CN107857920A - 一种胚芽米防霉保鲜贮藏的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种胚芽米防霉保鲜贮藏的方法，属于农产品保鲜技术领域。由TiO2载银抗菌粒子作为核心抗菌材料，与凹凸棒土、聚乙烯塑料母粒、偶联剂和润滑剂等混合吹膜制成纳米抗菌复合薄膜对胚芽米进行包装储藏，达到对胚芽米防霉保鲜贮藏的目的。纳米银颗粒可以直接进入菌体与氧代谢酶(—SH)结合，使菌体窒息而死还能和细菌细胞壁上暴露的肽聚糖反应，产生可塑性化合物，阻止病菌活动，从而杀死病菌。纳米抗菌复合材料形成一个低氧高二氧化碳的微环境，能抑制胚芽米的霉变及腐败变质变化，有利于胚芽米的防霉保鲜贮藏。本发明具有双效抗菌机理，更有利于胚芽米的防霉保鲜贮藏。

Description

一种胚芽米防霉保鲜贮藏的方法
技术领域
本发明涉及一种胚芽米防霉保鲜贮藏的方法，属于农产品保鲜技术领域。
背景技术
胚芽米又称留胚米，是稻谷加工过程中保留了80％以上胚芽的大米，营养价值较高。随着人民生活水平的提高，人们对大米营养的要求也越来越高。胚芽米由于胚芽的存在，其脂肪含量、蛋白质含量、维生素、矿物质等含量都远高于精米。此外，胚芽米中大量存在的某些不饱和脂肪酸、必需氨基酸对人体有益，且其含有较多精米中少有的成分如维生素B族，能减少人体因缺乏某些营养素导致的疾病。胚芽米因具有优质口感和较高的营养价值，已经越来越受消费者的青睐。但由于胚芽米是活的生物体，在长期的储藏过程中仍进行各种代谢活动，随着时间的延长，会出现霉变，酶的活性减弱，呼吸降低，从而引起贮藏养分的衰竭、化学组成的改变、细胞膜结构的破坏以及酶活性的丧失等一系列营养品质变劣的变化。
目前，储藏粮食保鲜的方法较多，例如低温储藏，气调储藏和化学储藏。另外，微波加工技术和辐照保鲜技术等一些新技术也在逐步新兴。虽然存在多种储藏方式，但由于操作复杂，成本高等原因，这些储藏方式难以推广利用。在台湾地区，胚芽米的包装方式是先将袋内抽真空，后冲入一定CO2，抑制胚芽米的呼吸作用，使袋内胚芽米处于半休眠的状态。大陆市场上的胚芽米普遍采用传统的塑料复合薄膜进行真空小包装，通过“现磨现卖”或“先下单后加工”的方式售卖胚芽米，借此去掉销售储藏时间，降低食用周期，保证胚芽米的品质。但是现有的储藏方式对胚芽米的储藏周期短，无法满足市场的需求。
近年来，纳米复合材料由于低透湿性，以及对二氧化碳和氧气具有良好的阻隔性等优点，在食品包装方面应用广泛。纳米银的抗菌机理：纳米银颗粒直接进入菌体与氧代谢酶(－SH)结合，使菌体窒息而死；能和细菌细胞壁上暴露的肽聚糖反应，产生可塑性化合物，阻止病菌活动，杀死病菌；银可以和病原体的DNA结合，导致细菌DNA结构变异，抑制了DNA复制，导致病菌失去了活力。这种独特的作用机制，可杀死与其接触的大多数细菌、霉菌、孢子等微生物。而加入了纳米TiO2可有效降低纳米复合材料的透氧性，提高阻湿率和纵向强度，抑制孢子萌发。以LDEP为基材复合纳米Ag、TiO2制得的纳米包装材料由于具有双效抗菌机制，更有利于胚芽米的防霉保鲜储藏。
发明内容
为了解决胚芽米储藏期短，易变质等问题，本发明提供一种胚芽米防霉保鲜贮藏的方法。
本发明以TiO2载银抗菌粒子作为核心抗菌材料，与凹凸棒土、聚乙烯塑料母粒、偶联剂和润滑剂等混合吹膜制成纳米抗菌复合薄膜对胚芽米进行包装储藏，达到对胚芽米防霉保鲜贮藏的目的，具体是通过以下步骤实现：
一种纳米抗菌复合薄膜，由下列质量百分比的原料，制备而成：
抗菌母粒，5.62％；
分子筛母粒7.5％；
LDPE(低密度聚乙烯)43.44％；
LLDPE(线型低密度聚乙烯)43.44％。
其中所述的抗菌母粒，按照下述步骤进行制备：以抗菌母粒的总重为基准，质量配比为：11.66％纳米复合粉体，51.64％LDPE，24.7％LLDPE，9％分散剂，1％润滑剂，2％偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得抗菌母粒。
其中所述的分子筛母粒，按照下述步骤进行制备：以分子筛母粒的总重为基准，质量配比为：20％的ZSM-5分子筛，46％的LDPE，22％的LLDPE，9％的分散剂，1％的润滑剂与2％的偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得分子筛母粒。
一种纳米抗菌复合薄膜的制备方法，按照下述步骤进行：
(1)抗菌母粒的制备：以抗菌母粒的总重为基准，质量配比为：11.66％纳米复合粉体，51.64％LDPE，24.7％LLDPE，9％分散剂，1％润滑剂，2％偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得抗菌母粒。
(2)分子筛母粒的制备：以分子筛母粒的总重为基准，质量配比为：20％的ZSM-5分子筛，46％的LDPE，22％的LLDPE，9％的分散剂，1％的润滑剂与2％的偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得分子筛母粒。
(3)胚芽米防霉保鲜包装材料的制备：以所述胚芽米防霉保鲜包装材料的总重为基准，质量配比为：5.62％的抗菌母粒，7.5％的分子筛母粒，43.44％LDPE和43.44％LLDPE将所有材料混合均匀后，由双螺杆挤压机混炼造粒，调节挤压条件，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为110-130℃，120-150℃，130-170℃，120-150℃，120-150℃和130-170℃；造粒后经吹膜机吹膜，吹膜温度为130-180℃，即制得胚芽米防霉保鲜包装材料。
其中步骤(1)所述的纳米复合粉体，由4％纳米Ag，48％纳米TiO2，34.3％纳米凹凸棒土，13.7％纳米SiO2组成(均为质量百分比)。
其中步骤(1)所述的分散剂为硬脂酸单甘油酯(GMS)。
其中步骤(1)所述的润滑剂为甲基丙烯酰氧(KH-570)。
其中步骤(1)所述的偶联剂为乙撑双硬酸酰胺(EBS)。
其中步骤(2)所述的分散剂为硬脂酸单甘油酯(GMS)。
其中步骤(2)所述的润滑剂为甲基丙烯酰氧(KH-570)。
其中步骤(2)所述的偶联剂为乙撑双硬酸酰胺(EBS)。
上述的方法得到的纳米抗菌复合材料将用于胚芽米的防霉保鲜贮藏，其特征在于双效抗菌技术将用于胚芽米的防霉保鲜。
胚芽米是活的生物体，在长期的储藏过程中仍进行各种代谢活动，随着时间的延长，会出现霉变，酶的活性减弱，呼吸降低，从而引起贮藏养分的衰竭、化学组成的改变、细胞膜结构的破坏以及酶活性的丧失等一系列营养品质变劣的变化。本发明以TiO2载银抗菌粒子作为核心抗菌材料制备的纳米抗菌包装袋具有双效抗菌机制，纳米银颗粒可以直接进入菌体与氧代谢酶(－SH)结合，使菌体窒息而死还能和细菌细胞壁上暴露的肽聚糖反应，产生可塑性化合物，阻止病菌活动，从而杀死病菌。而加入的纳米TiO2可有效降低纳米复合材料的透氧性，提高阻湿率和纵向强度，抑制孢子萌发。纳米抗菌复合材料形成一个低氧高二氧化碳的微环境，能抑制胚芽米的霉变及腐败变质变化，有利于胚芽米的防霉保鲜贮藏。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，对照组为普通包装袋包装的胚芽米。指标测定方法：霉菌GB 4789.15-2010；脂肪酶活性GB/T 5523—2008；游离脂肪酸GB/T5510—2011。
实施例1
一种胚芽米防霉保鲜贮藏的纳米抗菌复合包装材料，制备方法包括以下步骤:
(1)抗菌母粒的制备：以抗菌母粒的总重为基准，质量配比为：11.66％纳米复合粉体(116.6g)，51.64％LDPE(516.4g)，24.7％LLDPE(247g)，9％硬脂酸单甘油酯(GMS)(90g)为分散剂，1％的甲基丙烯酰氧(KH-570)(10g)为润滑剂，2％的乙撑双硬酸酰胺(EBS)(20g)为偶联剂；纳米复合粉体包括4％纳米银(4.664g)，48％纳米TiO2(55.968g)，34.3％纳米凹凸棒土(39.9938g)，13.7％纳米SiO2 10％(15.9742g)；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得抗菌母粒。
(2)分子筛母粒的制备：以分子筛母粒的总重为基准，质量配比为：20％的ZSM-5分子筛(200g)，46％的LDPE(460g)，22％的LLDPE(220g)，9％的硬脂酸单甘油酯(GMS)(90g)为分散剂，1％的甲基丙烯酰氧(KH-570)(10g)为润滑剂与2％的乙撑双硬酸酰胺(EBS)(20g)为偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得分子筛母粒。
(3)胚芽米防霉保鲜包装材料的制备：以所述胚芽米防霉保鲜包装材料的总重为基准，质量配比为：5.62％的抗菌母粒(56.2g)，7.5％的分子筛母粒(75g)，43.44％LDPE(434.4g)和43.44％LLDPE(434.4g)将所有材料混合均匀后，由双螺杆挤压机混炼造粒，调节挤压条件，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为110-130℃，120-150℃，130-170℃，120-150℃，120-150℃和130-170℃；造粒后经吹膜机吹膜，吹膜温度为130-180℃，即制得胚芽米防霉保鲜包装材料。
实验例1
分别称取胚芽米500g，装入普通包装材料和纳米抗菌包装材料，袋中预留适量空气。将恒温恒湿箱环境设定为25℃、65％RH，模拟常温环境储藏胚芽米。测定不同包装处理胚芽米储藏期霉菌的变化情况。
效果分析：
(1)纳米抗菌包装袋对胚芽米贮藏间霉菌(104cfu/g)的影响
纳米抗菌包装袋中霉菌含量比普通包装袋少的多，因为纳米银破坏微生物细胞壁进入周质空间，随后破坏细胞膜进入菌体内部，影响DNA等物质；此外，纳米银能够改变细胞膜的通透性并致使细胞破裂，导致胞内大量的蛋白质与还原糖泄漏，导致霉菌死亡。纳米抗菌包装材料将TiO2抗菌剂与纳米银Ag抗菌剂的优势相结合，形成多效抗菌，对霉菌有良好的抑菌性。
实验例2
分别称取胚芽米500g，装入普通包装材料和纳米抗菌包装材料，袋中预留适量空气。将恒温恒湿箱环境设定为25℃、65％RH，模拟常温环境储藏胚芽米。测定不同包装处理胚芽米储藏期脂肪酶活性的变化情况。
效果分析：
(2)纳米抗菌包装袋对胚芽米贮藏间脂肪酶活性(mg/g)变化的影响
纳米抗菌包装袋中脂肪酶活性低于普通包装袋，主要因为纳米抗菌包装袋中的TiO2抗菌剂光催化作用产生的具有强氧化性的·OH与O2-，抑制了酶蛋白活性以及纳米抗菌包装袋中低氧高二氧化碳的气氛，使得胚芽米品质劣变较为缓慢，霉菌菌落数远低于普通袋子中的菌落数量，霉菌分泌的脂肪酶相对较少。
实验例3
分别称取胚芽米500g，装入普通包装材料和纳米抗菌包装材料，袋中预留适量空气。将恒温恒湿箱环境设定为25℃、65％RH，模拟常温环境储藏胚芽米。测定不同包装处理胚芽米储藏期游离脂肪酸含量的变化情况。
效果分析：
(3)纳米抗菌包装袋对胚芽米贮藏间游离脂肪酸(mg KOH/100g)变化的影响
随着储藏时间的延长，胚芽米游离脂肪酸含量不断增加，但普通包装袋的胚芽米游离脂肪酸含量增加量比纳米抗菌包装袋的胚芽米游离脂肪酸含量增加量显著，在储藏35天后，普通包装袋中的胚芽米游离脂肪酸值最终达到92.9mg KOH/100g，而纳米抗菌包装袋中仅62.43mg KOH/100g。与脂肪酶活性变化趋势相照应，证明纳米抗菌复合材料包装胚芽米能有效减缓油脂氧化。
本发明具有双效抗菌机制，能解决目前胚芽米储藏期间霉变严重，品质易劣变等重大问题，延长胚芽米的储藏期，为胚芽米开阔市场前景。

Claims (10)

1.一种纳米抗菌复合薄膜，其特征在于由下列质量百分比的原料，制备而成：
抗菌母粒，5.62％；
分子筛母粒7.5％；
LDPE(低密度聚乙烯)43.44％；
LLDPE(线型低密度聚乙烯)43.44％。
2.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌复合薄膜，其特征在于其中所述的抗菌母粒，按照下述步骤进行制备：以抗菌母粒的总重为基准，质量配比为：11.66％纳米复合粉体，51.64％LDPE，24.7％LLDPE，9％分散剂，1％润滑剂，2％偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得抗菌母粒。
3.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌复合薄膜，其特征在于其中所述的分子筛母粒，按照下述步骤进行制备：以分子筛母粒的总重为基准，质量配比为：20％的ZSM-5分子筛，46％的LDPE，22％的LLDPE，9％的分散剂，1％的润滑剂与2％的偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得分子筛母粒。
4.权利要求1所述的一种纳米抗菌复合薄膜的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)抗菌母粒的制备：以抗菌母粒的总重为基准，质量配比为：11.66％纳米复合粉体，51.64％LDPE，24.7％LLDPE，9％分散剂，1％润滑剂，2％偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得抗菌母粒。
(2)分子筛母粒的制备：以分子筛母粒的总重为基准，质量配比为：20％的ZSM-5分子筛，46％的LDPE，22％的LLDPE，9％的分散剂，1％的润滑剂与2％的偶联剂；将所有材料混合均匀后，倒入塑料造粒机造粒，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为120℃，135℃，135℃，120℃，135℃和135℃，制得分子筛母粒。
(3)胚芽米防霉保鲜包装材料的制备：以所述胚芽米防霉保鲜包装材料的总重为基准，质量配比为：5.62％的抗菌母粒，7.5％的分子筛母粒，43.44％LDPE和43.44％LLDPE将所有材料混合均匀后，由双螺杆挤压机混炼造粒，调节挤压条件，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为110-130℃，120-150℃，130-170℃，120-150℃，120-150℃和130-170℃；造粒后经吹膜机吹膜，吹膜温度为130-180℃，即制得胚芽米防霉保鲜包装材料。
5.根据权利要求2所述的一种纳米抗菌复合薄膜的制备方法，其特征在于其中步骤(1)所述的纳米复合粉体，由4％纳米Ag，48％纳米TiO2，34.3％纳米凹凸棒土，13.7％纳米SiO2组成(均为质量百分比)。
6.根据权利要求2所述的一种纳米抗菌复合薄膜的制备方法，其特征在于其中步骤(1)所述的分散剂为硬脂酸单甘油酯(GMS)。
7.根据权利要求2所述的一种纳米抗菌复合薄膜的制备方法，其特征在于其中步骤(1)所述的润滑剂为甲基丙烯酰氧(KH-570)。
8.根据权利要求2所述的一种纳米抗菌复合薄膜的制备方法，其特征在于其中步骤(1)所述的偶联剂为乙撑双硬酸酰胺(EBS)。
9.根据权利要求2所述的一种纳米抗菌复合薄膜的制备方法，其特征在于其中步骤(2)所述的分散剂为硬脂酸单甘油酯(GMS)。
10.根据权利要求2所述的一种纳米抗菌复合薄膜的制备方法，其特征在于其中步骤(2)所述的润滑剂为甲基丙烯酰氧(KH-570)；所述的偶联剂为乙撑双硬酸酰胺(EBS)。
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