CN108676367A - 一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于膜材料技术领域，公开了一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜及其制备方法和应用。该蛋白复合膜是将虾壳蛋白粗提物加入大豆分离蛋白、增塑剂、色素配置成混合溶液，再通过流延法制得。本发明充分对食品工业中废弃的虾壳进行资源化，提取其中的虾壳蛋白进行高附加值的利用，并且通过染色而对蛋白复合膜进行修饰加工，改变其颜色的同时，可改变蛋白复合膜的理化性质，增强其抗氧化性质、粘合性和抗菌性等性质。所得的蛋白复合膜可在食物保鲜和药物载体领域中应用。

Description

一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于膜材料技术领域，更具体地，涉及一种食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，在农业结构的调整下，果蔬的生产发展在我国十分迅速，市场上的存贮量充足，果蔬产品的现存问题已由供应不足逐渐发展到相对过剩。目前，我国果蔬产后主要损失在果蔬的腐烂，产后损失率达20％～30％，保鲜不当是其腐烂的主要原因。我国果蔬工业化生产的主要方向是在保证其营养质量的前提下，运用先进的科学技术以延长果蔬的保鲜期。目前，涂膜保鲜法的市场发展前景较好，该保鲜方法成本低、操作简单、适用性广、性能稳定。而涂膜保鲜法中，石蜡被用作保鲜的涂膜剂广泛使用，虽然果蔬可因此大幅降低其失水性，阻断和种菌的侵蚀，但是涂膜在果蔬表面的石蜡膜层难以去除且难以降解，易被误食，带来安全隐患。
我国海洋面积广阔，由于虾蟹等甲壳类生物资源丰富，开发利用前景可观。海水中虾蟹养殖量高，主要用于生活食用，导致的甲壳废弃物数量也相当大，这些废弃物大部分被当作垃圾处理，浪费资源的同时又污染了环境；少部分被用作猪等牲畜的饲料添加剂、几丁质生产原材料和重金属污水处理剂。研究表明，大部分的虾壳废弃物自身含有多种有经济价值和利用价值的组分，可利用现代生物和化学方法从其中提取我们所需物质，如蛋白质、虾青素及甲壳素。虾壳的主要成分为钙质、蛋白质、虾青素和几丁质，这几种组分的总含量达到虾蟹壳干重的99％以上，其中蛋白质约占其干重的五分之一，营养丰富，可以加工为调味剂或饲料添加剂，有一定的利用价值。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足和缺点，提供一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜。
本发明的另一目的在于提供一种上述可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法。该方法操作简单，制得的蛋白膜厚度均匀。
本发明的再一目的在于提供一种上述可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的应用。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜，该蛋白复合膜是将虾壳蛋白粗提物加入大豆分离蛋白、甘油、色素配置成混合溶液，再通过流延法制得。
优选地，所述虾壳蛋白粗提物的提取方法为：称取粉碎的虾壳，加入氢氧化钠溶液，于70～100℃下水浴，过滤弃去滤渣，离心分离后取上清液，边搅拌边加入乙醇溶液使蛋白充分沉淀、静置、过滤，收集滤渣，即为虾壳蛋白粗提取物。
更为优选地，所述虾壳的质量与氢氧化钠溶液的体积比为1g：10～40mL；所述氢氧化钠的质量分数为1～5wt.％；所述水浴的时间为1h～3h；所述乙醇溶液为上清液体积的1～10倍。
优选地，所述色素为栀子黄色素或葡萄皮红色素。
优选地，所述大豆分离蛋白的质量、甘油的质量、色素的质量与所述虾壳蛋白粗提取物的体积比为(3～5)g：(0～6)g：(0.4～0.8)g：100mL。
优选地，所述可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的半径为4～6cm，该复合膜的厚度为0.2～0.3cm。
上述可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，包括如下具体步骤：
S1.提取蛋白质：将虾壳加入氢氧化钠溶液中，在70～100℃反应后，向过滤后所得上清液中加入乙醇溶液进行醇沉，制得蛋白溶液；
S2.将蛋白溶液与大豆蛋白、甘油混合后在40～70℃进行反应；
S3.在步骤S2所得溶液中加入色素于60～80℃搅拌溶解，所得溶液在75～80℃成膜，即为可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜。
优选地，步骤S2中所述反应的时间为5～20min。
优选地，步骤S3中所述反应的时间为30～45min。
所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜在食物保鲜和药物载体领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明充分对食品工业中废弃的虾壳进行资源化，提取其中的虾壳蛋白进行高附加值的利用，并且通过染色而对蛋白复合膜进行修饰加工，改变其颜色的。
2.本发明采用栀子黄或葡萄皮红色素本身对蛋白质染着效果较好，在中性或偏碱性调价下，栀子黄、葡萄皮红色素耐光性，耐热性均较好。
3.本发明方法操作简单，制得的蛋白膜厚度均匀。
附图说明
图1为实施例1所得可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的照片。
图2为实施例2所得可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，包括如下步骤：
1.蛋白质的提取：15g虾壳与200mL氢氧化钠(质量分数4％)混合，于95℃下搅拌水浴1h，用滤布过滤后弃去滤渣，取所得滤液的进行离心分离(4000rpm，5min)，取上清液，在搅拌过程中加入上清液4倍体积的乙醇溶液使蛋白充分沉淀析出，随后静置5min。使用滤布过滤，收集滤渣(蛋白)，再用50mL乙醇洗涤两次，弃去乙醇溶液，将所得固体在烘箱中于60℃干燥使乙醇挥发，随后加100mL蒸馏水使所得固体溶解。
2.虾壳蛋白\大豆分离蛋白复合膜的制备：取步骤1所得的蛋白溶液(浓度)，直接加入5g大豆分离蛋白，在70℃下搅拌溶解。随后加入增塑剂甘油(质量体积比：4.4g/100mL蒸馏水)。将取15mL上述溶液，注入圆形铝盘模具中(一共制备4盘)。将其放入烤箱中，在80℃下加热30min便开始观察。得到虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜。图1为本实施例所得可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的照片。从图1中可知，制成的膜为圆形，半径为4cm，厚度为0.2cm，颜色为浅黄色，粘性一般，较脆。
实施例2
一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，包括如下步骤：
1.蛋白质的提取：25g虾壳与250mL氢氧化钠(质量分数4％)混合，于95℃下搅拌水浴1h，用滤布过滤后弃去滤渣，取所得滤液的进行离心分离(4000rpm，5min)，取上清液，在搅拌过程中加入4倍体积乙醇溶液使蛋白充分沉淀析出，随后静置5min。使用滤布过滤，收集滤渣(蛋白)，再用50mL乙醇洗涤两次，弃去乙醇溶液，将所得固体在烘箱中加热(60℃)使乙醇挥发，随后加100mL蒸馏水使所得固体溶解。
2.虾壳蛋白\大豆分离蛋白复合膜的制备：取步骤1所得的蛋白溶液(浓度)，直接加入5g大豆分离蛋白，在70℃下搅拌溶解。随后加入增塑剂甘油(质量体积比：4.4g/100mL蒸馏水)，再加入栀子黄色素(质量体积比为：0.6g/100mL蒸馏水)在70℃下搅拌溶解15min。将取15mL上述溶液，注入圆形铝盘模具中(一共制备4盘)。将其放入烤箱中，在80℃下加热30min便开始观察。得到虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜。图2为本实施例所得可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的照片。从图2中可知，制成的膜为圆形，半径为4cm，厚度为0.2cm，颜色为深黄色，对比实施例1所制成的膜，该膜具有良好的粘性，表面更少的气泡，拉伸性较好。
实施例3
一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，包括如下步骤：
1.蛋白质的提取：15g虾壳与200mL氢氧化钠(质量分数4％)混合，于95℃下搅拌水浴1h，用滤布过滤后弃去滤渣，取所得滤液的进行离心分离(4000rpm，5min)，取上清液，在搅拌过程中加入2倍体积乙醇溶液使蛋白充分沉淀析出，随后静置5min。使用滤布过滤，收集滤渣(蛋白)，再用50mL乙醇洗涤两次。
2.虾壳蛋白\大豆分离蛋白复合膜的制备：取步骤1所得的蛋白溶液(浓度)，直接加入5g大豆分离蛋白，在70℃下搅拌溶解。随后加入增塑剂甘油(质量体积比：4.4g/100mL蒸馏水)，再加入栀子黄色素(质量体积比为：0.6g/100mL蒸馏水)在70℃下搅拌溶解15min。将取15mL上述溶液，注入圆形铝盘模具中(一共制备4盘)。将其放入烤箱中，在75℃下加热30min便开始观察。得到虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜。制成的膜为圆形，半径为4cm，厚度为0.2cm。
实施例4
一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，包括如下步骤：
1.蛋白质的提取：15g虾壳与200mL氢氧化钠(质量分数4％)混合，于95℃下搅拌水浴1h，用滤布过滤后弃去滤渣，取所得滤液的进行离心分离(4000rpm，5min)，取上清液，在搅拌过程中加入2倍体积乙醇溶液使蛋白充分沉淀析出，随后静置5min。使用滤布过滤，收集滤渣(蛋白)，再用50mL乙醇洗涤两次，弃去乙醇溶液，将所得固体在烘箱中加热(60℃)使乙醇挥发，随后加100mL蒸馏水使所得固体溶解。
2.黄色虾壳蛋白\大豆分离蛋白复合膜的制备：取步骤1所得的蛋白溶液(浓度)，加入的大豆蛋白与虾壳所提取的蛋白溶液混合配成溶液总蛋白为5g/100mL，在70℃下搅拌溶解。随后加入增塑剂甘油(质量体积比：4.4g/100mL蒸馏水)，再加入栀子黄色素(质量体积比为：0.6g/100mL蒸馏水)在70℃下搅拌溶解15min。将取15mL上述溶液，注入圆形铝盘模具中(一共制备4盘)。将其放入烤箱中，在80℃下加热30min便开始观察。得到虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜。制成的膜为圆形，半径为4cm，厚度为0.2cm。
实施例5
一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，包括如下步骤：
1.蛋白质的提取：5g虾壳与200mL氢氧化钠(质量分数4％)混合，于95℃下搅拌水浴1h，用滤布过滤后弃去滤渣，取所得滤液的进行离心分离(4000rpm，5min)，取上清液，在搅拌过程中加入4倍体积乙醇溶液使蛋白充分沉淀析出，随后静置5min。使用滤布过滤，收集滤渣(蛋白)，再用50mL乙醇洗涤两次，弃去乙醇溶液，将所得固体在烘箱中加热(60℃)使乙醇挥发，随后加50mL蒸馏水使所得固体溶解。
2.虾壳蛋白\大豆分离蛋白复合膜的制备：取步骤1所得的蛋白溶液(浓度)，加入的大豆蛋白与虾壳所提取的蛋白溶液混合配成溶液总蛋白5g/100mL，在70℃下搅拌溶解。随后加入增塑剂甘油(质量体积比：4.4g/100mL蒸馏水)，再加入葡萄皮红色素(质量体积比为：0.6g/100mL蒸馏水)在70℃下搅拌溶解15min。将取15mL上述溶液，注入圆形铝盘模具中(一共制备4盘)。将其放入烤箱中，在80℃下加热30min便开始观察。得到虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜。制成的膜为圆形，半径为4cm，厚度为0.2cm。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜，其特征在于，该蛋白复合膜是将虾壳蛋白粗提物加入大豆分离蛋白、甘油、色素配置成混合溶液，再通过流延法制得。
2.根据权利要求1所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜，其特征在于，所述虾壳蛋白粗提物的提取方法为：称取粉碎的虾壳，加入氢氧化钠溶液，于70～100℃下水浴，过滤弃去滤渣，离心分离后取上清液，边搅拌边加入乙醇溶液使蛋白充分沉淀、静置、过滤，收集滤渣，即为虾壳蛋白粗提取物。
3.根据权利要求2所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜，其特征在于，所述虾壳的质量与氢氧化钠溶液的体积比为1g：10～40mL；所述氢氧化钠的质量分数为1～5wt.％；所述水浴的时间为1h～3h；所述乙醇溶液为上清液体积的1～10倍。
4.根据权利要求1所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜，其特征在于，所述色素为栀子黄色素或葡萄皮红色素。
5.根据权利要求1所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜，其特征在于，所述大豆分离蛋白的质量、甘油的质量、色素的质量与所述虾壳蛋白粗提取物的体积比为(3～5)g：(0～6)g：(0.4～0.8)g：100mL。
6.根据权利要求1所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜，其特征在于，所述可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的半径为4～6cm，该复合膜的厚度为0.2～0.3cm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1.提取蛋白质：将虾壳加入氢氧化钠溶液中，在70～100℃反应后，向过滤后所得上清液中加入乙醇溶液进行醇沉，制得蛋白溶液；
S2.将蛋白溶液与大豆蛋白、甘油混合后在40～70℃进行反应；
S3.在步骤S2所得溶液中加入色素于60～80℃搅拌溶解，所得溶液在75～80℃成膜，即为可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜。
8.根据权利要求7所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述反应的时间为5～20min。
9.根据权利要求7所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述反应的时间为30～45min。
10.权利要求1-6任一项所述的可食性虾壳蛋白/大豆分离蛋白复合膜在食物保鲜和药物载体领域中的应用。
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