CN107739515A - 一种鱼明胶抗菌抗氧化膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种鱼明胶抗菌抗氧化膜及其制备方法，属于食品保鲜技术领域。本发明通过鱼鳞明胶蛋白螯合阴离子，并通过抗坏血酸原位还原银离子，形成抗菌性的纳米银，同时剩余的抗坏血酸负载在明胶蛋白上，通过甘露聚糖表面含有的大量羟基和氨基等亲水性功能基团，在搅拌过程中链段舒展、取向、重新与鱼明胶蛋白分子链间相互缠结，黏度增加，新的有序聚集导致链段的刚性增加，键合增多，通过共价键、静电作用力、氢键、范德华力、疏水作用、离子键、容积排阻作用及分子缠绕等方式发生相互作用形成网络结构，包裹纳米银和抗坏血酸，达到缓慢释放的目的，改善明胶蛋白膜的脆性和机械强度的同时解决明胶蛋白易滋生细菌，抗菌时间短的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种鱼明胶抗菌抗氧化膜及其制备方法，属于食品保鲜技术领域。
背景技术
近几年来，食品安全问题频发，并逐渐成为是大家关注的焦点。食品安全包括两部分，一是食品本身的安全问题，二是食品包装的安全问题。食品包装通过限制外界氧化剂和微生物等物与食品接触，起到了为食品阻隔外界危害并延长食品保质期的作用。目前市面上常用的包装材料是纸制品、纤维制品、塑料制品、玻璃制品、不锈钢及侣合金制品等。纸制品和纤维制品提取自天然植物，重量相对较轻，强度也较低，且大量的使用对全球的植被有巨大影响；玻璃制品密度大，重量与其他包装材料较重，在日常使用中极为不方便；不绣钢和铅合金制品等金属制品虽重量轻且强度大，但不透明，无法直观的观察到食品形貌，不利于消费者选择。由于其低密度、高强度和透明的性能，从石油中衍生出的塑料制品成为了现阶段最为常用的包装材料。但是塑料制品的大规模应用也产生了一些严重的全球性环境问题，塑料制品不可以被食用，使用后需丢弃但又不易被分解腐烂，逐年增长的塑料垃圾量造成了严重的白色污染。并且，塑料制品也会对食品安全有一定程度的影响，塑料制品的回收与再利用过程也是非常复杂和昂贵的。综上，塑料制品虽应用较多，但并不是较为理想的食品包装材料。因此，寻找一种替代材料是目前亟需解决的问题。
胶原蛋白具有良好的成膜性，胶原蛋白可食性膜的力学性能、氧气阻隔性和阻油性较高，适于食品包装，能保证食品的品质和卫生安全，还可以加强食品的营养。但胶原蛋白膜存在脆度大、机械强度不高，且容易滋生细菌，限制了其广泛的使用。
近年来，明胶在市场上的需求量越来越大。但由于疾病与宗教等问题，哺乳动物来源的明胶受到了极大的限制，因此其他来源的明胶得到了越来越多的关注。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对胶原蛋白膜存在脆度大、机械强度不高，且容易滋生细菌，限制了其广泛的使用的问题，提供了一种鱼明胶抗菌抗氧化膜及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种鱼明胶抗菌抗氧化膜，其特征在于，包括下述重量份原料制备：
100～200份抗菌鱼明胶液，0.2～0.4份甘露聚糖，1～2份甘油。
所述抗菌鱼明胶液为负载抗坏血酸和纳米银的鱼明胶溶液。
所述鱼明胶为预处理鱼鳞粉在70～80℃下水提2～3h后离心分离并冷冻干燥制得。
所述预处理鱼鳞粉为新鲜鱼鳞浸泡在质量分数为2%盐酸中1～2h，取出水洗后浸泡在质量分数为5%碳酸钠溶液中8～10h，取出水洗干燥后粉碎制得。
所述抗菌鱼明胶溶液由10～20重量份鱼明胶，100～200重量份去离子水，100～200重量份质量分数为0.03%硝酸银溶液，100～200重量份质量分数为0.3%抗坏血酸制得。
所述的一种鱼明胶抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）将新鲜鱼鳞浸泡在质量分数为2%盐酸中1～2h，取出水洗后浸泡在质量分数为5%碳酸钠溶液中8～10h，取出水洗干燥后粉碎，得预处理鱼鳞粉；
（2）将预处理鱼鳞粉在70～80℃下水提2～3h后离心分离并冷冻干燥，得鱼明胶；
（3）将鱼明胶溶液与硝酸银溶液混合搅拌1～2h，再滴加抗坏血酸，混合均匀得抗菌鱼明胶液；
（4）将甘露聚糖和甘油加入抗菌鱼明胶液中混合均匀，在有机树脂板上流延成膜，在35～40℃下干燥24～36h，冷却至室温后揭膜，得鱼明胶抗菌抗氧化膜。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明利用鱼鳞制备明胶蛋白取代以猪、牛等动物的皮骨为主要原料生产明胶，由于鱼鳞中没有血液循环，不易受到环境污染，且水生动物胶原安全性高于陆地动物，具有较高的安全性；
（2）本发明通过鱼鳞明胶蛋白螯合阴离子，并通过抗坏血酸原位还原银离子，形成抗菌性的纳米银，同时剩余的抗坏血酸负载在明胶蛋白上，通过甘露聚糖表面含有的大量羟基和氨基等亲水性功能基团，在搅拌过程中链段舒展、取向、重新与鱼明胶蛋白分子链间相互缠结，黏度增加，新的有序聚集导致链段的刚性增加，键合增多，通过共价键、静电作用力、氢键、范德华力、疏水作用、离子键、容积排阻作用及分子缠绕等方式发生相互作用形成网络结构，包裹纳米银和抗坏血酸，达到缓慢释放的目的，改善明胶蛋白膜的脆性和机械强度的同时解决明胶蛋白易滋生细菌，抗菌时间短的问题。
具体实施方式
取500～800g新鲜鱼鳞浸泡在3～5L质量分数为2%盐酸中，以300～400r/min搅拌1～2h，取出鱼鳞并用去离子水洗涤2～3次，再浸泡在3～5L质量分数为5%碳酸钠溶液中，以300～400r/min搅拌8～10h，取出鱼鳞并用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，得预处理鱼鳞粉，取100～200g预处理鱼鳞粉加入1～2L去离子水中，在70～80℃下以300～400r/min搅拌提取2～3h，冷却至室温后装入离心机中，以6000～8000r/min离心分离10～15min，去除沉淀后置于冷冻干燥箱中，在-30～-20℃下干燥20～24h，得鱼明胶，取10～20g鱼明胶，加入100～200mL去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，再加入100～200g质量分数为0.03%硝酸银溶液，继续搅拌1～2h后以1～2mL/min滴加100～200g质量分数为0.3%抗坏血酸，持续搅拌至滴加完毕，得抗菌鱼明胶液，取0.2～0.4g甘露聚糖加入100～200g抗菌鱼明胶液中混合均匀，再加入1～2g甘油，以300～400r/min搅拌20～30min后在有机树脂板上流延成膜，在35～40℃下干燥24～36h，冷却至室温后揭膜，得鱼明胶抗菌抗氧化膜。
实例1
取500g新鲜鱼鳞浸泡在3L质量分数为2%盐酸中，以300r/min搅拌1h，取出鱼鳞并用去离子水洗涤2次，再浸泡在3L质量分数为5%碳酸钠溶液中，以300r/min搅拌8h，取出鱼鳞并用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，得预处理鱼鳞粉，取100g预处理鱼鳞粉加入1L去离子水中，在70℃下以300r/min搅拌提取2h，冷却至室温后装入离心机中，以6000r/min离心分离10min，去除沉淀后置于冷冻干燥箱中，在-30℃下干燥20h，得鱼明胶，取10g鱼明胶，加入100mL去离子水中，以300r/min搅拌20min，再加入100g质量分数为0.03%硝酸银溶液，继续搅拌1h后以1mL/min滴加100g质量分数为0.3%抗坏血酸，持续搅拌至滴加完毕，得抗菌鱼明胶液，取0.2g甘露聚糖加入100g抗菌鱼明胶液中混合均匀，再加入1g甘油，以300r/min搅拌20min后在有机树脂板上流延成膜，在35℃下干燥24h，冷却至室温后揭膜，得鱼明胶抗菌抗氧化膜。
实例2
取600g新鲜鱼鳞浸泡在4L质量分数为2%盐酸中，以350r/min搅拌1h，取出鱼鳞并用去离子水洗涤2次，再浸泡在4L质量分数为5%碳酸钠溶液中，以350r/min搅拌9h，取出鱼鳞并用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，得预处理鱼鳞粉，取150g预处理鱼鳞粉加入1L去离子水中，在75℃下以350r/min搅拌提取2h，冷却至室温后装入离心机中，以7000r/min离心分离12min，去除沉淀后置于冷冻干燥箱中，在-25℃下干燥22h，得鱼明胶，取15g鱼明胶，加入150mL去离子水中，以350r/min搅拌25min，再加入150g质量分数为0.03%硝酸银溶液，继续搅拌1h后以1mL/min滴加150g质量分数为0.3%抗坏血酸，持续搅拌至滴加完毕，得抗菌鱼明胶液，取0.3g甘露聚糖加入150g抗菌鱼明胶液中混合均匀，再加入1g甘油，以350r/min搅拌25min后在有机树脂板上流延成膜，在36℃下干燥32h，冷却至室温后揭膜，得鱼明胶抗菌抗氧化膜。
实例3
取800g新鲜鱼鳞浸泡在5L质量分数为2%盐酸中，以400r/min搅拌2h，取出鱼鳞并用去离子水洗涤3次，再浸泡在5L质量分数为5%碳酸钠溶液中，以400r/min搅拌10h，取出鱼鳞并用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，自然风干后装入粉碎机中粉碎，过60目筛，得预处理鱼鳞粉，取200g预处理鱼鳞粉加入2L去离子水中，在80℃下以400r/min搅拌提取3h，冷却至室温后装入离心机中，以8000r/min离心分离15min，去除沉淀后置于冷冻干燥箱中，在-20℃下干燥24h，得鱼明胶，取20g鱼明胶，加入200mL去离子水中，以400r/min搅拌30min，再加入200g质量分数为0.03%硝酸银溶液，继续搅拌2h后以2mL/min滴加200g质量分数为0.3%抗坏血酸，持续搅拌至滴加完毕，得抗菌鱼明胶液，取0.4g甘露聚糖加入200g抗菌鱼明胶液中混合均匀，再加入2g甘油，以400r/min搅拌30min后在有机树脂板上流延成膜，在40℃下干燥36h，冷却至室温后揭膜，得鱼明胶抗菌抗氧化膜。
将本发明制备的鱼明胶抗菌抗氧化膜与石家庄某科技公司生产的抗菌抗氧化膜进行检测，具体检测结果如表1所示：
表1
由表1可知，本发明制备的鱼明胶抗菌抗氧化膜机械强度好，抗菌效果优异，值得推广使用。
Claims (6)
1.一种鱼明胶抗菌抗氧化膜，其特征在于，包括下述重量份原料制备：
100～200份抗菌鱼明胶液，0.2～0.4份甘露聚糖，1～2份甘油。
2.如权利要求1所述的一种鱼明胶抗菌抗氧化膜，其特征在于，所述抗菌鱼明胶液为负载抗坏血酸和纳米银的鱼明胶溶液。
3.如权利要求2所述的一种鱼明胶抗菌抗氧化膜，其特征在于，所述鱼明胶为预处理鱼鳞粉在70～80℃下水提2～3h后离心分离并冷冻干燥制得。
4.如权利要求3所述的一种鱼明胶抗菌抗氧化膜，其特征在于，所述预处理鱼鳞粉为新鲜鱼鳞浸泡在质量分数为2%盐酸中1～2h，取出水洗后浸泡在质量分数为5%碳酸钠溶液中8～10h，取出水洗干燥后粉碎制得。
5.如权利要求1或2所述的一种鱼明胶抗菌抗氧化膜，其特征在于，所述抗菌鱼明胶溶液由10～20重量份鱼明胶，100～200重量份去离子水，100～200重量份质量分数为0.03%硝酸银溶液，100～200重量份质量分数为0.3%抗坏血酸制得。
6.如权利要求1～5任意一项所述的一种鱼明胶抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）将新鲜鱼鳞浸泡在质量分数为2%盐酸中1～2h，取出水洗后浸泡在质量分数为5%碳酸钠溶液中8～10h，取出水洗干燥后粉碎，得预处理鱼鳞粉；
（2）将预处理鱼鳞粉在70～80℃下水提2～3h后离心分离并冷冻干燥，得鱼明胶；
（3）将鱼明胶溶液与硝酸银溶液混合搅拌1～2h，再滴加抗坏血酸，混合均匀得抗菌鱼明胶液；
（4）将甘露聚糖和甘油加入抗菌鱼明胶液中混合均匀，在有机树脂板上流延成膜，在35～40℃下干燥24～36h，冷却至室温后揭膜，得鱼明胶抗菌抗氧化膜。
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