CN109625599A - 一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料，属于食品包装技术领域。本发明将聚乙烯薄膜浸泡在0.5g/L的溶菌酶溶液中，制作含有抑制微生物生长，预防微生物在包装材料表面繁衍，同时又能保留食品原有的风味和营养成分，保障食品质量与安全的包装材料。同时制作pH指示标签并粘贴于包装材料上，起到方便购物者对海苔食用期的辨别，不会误食。本发明所提供的包装材料既能帮助消费者便捷的选择食品，又能高效保证食品的安全性，延长其货架期。

Description

一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料
技术领域
本发明属于食品包装领域，具体涉及一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料。
背景技术
即食海苔浓缩了紫菜当中的各种B族维生素，特别是核黄素和尼克酸的含量十分丰富，还有不少维生素A和维生素E，以及少量的维生素C。海苔中含有15%左右的矿物质，其中有维持正常生理功能所必需的钾、钙、镁、磷、铁、锌、铜、锰等，而硒和碘含量尤其丰富，可以满足消费者的营养需求。即食海苔的好处不仅在营养方面，它的保健效果更令人称赞。英国研究人员在上世纪90年代就发现海苔可杀死癌细胞，增强免疫力。海苔中所含藻胆蛋白具有降血糖、抗肿瘤的应用前景，其中的多糖具有抗衰老、降血脂、抗肿瘤等多方面的生物活性。海苔中所含的藻朊酸，还有助于清除人体内带毒性的金属，如锶和镉等。医疗人员还从海苔中开发出具有独特活性的海洋药物和保健食品，能有效预防神经老化，调节机体的新陈代谢。此外，海苔能预防和治疗消化性溃疡，延缓衰老，帮助女士保持皮肤的润滑健康。即食海苔的高营养性和高保健性深受消费者喜爱，使其迅速进入消费市场并成功占据了一席之地，而其需求量也逐年上升。但是在进入流水线生产的即食海苔会因为操作环境、工作人员等外在因素导致微生物附着在即食海苔进入食品包装袋中，而食品包装袋并不能在一定程度上抑制微生物的增长，经微生物污染的食品进入到市场中后果会很严重。我国对海苔产品中微生物检验提出了日益严格的要求，除了不得检出沙门氏菌、志贺氏菌、副溶血性弧菌等致病菌外，伯克氏菌和菌落总数也不得超标。经研究发现，海苔较容易感染伯克氏菌。但是目前，市场上还未见过能消灭掉大多数的微生物以延长海苔保质期并能指示海苔可食用性的即食海苔包装材料。
因此有必要进行研究以发明一种能够延长海苔保质期并能指示海苔新鲜度的海苔包装材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料。该包装材料既有包装材料的基本功能，又能消灭掉大多数的微生物，保证食品安全，而且能够让消费者对于食品可食用期有一个清晰的认识，不会误食。
为实现上述目的，本发明所采用以下技术方案：
一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料，该包装材料是将溶菌酶添加至聚乙烯塑料薄膜中制成具有抗菌作用的即食海苔包装膜，并在其基础上增加能够快速识别即食海苔货架期的卡拉胶-姜黄素复合的pH指示标签制备而成的。
一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）聚乙烯薄膜的制备
将聚乙烯塑料颗粒利用吹膜机制成塑料薄膜，按照即食海苔包装的要求，用分切机将薄膜分切成所需大小的薄膜。
（2）抗菌包装材料的制备
将聚乙烯薄膜浸泡在溶菌酶溶液中45min，然后在真空干燥箱中60℃干燥5h，对聚乙烯薄膜进行料浆法添加溶菌酶；
（3）添加指示标签的抗菌包装材料的制备
指示标签为卡拉胶-姜黄素膜，其制作方法为：取100mg 姜黄素粉末溶于100 mL无水乙醇中，配制浓度为1mg/mL姜黄素溶液，备用。在100mL 超纯水中先加入2mL甘油，再加入2g卡拉胶粉末，在90℃下搅拌30min制得卡拉胶溶液；向卡拉胶溶液中加入10mL醇水比为4：1的乙醇溶液，搅拌均匀；之后再添加占总体积百分比为3%的浓度为1mg/mL姜黄素溶液，室温搅拌10min后在90℃下再搅拌10min，将混合物进行超声处理3min以除去气泡，获得卡拉胶-姜黄素成膜溶液；将成膜溶液涂布在直径为15cm的玻璃板上，涂布厚度为2mm，并在60℃下干燥48h；干燥后裁剪为海苔包装所需大小的薄膜（5cm×2cm），获得卡拉胶-姜黄素膜指示标签；指示标签附着于抗菌包装材料上，得添加指示标签的抗菌包装材料。
进一步的步骤（2）中溶菌酶溶液的浓度为0.1 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L，优选的为：0.5 g/L。
当即食海苔发生变质作用时，随着微生物数量的增加会导致即食海苔pH的碱性逐渐增大；当pH增大时，指示器的颜色逐渐由原本的亮黄色变为红棕色时，表明食品已不能食用。
本发明的有益之处在于：
（1）在本发明提供一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料，通过对聚乙烯薄膜进行料浆法添加溶菌酶，高温烧结涂层，获得添加溶菌酶的包装材料。采用料浆法，并高温下烧结涂层处理是因为溶菌酶的化学性质稳定，即使在很高的温度下，仍具有作用活性；因此，反应温度升高，会促进溶菌酶与聚乙烯薄膜之间的作用，使其更充分的结合。即食海苔在生产过程中会携带细菌进入包装袋导致食品微生物超标，而本产品的包装材料则可抑制大多数的革兰氏阳性菌和少数革兰氏阴性菌，使食品的安全性提高。溶菌酶还是一种天然抗菌剂，安全性高、生产成本低，易制得，适宜pH 5.3-6.4，可用于低酸性食品防腐。
（2）在本发明提供一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料通过增加卡拉胶-姜黄素pH指示标签可以快速的辨别海苔的保质期；通过氢键的相互作用，姜黄素可以很好的分散在卡拉胶的基体中；卡拉胶-姜黄素复合的pH指示标签在碱性条件下可以发生红移，随着腐败程度的加深，即食海苔的微生物逐渐增加，pH值发生变化引起卡拉胶-姜黄素复合的pH指示标签颜色改变；当即食海苔发生变质作用时，随着微生物数量的增加会导致即食海苔pH的碱性逐渐增大；当pH增大时，指示标签的颜色逐渐由原本的亮黄色变为红棕色时，表明食品已不能食用。这种复合型pH指示标签，具有阻隔氧气及抗脂肪氧化的效果，还能使消费者能了解食品的新鲜程度。这种指示标签使用起来比较方便，可以被制成标签固定在货架上的散装包装袋表面或者安放在产品的外包装箱里。
（3）在本发明提供一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料，添加了溶菌酶抗菌剂的包装材料和新鲜度指示标签相结合，具有抗菌和预防微生物繁衍的多种功能，解决海苔食品保质期较短的问题；有利于即食海苔的保存，使消费者对食品吃得更放心更安心；本发明所提供的包装材料既能有效保证食品的质量与安全，又能高效延长食品的货架期。
附图说明
图1是不同浓度的溶菌酶对海苔贮藏过程中菌落总数变化的情况。
图2是添加溶菌酶前后的聚乙烯薄膜表面的菌落总数变化情况。
图3是溶菌酶聚乙烯薄膜抑制即食海苔腐败优势菌（伯克氏菌）扫描电镜图。
A：未添加溶菌酶的聚乙烯薄膜包装材料上伯克氏菌扫描电镜图；B：添加0.5g/L溶菌酶的聚乙烯薄膜包装材料上伯克氏菌扫描电镜图。
图4是制得的抗菌包装材料的结构示意图。初始状态：即食海苔未发生变质，pH未发生改变，指示标签为姜黄素本身所带的亮黄色；终止状态：即食海苔发生变质，pH的碱性逐渐增大，指示标签的颜色逐渐由原本的亮黄色变为红棕色。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容，以下结合具体实施方式并配合附图详予说明。
本发明最关键的构思在于：发明一种添加溶菌酶的聚乙烯薄膜的抗菌材料，该材料以聚乙烯为基材，以溶菌酶为抗菌剂。采用料浆法高温烧结涂层的方法对海苔包装材料进行改性，并制作卡拉胶-姜黄素复合的pH指示标签，抗菌材料的结构示意图如图4所示。从而达到保障海苔质量与安全并延长其货架期的目的。
实施例1
一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料，该包装材料是将溶菌酶添加至聚乙烯塑料薄膜中制成具有抗菌作用的即食海苔包装膜，并在其基础上增加能够快速识别即食海苔货架期的卡拉胶-姜黄素复合的pH指示标签制备而成的。
一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚乙烯薄膜的制作
将聚乙烯塑料颗粒利用吹膜机制成塑料薄膜，按照即食海苔包装的要求，用分切机将薄膜分切成90*135mm的薄膜。
（2）添加溶菌酶的包装材料
将聚乙烯薄膜浸泡在浓度为0.1 g/L溶菌酶溶液中45min，然后在真空干燥箱中60℃干燥5h，对聚乙烯薄膜进行料浆法添加溶菌酶；
（3）添加指示标签的包装材料
指示标签为卡拉胶-姜黄素膜制成；卡拉胶-姜黄素膜的制作方法为：取100mg 姜黄素粉末溶于100 mL无水乙醇中，配制浓度为1mg/mL姜黄素溶液，备用。在100mL 超纯水中加入2mL甘油，再加入2g卡拉胶粉末，在90℃下搅拌30min制得卡拉胶溶液；向卡拉胶溶液中加入10mL醇水比为4：1的乙醇溶液，搅拌均匀；之后再添加占总体积百分比为3%的浓度为1mg/mL姜黄素溶液，室温搅拌10min后在90℃下再搅拌10min，将混合物进行超声处理3min以除去气泡，获得卡拉胶-姜黄素成膜溶液；将成膜溶液涂布在直径为15cm的玻璃板上，涂布厚度为2mm，并在60℃下干燥48h；干燥后裁剪为5cm×2cm海苔包装薄膜，获得卡拉胶-姜黄素膜指示标签；指示标签附着于抗菌包装材料上，得添加指示标签的抗菌包装材料。
实施例2
一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料，该包装材料是将溶菌酶添加至聚乙烯塑料薄膜中制成具有抗菌作用的即食海苔包装膜，并在其基础上增加能够快速识别即食海苔货架期的卡拉胶-姜黄素复合的pH指示标签制备而成的。
一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）聚乙烯薄膜的制作
将聚乙烯塑料颗粒利用吹膜机制成塑料薄膜，按照即食海苔包装的要求，用分切机将薄膜分切成90*135mm的薄膜；
（2）抗菌包装材料
将聚乙烯薄膜浸泡在浓度为0.3 g/L溶菌酶溶液中45min，然后在真空干燥箱中60℃干燥5h， 对聚乙烯薄膜进行料浆法添加溶菌酶；
（3）添加指示标签的抗菌包装材料
指示标签为卡拉胶-姜黄素膜，其制作方法为：取100mg 姜黄素粉末溶于100 mL无水乙醇中，配制浓度为1mg/mL姜黄素溶液，备用。在100mL 超纯水中先加入2mL甘油，再加入2g卡拉胶粉末，在90℃下搅拌30min制得卡拉胶溶液；向卡拉胶溶液中加入10mL醇水比为4：1的乙醇溶液，搅拌均匀；之后再添加占总体积百分比为3%的浓度为1mg/mL姜黄素溶液，室温搅拌10min后在90℃下再搅拌10min，将混合物进行超声处理3min以除去气泡；获得卡拉胶-姜黄素成膜溶液；将成膜溶液涂布在直径为15cm的玻璃板上，涂布厚度为2mm，并在60℃下干燥48h；干燥后裁剪为4cm×2cm海苔包装薄膜，获得卡拉胶-姜黄素膜指示标签；指示标签附着于抗菌包装材料上，得添加指示标签的抗菌包装材料。
实施例3
一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料，该包装材料是将溶菌酶添加至聚乙烯塑料薄膜中制成具有抗菌作用的即食海苔包装膜，并在其基础上增加能够快速识别即食海苔货架期的卡拉胶-姜黄素复合的pH指示标签制备而成的。
一种识别货架寿命指示标签和抗菌功能的即食海苔包装材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）聚乙烯薄膜的制作
将聚乙烯塑料颗粒利用吹膜机制成塑料薄膜，按照即食海苔包装的要求，用分切机将薄膜分切成90*135mm的薄膜；
（2）抗菌包装材料
将聚乙烯薄膜浸泡在浓度为0.5 g/L溶菌酶溶液中45min，然后在真空干燥箱中60℃干燥5h， 对聚乙烯薄膜进行料浆法添加溶菌酶；
（3）添加指示标签的抗菌包装材料
指示标签为卡拉胶-姜黄素膜，其制作方法为：取100mg 姜黄素粉末溶于100 mL无水乙醇中，配制浓度为1mg/mL姜黄素溶液，备用。在100mL 超纯水中先加入2mL甘油，再加入2g卡拉胶粉末，在90℃下搅拌30min制得卡拉胶溶液；向卡拉胶溶液中加入10mL醇水比为4：1的乙醇溶液，搅拌均匀；之后再添加占总体积百分比为3%的浓度为1mg/mL姜黄素溶液，室温搅拌10min后在90℃下再搅拌10min，将混合物进行超声处理3min以除去气泡；获得卡拉胶-姜黄素成膜溶液；将成膜溶液涂布在直径为15cm的玻璃板上，涂布厚度为2mm，并在60℃下干燥48h；干燥后裁剪为5cm×3cm海苔包装薄膜，获得卡拉胶-姜黄素膜指示标签；指示标签附着于抗菌包装材料上，得添加指示标签的抗菌包装材料。
实施例4
采用浓度为0 g/L 、0.1 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L溶菌酶处理聚乙烯薄膜包装材料，并进行即食海苔的包装。30天后，取不同浓度溶菌酶包装的即食海苔各10g，放入含有90mL无菌生理盐水的无菌均质袋中，8000r/min均质2min，制成1：10样品匀液。取1mL样品匀液，以1：10进行梯度稀释。参照GB4789.2-2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定》中提供的方法进行测定菌落总数，通过数据分析得出不同溶菌酶浓度与菌落总数的关系，结果见图1。图1结果表明：用不同浓度的溶菌酶处理包装材料，随着溶菌酶浓度的升高，添加溶菌酶包装材料包装的即食海苔的菌落总数较未添加溶菌酶包装材料包装的即食海苔的菌落总数有明显的降低。当溶菌酶浓度为0.50 g/L 时，添加溶菌酶海苔包装材料包装的即食海苔的菌落总数从5.44Log(CFU/g)下降到3.19Log(CFU/g)。低于我国水产品即食海苔标准规定的4.47Log(CFU/g)。
将不同批次的即食海苔置于实施例3制备的含浓度为0.5g/L的添加溶菌酶的包装材料与普通包装材料中贮藏。分别在0天、10天、20天、30天时进行开袋检验即食海苔菌落总数，通过数据分析比较得出添加溶菌酶的包装材料中贮藏的即食海苔的菌落总数较普通包装材料中贮藏的即食海苔的菌落总数的关系，结果见图2。图2结果表明，随着存放时间的延长，即食海苔菌落总数在不断增多。
添加溶菌酶的包装材料中贮藏的即食海苔的菌落总数较普通包装材料中贮藏的即食海苔的菌落总数显著的降低；即用经过溶菌酶处理的包装材料贮藏即食海苔的菌落总数得到有效的控制，延缓了海苔的变质，使即食海苔的货架期得到有效延长。
实施例5
图3通过扫描电子显微镜，对普通包装材料组与实施例3制备所得的添加0.5g/L溶菌酶的聚乙烯包装材料组的细菌进行检测。
具体检测过程为：
（1）菌液处理：取取普通包装材料组、添加0.5g/L溶菌酶包装材料组的即食海苔各10g，放入含有90mL无菌生理盐水的无菌均质袋中，8000r/min均质2min，制成用于检测细菌的1：10样品匀液。取普通包装材料组、添加0.5g/L溶菌酶包装材料组的两组样品匀液各1mL，10000g离心5min，弃上清液并加入2.5wt%戊二醛固定液，3h后用灭菌的PBS清洗3次；加入1wt%锇酸固定6 h，PBS清洗3次；加入30%（vol），50%（vol），70%（vol），85%（vol），95%（vol）浓度的乙醇逐级脱水各一次，100%（vol）浓度的无水乙醇脱水各两次（脱水20 min）；最后用乙酸异戊酯置换2次（置换20 min），制成经处理后的菌液。
（2）将滤纸裁成35 mm×18 mm大小，将其做成纸包。将步骤（1）处理后的菌液滴入纸包内，迅速用钉书器将两端钉牢；放入CO2临界点干燥器样品室中干燥。随后将干燥后粉末状纯菌体倒入平皿中，摇晃使菌体分散。将菌体粉末粘在盖玻片上，翻正后用牙签将菌体刮薄铺平。进行离子溅射，喷金后进行扫描电镜观察并采集图像。
结果见图3，图3结果表明溶菌酶使菌体细胞壁的通透性增加，使完整的细胞结构遭到破坏，同时影响细胞内环境与细胞膜的稳定性。溶酶菌还能造成大量伯克氏菌凝聚而沉降，经观察发现，许多菌体出现变形现象，细胞壁破裂，内容物渗出，细胞相继死亡，从而达到抑菌的目的。本发明在延长保质期方面，主要利用溶菌酶能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖，其水解位点是N-乙酰胞壁酸(NAM)的l位碳原子和N-乙酰葡萄糖胺(NAG)的4位碳原子间的β-l，4糖苷键，结果使细菌细胞壁变得松弛，失去对细胞的保护作用，最后细胞溶解死亡，有效地延长海苔保质期。
本发明的指示标签的结构功能简单，能快速的帮助消费者识别海苔的食用期限。随即食海苔保存时间的延长，食海苔发生变质时，pH的碱性逐渐增大，指示标签的颜色逐渐由原本姜黄素本身所带的亮黄色变为红棕色，指示即食海苔是否变质，结果见图4。总的来说，添加溶菌酶和指示标签可以有效地延长海苔的贮存期限，还能方便消费者识别食用期限。

Claims (6)

1.一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料，其特征在于：所述材料是将溶菌酶添加至聚乙烯塑料薄膜中制成具有抗菌作用的即食海苔包装膜，并在其基础上增加能够快速识别即食海苔货架期的卡拉胶-姜黄素复合的pH指示标签制备而成。
2.如权利要求1所述的一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料，其特征在于，包括以下步骤：
（1）聚乙烯薄膜的制备；
（2）抗菌包装材料的制备；
（3）添加指示标签的抗菌包装材料的制备。
3.根据权利要求2所述的一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料，其特征在于：步骤（1）中聚乙烯薄膜的制备为：将聚乙烯塑料颗粒利用吹膜机制成塑料薄膜，按照即食海苔包装的要求，用分切机将薄膜分切成所需大小的薄膜。
4.根据权利要求2所述的一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料，其特征在于：步骤（2）中抗菌包装材料的制备为：将聚乙烯薄膜浸泡在溶菌酶溶液中45min，然后在真空干燥箱中60℃干燥5h，对聚乙烯薄膜进行料浆法添加溶菌酶。
5.根据权利要求4所述的一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料，其特征在于：所述溶菌酶溶液中溶菌酶的浓度为0.1 g/L、0.3 g/L、0.5 g/L。
6.根据权利要求2所述的一种具有识别货架寿命指示标签的即食海苔抗菌包装材料，其特征在于：步骤（3）添加指示标签的抗菌包装材料的制备为：取100mg 姜黄素粉末溶于100 mL无水乙醇中，配制浓度为1mg/mL姜黄素溶液，备用；100mL 超纯水中加入2mL甘油，再加入2g卡拉胶粉末，在90℃下搅拌30min制得卡拉胶溶液；向卡拉胶溶液中加入10mL醇水比为4：1的乙醇溶液，搅拌均匀；之后再添加体积百分比为3%的浓度为1mg/mL姜黄素溶液，室温搅拌10min后在90℃下再搅拌10min，将混合物进行超声处理3min以除去气泡，获得卡拉胶-姜黄素成膜溶液；将成膜溶液涂布在直径为15cm的玻璃板上，涂布厚度为2mm，并在60℃下干燥48h；干燥后裁剪为海苔包装所需大小的薄膜，获得卡拉胶-姜黄素膜指示标签；指示标签附着于抗菌包装材料上，得添加指示标签的抗菌包装材料。
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