CN109043284A - 一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂及其制备方法，所述复合涂膜保鲜剂，按质量浓度计，由以下原料配比制成：壳聚糖0.5～1.5％、甘油0.1～0.5％、明胶0.8～2％、去离子水及冰乙酸溶液。本发明对南果梨进行涂膜处理，在室温下进行贮藏，通过对果实的失重率、硬度、可溶性固形物、维生素C含量的测定，评价壳聚糖复合涂膜保鲜液对南果梨的保鲜效果。结果表明，壳聚糖/明胶复合涂膜液可以降低果实的失重率，减缓硬度的下降速率，维持可溶性固形物和维生素C的含量，保鲜效果显著。保鲜效果最佳的涂膜保鲜液配比为壳聚糖0.9％，明胶1.25％，甘油0.4％。在此条件下，南国梨的保鲜期可延长至20天左右。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂及其制备方法。
背景技术
随着人们对食品品质、保藏期要求的提高和环保意识的增强，以多糖、蛋白质、脂类等天然生物材料制成的可食用涂膜在食品保鲜中日益受到人们的关注和重视。涂膜保鲜法是在果蔬表面涂上一层极薄的膜，以抑制果蔬的气体交换，降低呼吸强度，减少水分的蒸发，阻止曝露于空气时的氧化作用，防止微生物的大量生长繁殖，以更好地保持果蔬的营养成分和色、香、味。
虽然涂膜保鲜法具有简单、方便、成本低、效果好、易于推广等优点，但是传统的涂膜保鲜剂中壳聚糖水溶性差、抗氧化性低；而且涂膜保鲜剂的抗菌功能在时效和强度上不够理想，达不到较长时间的抗菌保鲜效果。
因此，如何提供一种性能优异、保鲜时效长的壳聚糖/明胶复合涂膜是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是克服现有涂膜保鲜剂的缺陷，提供一种抗菌保鲜效果好、能够解决壳聚糖水溶性差、抗氧化性低等问题的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，同时提供该复合涂膜保鲜剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，按质量浓度计，由以下原料配比制成：壳聚糖0.5～1.5％、甘油0.1～0.5％、明胶0.8～2％、去离子水及冰乙酸溶液。
优选的，一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，按质量浓度计，由以下原料配比制成：壳聚糖0.5～1.5％、甘油0.1～0.5％、明胶0.8～2％、去离子水及冰乙酸溶液。
优选的，一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，按质量浓度计，由以下原料配比制成：壳聚糖0.9％、甘油0.4％、明胶1.25％、去离子水及冰乙酸溶液。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明采用壳聚糖作为成膜基材，不仅原料来源广泛、无毒、无污染、可生物降解，还具有良好的抗菌性，制作成本较低。并且本发明运用甘油结构内部的亲水基团以及明胶的抗氧化特性，将壳聚糖与甘油、明胶混合制备一种抗菌保鲜效果好、能够解决壳聚糖水溶性差、抗氧化性低等问题的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂。
优选的，所述冰乙酸溶液的浓度为0.6％。
本发明选用0.6％的冰乙酸作为壳聚糖的溶剂，较以水作为溶剂更能使壳聚糖充分溶解。
本发明的另一个目的在于提供一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：
(1)将壳聚糖加入冰乙酸溶液中，搅拌混合制成预溶液，同时调节预溶液的pH值；
(2)于50℃～60℃水浴中配制明胶溶液，搅拌，使其充分溶解；
(3)于50℃～60℃水浴中，将预溶液和明胶溶液混合搅拌，加入甘油，继续搅拌直至混合均匀，即得本发明的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明提供的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂的制备方法不仅操作简便，而且试验过程中外界影响因素较少、易控制，该制备方法适用于工业规模化生产，极具市场应用与推广价值。
优选的，所述步骤(1)中，搅拌时间为0.5～1h，pH值控制在5～6之间。
申请人通过创造性试验将pH值控制在5～6之间，而当pH值＜5的酸性溶液会对果实风味感官有所影响，当pH值＞6的条件下，壳聚糖会出现瞬间析出的问题。
优选的，所述步骤(3)的第一次搅拌时间为50～70min，第二次搅拌时间为8～15min。
由于各物料加入的时间不同，在加入新物料之后，需要进行搅拌。申请人经创造性试验比较，确定了最佳的搅拌时间，目的在于缩短制备时间，并使物料充分混合。
本发明还有一个目的在于提供所述复合涂膜保鲜剂用于南果梨保鲜的方法。所述方法为：将南果梨放入所述的复合涂膜保鲜剂中浸渍，沥干，在南果梨的表面形成一层保鲜薄膜。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂及其制备方法，与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
本发明提供了一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，该复合涂膜保鲜剂由壳聚糖、甘油、明胶按一定的原料配比制成。本发明通过将甘油、明胶与壳聚糖混合制备复合涂膜保鲜剂不仅保鲜效果显著，有效延长保鲜时效，而且能够解决壳聚糖水溶性差、抗氧化性低等问题。
另外，本发明提供的一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂的制备方法，通过优化原料组成配比、调节混合溶液的pH值及工艺参数(水浴温度、搅拌时间等)才得以制备出一种保鲜效果佳、时效长的复合涂膜保鲜剂，所述制备方法不仅操作简便，而且试验过程中外界影响因素少、易于控制，适用于工业规模化生产，极具市场应用与推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为南果梨失重率随贮藏时间变化曲线。
图2附图为南果梨硬度随贮藏时间变化曲线。
图3附图为南果梨糖度随贮藏时间变化曲线。
图4附图为南果梨维生素C随贮藏时间变化曲线。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明实施例公开了一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂及其制备方法，通过在壳聚糖溶液中加入甘油、明胶混合制备一种抗菌保鲜效果好、保鲜时效长的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，能够解决壳聚糖水溶性差、抗氧化性低等问题。
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
本发明公开了一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，按质量浓度计，由以下原料配比制成：壳聚糖0.5～1.5％、甘油0.1～0.5％、明胶0.8～2％、去离子水及冰乙酸溶液。
为了进一步优化上述技术方案，冰乙酸溶液的浓度为0.6％。
本发明还公开了一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将壳聚糖加入冰乙酸溶液中，搅拌混合制成预溶液，同时调节预溶液的pH值；
(2)于50℃～60℃水浴中配制明胶溶液，搅拌，使其充分溶解；
(3)于50℃～60℃水浴中，将预溶液和明胶溶液混合搅拌，加入甘油，继续搅拌直至混合均匀，即得本发明的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(1)中，搅拌时间为0.5～1h，pH值控制在4～6之间。
为了进一步优化上述技术方案，步骤(3)中，第一次搅拌时间为50～70min，第二次搅拌时间为8～15min。
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行进一步的说明。
实施例1～5为选取不同原料配比(质量浓度g/mL)而制备的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，其中制备方法如下所述：
取一定量的壳聚糖，溶于浓度为0.6％的冰乙酸溶液中，搅拌0.5h使其完全溶解，调整pH值，同时配制一定浓度的明胶溶液，55℃水浴使其充分溶解，55℃水浴两溶液混合，搅拌1h后加入甘油，继续搅拌10min，使其混合均匀，即得到壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂。
实施例1
一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，由以下原料配比制成：壳聚糖0.6％、甘油0.2％、明胶0.9％、去离子水及浓度为0.6％的冰乙酸溶液。
实施例2
一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，由以下原料配比制成：壳聚糖0.9％、甘油0.4％、明胶1.25％、去离子水及浓度为0.6％的冰乙酸溶液。
实施例3
一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，由以下原料配比制成：壳聚糖1.0％、甘油0.3％、明胶1.0％、去离子水及浓度为0.6％的冰乙酸溶液。
实施例4
一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，由以下原料配比制成：壳聚糖0.9％、甘油0.4％、明胶1.5％、去离子水及浓度为0.6％的冰乙酸溶液。
实施例5
一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，由以下原料配比制成：壳聚糖1.2％、甘油0.3％、明胶1.6％、去离子水及浓度为0.6％的冰乙酸溶液。
为了进一步验证本发明制备得到的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂具有优异的性质，发明人还进行了对照实验：实施例6～实施例10均采用本发明公开的制备原料配方，对比例为空白对照，上述各例的具体配方如下表1所示：
表1原料的配比
注：A-E分别对应实施例6～实施例10，且均为涂膜组；CON为对比例。
按上表配方根据实施例1～5任一制备方法制备得到六种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂；
接下来，分别将实施例6～10，对比例所得到的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂对南果梨进行涂膜处理，并在室温下进行贮藏，通过对果实的失重率、硬度、可溶性固形物、维生素C含量的测定，评价壳聚糖复合涂膜保鲜剂对南果梨的保鲜效果。
1、感官评定
对南果梨进行感官评定，评定标准如表2所示。
表2感官评定标准
其中，南果梨的感官品质如表3所示
表3南果梨感官品质
由表3可知，南国梨的外观和风味品质随贮藏时间逐渐下降。在12d时，涂膜组外观基本完好，略有皱缩，风味无明显变化，而对照组出现了较明显的皱缩。16d时，对照组的综合评分已低于60分；20d时，出现较明显的腐烂情况。相对来看，涂膜组在20d时，除A组外，其它组均能达到60分以上，说明壳聚糖/明胶涂膜液能够维持果实正常的品质，减缓果实组织和结构衰老。
2、失重率
具体测试方法，如下：
采用称重法测定，使用电子天平称量，记录数据，每隔4d记录一次数据。计算公式如下：
式中：M——失重率(％)；
A——贮藏前质量(g)；
B——贮藏一段时间后质量(g)
测试结果参见图1。
如图1所示，各组样品的失重率均呈现出显著上升的趋势。这是由于果实内部水分挥发导致果实失水，重量下降。前4d，涂膜组与对照组的失重率差异不显著(P>0.05)，16d时，涂膜组的失重率明显小于对照组(CON)。20d时，B组样品的失重率为6.57％，与其它组差异显著(P＜0.05)，此时对照组的失重率已达到10.2％，远远大于涂膜组的失重率。原因可能是壳聚糖不溶于水，明胶不溶于冷水，所以，壳聚糖/明胶涂膜液在果实表面形成的涂膜层对水分具有很强的阻隔作用，从而降低了水分的损失。
3、硬度
具体测试方法，如下：
选取完好无损的南果梨，用GY-3型水果硬度计测量，转动硬度计指针归零，然后手握紧硬度计，使硬度计垂直于被测果实表面，均匀用力将探头压入果实内部，当压至探头刻线时停止压入，记录此时的读数(单位：×105Pa/cm2)。
测试结果参见图2。
由图2所示，南果梨的硬度随贮藏时间呈明显的下降趋势。对照组样品的硬度在8d时为3.3kg/cm2，16d时为2kg/cm2，下降趋势明显，而B-E组样品在20d时，硬度仍能大于2kg/cm2，保鲜效果明显。方差分析得出，涂膜处理的南果梨与未涂膜处理的南果梨硬度差异显著(P＜0.05)。一方面，涂膜层的高阻隔性，抑制了水分的散失；另一方面壳聚糖具有较好的抗菌性，对腐败菌的抑制效果明显，有效抑制了有害菌对果实内部组织的损害。
4、可溶性固形物含量
具体测试方法，如下：
用RHB80型手持折光仪进行测定。取一定的果实样品放入研钵中磨碎过滤后取汁液测定。将折光仪持平对向光源，调节目镜视度圈，使视野黑白分界线清晰可见，读取刻度尺读数，即为样品液中可溶性固形物的含量，用质量分数(％)表示。
测试结果参见图3。
如图3所示，前12d，对照组样品的可溶性固形物无显著变化，12d以后，则出现明显的下降，原因可能是果实的呼吸作用对可溶性糖的大量消耗，导致含量下降。A-E组样品的可溶性固形物含量变化则出现了缓慢的上升，可能是由于涂膜层很大程度上抑制了果实的呼吸强度，减少了可溶性固形物的损耗，同时由于淀粉、纤维素等大分子物质转换成可溶性糖，所以导致其含量有所上升。
5、维生素C含量
具体测试方法，如下：
采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定
①操作方法
提取：取试验被测南果梨洗净，快速去皮、去核，称取适量果肉与2％的草酸溶液1:1放入研钵中研磨成浆状，称取浆液10～30g，加入2％的草酸溶液用100mL容量瓶定容、摇匀，最后进行过滤。
滴定：准确吸取滤液3份，每份5mL，分别放入3个锥形瓶内，以0.1％2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至淡红色，并保持在15s内不褪色，即达终点。由所用染料的体积计算出1mL染料相当于多少mg抗坏血酸。另取5mL1％草酸作空白对照滴定。
②计算方法
式中：VC——维生素C含量(mg/100g)；
V——滴定样品所耗用的2,6-二氯酚靛酚溶液的平均值(mL)；
V0——滴定空白对照所耗用的2,6-二氯酚靛酚溶液的平均值(mL)；
M——所取的样品浆液重量(g)；
T——1mL2,6-二氯酚靛酚溶液能氧化抗坏血酸质量(mg)(由标准液的标定计算出)。
测试结果参见图4。
如图4所示，各组样品的Vc含量均呈下降趋势。对照组样品从开始的4.22mg/100g下降至1.16mg/100g，而涂膜组在第20d时，仍能够保持在2mg/100g以上，其中B组的下降速率最为缓慢。方差分析得出，涂膜处理的南果梨与未涂膜处理的南果梨Vc含量差异显著(P＜0.05)，说明涂膜能够降低果实的呼吸强度，延缓贮藏间果实中维生素C含量的下降。
通过以上测试，得到以下结论：
壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂能有效延缓南果梨的腐烂变质，更持久的保持其色泽和口感，减缓果实内部营养成分的流失，在贮藏期间保鲜效果较好。与未涂膜组相比，涂膜组能将南果梨的货架寿命延长4～6天。最适宜的复合涂膜保鲜剂的比例为壳聚糖0.9％，明胶1.25％，甘油0.4％。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，其特征在于，按质量浓度计，由以下原料配比制成：壳聚糖0.5～1.5％、甘油0.1～0.5％、明胶0.8～2％、去离子水及冰乙酸溶液。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，其特征在于，按质量浓度计，由以下原料配比制成：壳聚糖0.5～1.5％、甘油0.1～0.5％、明胶0.8～2％、去离子水及冰乙酸溶液。
3.根据权利要求2所述的一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，其特征在于，按质量浓度计，由以下原料配比制成：壳聚糖0.9％、甘油0.4％、明胶1.25％、去离子水及冰乙酸溶液。
4.根据权利要求1～3任一所述的一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂，其特征在于，所述冰乙酸溶液的浓度为0.6％。
5.一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
(1)将壳聚糖加入冰乙酸溶液中，搅拌混合制成预溶液，同时调节预溶液的pH值；
(2)于50℃～60℃水浴中配制明胶溶液，搅拌，使其充分溶解；
(3)于50℃～60℃水浴中，将预溶液和明胶溶液混合搅拌，加入甘油，继续搅拌直至混合均匀，即得本发明的壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂。
6.根据权利要求5所述的一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，搅拌时间为0.5～1h，pH值控制在5～6之间。
7.根据权利要求5所述的一种壳聚糖/明胶复合涂膜保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，第一次搅拌时间为50～70min，第二次搅拌时间为8～15min。
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