6.86±0.01,硬度为333.63±14.2g,咀嚼度为363.32±20.02g/s,三甲胺含量2.80±0.15μg/mL;16 天后三甲胺含量为5.14±0.17μg/mL。
实施例3
一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法,其步骤如下:
(1)ZnO/TiO2纳米粉体改性
称取Zn掺杂量为5%的纳米TiO2 3mg,加入0.8mL浓度为1.5‰的十二烷基硫酸钠,在加水定容至10mL,80℃水浴加热2h后超声1h;得到改性的纳米粉体。
(2)涂膜溶液的制备
取壳聚糖加入到质量浓度为0.2%的冰醋酸溶液中,在20℃下搅拌,配制质量体积浓度为5g/L的壳聚糖溶液,待其充分溶解后,在搅拌条件下,2h内将酸性硅溶胶加至壳聚糖溶液中,酸性硅溶胶的加入量以SiO2计为0.3g/L,搅拌均匀后加入步骤(1)中改性好的纳米粉体,添加粉体与壳聚糖质量比为0.05%, 40℃水浴搅拌1h后向溶液中添加壳聚糖溶液体积分数为0.5%甘油,混合均匀,超声脱气,得复合壳聚糖保鲜涂膜溶液。
鱼丸保鲜
将鱼丸浸渍于纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖食品保鲜涂膜溶液中1min~2min 后取出,风干,即在食品表面形成了纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜。装于空气包装保鲜袋中密封于2℃中冷藏保鲜。
其它步骤同实施例1。
本实施例涂膜保鲜鱼丸冷藏保鲜指标为:
12天后菌落总数6.3×104cfu/g,白度为69.85±0.28,pH为6.88±0.02,硬度为353.54±25.3g,咀嚼度为386.24±15.26g/s,三甲胺含量2.91±0.012μg/mL; 16天后三甲胺含量为4.32±0.19μg/mL。
实施例4
ZnO/TiO2纳米粉体改性时,表面活性剂采用聚乙二醇-400、聚乙二醇-4000、或聚乙二醇-10000,其它步骤同实施例1。
Claims (5)
1.一种应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜制备方法,其特征是:该方法步骤如下:
(1)ZnO/TiO2纳米粉体改性
取ZnO/TiO2纳米粉体3~10mg,加入0.6~1.0mL浓度为0.1~2.0‰的表面活性剂,再加水定容至10.00mL,50~100℃水浴加热1~4h后超声分散0.5~2h,得到改性的纳米粉体悬浊液;
(2)涂膜溶液的制备
取壳聚糖加入到质量浓度为0.2%~3%的冰醋酸溶液中,在20℃~80℃下搅拌,配制质量体积浓度为5g/L~50g/L的壳聚糖溶液,待其充分溶解后,在搅拌条件下,于0.1~2h内将酸性硅溶胶加至壳聚糖溶液中,酸性硅溶胶的加入量以SiO2计为0.01~0.5g/L,搅拌均匀后加入步骤(1)中改性好的纳米粉体悬浊液,添加粉体与壳聚糖质量比控制在0.05~0.4%,40℃水浴搅拌1h后向溶液中添加壳聚糖溶液体积分数为0.3~0.7%甘油,搅拌混合均匀,超声脱气,得SiO2/TiO2/ZnO复合壳聚糖保鲜涂膜溶液。
2.根据权利要求1所述的应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法,其特征在于:ZnO/TiO2纳米粉体为Zn掺杂量为3~6%的纳米TiO2粉体。
3.根据权利要求1所述的应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述表面活性剂为六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇-400、聚乙二醇-4000、聚乙二醇-10000中的一种。
4.根据权利要求1所制备的应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜在各类鱼丸保鲜中的应用,其特征在于:鱼丸保鲜步骤如下:
将成型,凝胶化,煮熟冷却的鱼丸浸渍于纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖食品保鲜涂膜溶液中后捞出,风干,即在鱼丸表面形成了纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖食品保鲜涂膜;装于空气包装保鲜袋中密封于0~4℃中冷藏保鲜。
5.根据权利要求1所述的应用于鱼丸保鲜的纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜在各类鱼丸保鲜中的应用,其特征在于:将鱼丸浸渍于纳米SiO2/TiO2/ZnO-壳聚糖涂膜溶液中1min~2min后捞出,风干。
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