CN110591389A - 一种含芦笋的壳聚糖可食膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含芦笋的壳聚糖可食膜及其制备方法,其原料组分为:鱼明胶0.5‑6%,壳聚糖0.5‑3%,芦笋浆0.5‑3%,甘油0.5‑3%,其余为去离子水。包括芦笋预处理,预煮,过滤,细化,壳聚糖、鱼明胶溶液、混合匀浆的制备,脱气,制膜等步骤。本发明含芦笋的壳聚糖可食膜有良好的机械性能和阻隔性和保鲜效果,可用于食品包装材料,能延长食品保质期,丰富食品的口感和营养,且安全无污染。

Description

一种含芦笋的壳聚糖可食膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域,尤其涉及一种含芦笋的壳聚糖可食膜及其制备方法。
背景技术
逛街购物、去超市、去市场,我们都可以随手拎一个塑料袋,它给我们的生活带来了极大的方便,但是在不需要时,我们也随手扔掉了很多塑料袋,从而导致高环境污染的“白色垃圾”开始充斥我们的世界,世界包装市场以5.1%的年复合增长率增加,预计到2024年将耗费3131亿美元(Energias Market Research,2018),各种包装材料造成了造成日益严重的资源浪费,环境污染的问题。
可食性天然高分子材料包装将代替传统塑料包装,成为包装行业的发展趋势之一,将可食膜用于食品包装材料可以直接食用,安全无污染,还减少包装材料的浪费,并且经过特殊工序加工的可食膜具有一定保鲜作用,隔绝部分微生物,延长食品货架期。
可食性涂膜通过分子间相互作用形成的具有一定机械强度和选择透过性的结构致密的薄膜。其中,利用蛋白质制备的可食膜不仅机械性能好,而且氧气阻隔性能也比多糖可食膜、脂类可食膜优越。明胶传统生产原料主要是猪、牛的皮、骨、结缔组织,成本低,成膜性好,常被用做可食膜的原料,但由于猪口蹄疫、疯牛病、宗教信仰等原因,国内外研究人员开始研究从鱼类下脚料中提取鱼明胶替代明胶。
壳聚糖是一种可持续性资源,在自然界中分布非常广泛,可从虾蟹的壳中提取。由壳聚糖制备而成的膜具有一定通透性、阻水性,能形成一种微气调环境,降低氧气含量,减少水分流失,且有较好的抗菌活性,能抑制一些真菌、细菌和病毒的繁殖,有助于维持食品品质和营养,但是由于壳聚糖本身带有一点苦涩味,限制了其在食品领域的应用。
公开号为107083067A公开了一种含原花青素的鱼明胶/壳聚糖可食性抗菌抗氧化膜的制备方法,选用鱼明胶作为膜基质,壳聚糖作为抗菌剂,添加原花青素作为天然抗氧化剂,混合制备安全高效、且具有抗菌抗氧化功能的可食膜。
公开号为109438776A公开了一种高阻隔玉米醇溶蛋白壳聚糖可食膜及其制备方法,其中以玉米醇溶蛋白和壳聚糖为基材,进行溶解、混匀、倒膜,最后进行干燥,制备成高阻隔玉米醇溶蛋白壳聚糖可食膜。
日常生活中所见的壳聚糖可食性包装有很多种,每一种可食性包装膜都有其不足之处,如壳聚糖的淀粉膜、淀粉在成膜材料、成膜助剂、成膜工艺条件以及膜的改性方面的研究较为全面并且部分研究已经进入商业化,壳聚糖与淀粉两者的相容性好,安全可靠,但是膜的柔韧性、水蒸汽渗透性(WVP)及气体透过性有待提高;又如蛋白膜中的动物小肠加工而成的可食性肠衣,尽管各项性能都较好,但因其成本太高也无法大规模用于食品包装。
发明内容
针对现有的可食用包装膜强度差、拉伸强度低、易破损、遇水易受潮以及制作成本高的缺点,本发明提供了一种含芦笋的壳聚糖可食膜,通过添加芦笋,增加了可食膜的风味,提高了食品的营养价值,并且具有抗菌和防腐特性,使用方便,经济实用。
一种含芦笋的壳聚糖可食膜,其原料组分的体积百分比为:鱼明胶0.5-6%,壳聚糖0.5-3%,芦笋浆0.5-3%,甘油0.5-3%,其余为去离子水。
本发明通过在鱼明胶中加入壳聚糖,成膜后通过氢键的相互作用,具有良好的机械性能和阻隔性能。
一种含芦笋的壳聚糖可食膜的制备方法,包括:
(1)芦笋预处理:选取新鲜无腐烂的芦笋,去除根部明显木质化部分,清洗干净;
(2)预煮:将芦笋切段,蒸煮;
(3)打浆过滤:将芦笋打成浆,细化,过滤匀浆;
(4)壳聚糖溶液的制备:用醋酸溶液溶解壳聚糖,搅拌;
(5)鱼明胶溶液的制备:用去离子水溶解鱼明胶,搅拌;
(6)混合匀浆的制备:混合鱼明胶,壳聚糖,芦笋浆和甘油,均质;
(7)脱气:将混合匀浆至于真空脱气机中脱气去除气泡;
(8)可食膜的制备:将脱气后的混合匀浆铺展在玻璃板上,静置,揭膜,得到含芦笋的壳聚糖可食膜。
优选的,步骤(2)中,在使芦笋营养物质不损失,保证芦笋口感的情况下,又能保证芦笋尽可能的软化,所述的蒸煮时间2-10分钟,蒸煮温度60-100℃。
优选的,步骤(3)中,为了更好地制膜,使得可食用膜质地均匀、细致,所述的芦笋成浆后,用胶体磨进行细化得到平均粒径为50-100μm的芦笋浆。
鱼明胶的成膜性较好,但与哺乳动物明胶相比,鱼明胶中的亲水基团含量较高,热稳定性差,容易吸收空气中的水分,降低膜的机械性能,并通过添加壳聚糖,利用分子间相互作用提高复合膜的阻隔性和机械性能。
添加芦笋浆能够改善可食膜的风味和营养成分,掩盖壳聚糖本身的苦涩味。
为了使壳聚糖更好地溶解,优选的,所述的醋酸溶液中醋酸的体积百分数为3-10%;
优选的,在制备壳聚糖溶液、鱼明胶溶液时,所述的搅拌的温度为40-60℃。
优选的,步骤(6)中,所述的鱼明胶溶液与壳聚糖溶液的体积比为1:1-2。
优选的,步骤(8)中,所述的静置温度为30-50℃,静置时间为2-6h。
区别于现有技术,本发明的有益效果:
(1)本发明利用芦笋纤维、壳聚糖、鱼明胶等天然原料制备得到包装膜,无毒无害,制成的食品包装可食膜;
(2)本发明制得的可食性食品包装膜具有抗菌和防腐特性,能抑制贮藏过程中食品微生物生长;
(3)本发明制得的可食性食品包装膜使用完毕之后可以完全降解,不会造成环境污染,并且通过添加芦笋,增加了可食膜的风味,提高了食品的营养价值;
(4)本发明制备食用膜在使用时具有良好的抗拉伸强度、断裂伸长率和低水蒸气透过率,使用方便,经济实用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,下述实施例中所使用的方法如无特殊说明,均为常规方法,实施例中所用的材料,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
下列实施例中涉及的测定方法的具体步骤如下:
膜厚度的测定:在可食膜的四角及中央各取一点,用螺旋测微器测量这5个点膜的厚度,取平均值,单位mm,用于膜机械性能和物理性能计算。
水蒸气透过率的测定:按照国标《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法》(GB1037-1988)和《包装材料试验方法-透湿率》(GB/T16928-1997),用TSY-T1L透湿性测试仪测定,测试面积100mm2,单位g/(cm·s·Pa)。
透氧率的测定:按照国标《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法—压差法》(GB/T1038-2000),用气体透过测试仪测定膜的氧气透过率,测试面积为100mm2,单位cm3/(m2·d·Pa)。
抗拉强度和断裂伸长率的测定:按照国标《塑料拉伸性能的测定第3部分:薄膜和薄片的试验条件》(GB/T1040.3-2006)测定,将被测样品膜裁成15mm×120mm长方形,实际测量长度为80mm,测试速度为200mm/min。
实施例1
(1)芦笋预处理:选取新鲜无腐烂的芦笋,去除根部明显木质化部分,将其清洗干净;
(2)预煮:将洗净的芦笋切成1-2cm长的小段,保持沸腾1min后捞出沥干;
(3)打浆过滤:用均质机将芦笋打成匀浆,用100目筛子过滤匀浆;
(4)细化:用胶体磨进行细化,得到平均粒径为90μm的芦笋浆;
(5)壳聚糖溶液的制备:用1%醋酸溶液配制2%的壳聚糖,40℃水浴搅拌均匀;
(6)鱼明胶溶液的制备:用去离子水配制1.5%的鱼明胶,40℃水浴搅拌均匀;
(7)混合匀浆的制备:混合鱼明胶,壳聚糖,加入0.5%的芦笋浆和0.5%的甘油,均质20min,使物料混合均匀;
(8)脱气:将混合匀浆至于真空脱气机中脱气去除气泡;
(9)可食膜的制备:将脱气后的混合匀浆放入干燥箱,于35℃条件下铺展在玻璃板上,静置6h后揭膜,得到含芦笋的壳聚糖可食膜。
实施例2
(1)芦笋预处理:选取新鲜无腐烂的芦笋,去除根部明显木质化部分,将其清洗干净;
(2)预煮:将洗净的芦笋切成1-2cm长的小段,保持沸腾1min后捞出沥干;
(3)打浆过滤:用均质机将芦笋打成匀浆,用100目筛子过滤匀浆;
(4)细化:用胶体磨进行细化,得到平均粒径为90μm的芦笋浆;
(5)壳聚糖溶液的制备:用1%醋酸溶液配制3%的壳聚糖,40℃水浴搅拌均匀;
(6)鱼明胶溶液的制备:用去离子水配制2%的鱼明胶,40℃水浴搅拌均匀;
(7)混合匀浆的制备:混合鱼明胶,壳聚糖,加入1.5%的芦笋浆和1.5%的甘油,均质20min,使物料混合均匀;
(8)脱气:将混合匀浆至于真空脱气机中脱气去除气泡;
(9)可食膜的制备:将脱气后的混合匀浆放入干燥箱,于35℃条件下铺展在玻璃板上,静置6h后揭膜,得到含芦笋的壳聚糖可食膜。
实施例3
(1)芦笋预处理:选取新鲜无腐烂的芦笋,去除根部明显木质化部分,将其清洗干净;
(2)预煮:将洗净的芦笋切成1-2cm长的小段,保持沸腾1min后捞出沥干;
(3)打浆过滤:用均质机将芦笋打成匀浆,用100目筛子过滤匀浆;
(4)细化:用胶体磨进行细化,得到平均粒径为90μm的芦笋浆;
(5)壳聚糖溶液的制备:用1%醋酸溶液配制3%的壳聚糖,40℃水浴搅拌均匀;
(6)鱼明胶溶液的制备:用去离子水配制5%的鱼明胶,40℃水浴搅拌均匀;
(7)混合匀浆的制备:混合鱼明胶,壳聚糖,加入2%的芦笋浆和2%的甘油,均质20min,使物料混合均匀;
(8)脱气:将混合匀浆至于真空脱气机中脱气去除气泡;
(9)可食膜的制备:将脱气后的混合匀浆放入干燥箱,于35℃条件下铺展在玻璃板上,静置6h后揭膜,得到含芦笋的壳聚糖可食膜。
设置A-E组,其中A组为2%鱼明胶制作的可食膜;B组为2%鱼明胶和3%壳聚糖的可食膜;C组为以实施例1制备的壳聚糖可食膜;D组为以实施例2制备的壳聚糖可食膜;E组为以实施例3制备的壳聚糖可食膜(上述处理,除添加的鱼明胶/壳聚糖/芦笋浆不同外,其余步骤均相同)。
由于我们的产品最终是服务于消费者的,以消费者的体验为选择方向,因此,邀请40人针对A-E组可食膜进行感官评价,对可食膜的色泽、形态、气味、口感进行打分,总分100分制,并取平均值作为最终结果。
表1感官评定标准表
表2不同可食膜的感官评价评分结果
项目 色泽 形态 气味 口感 总分
A 7 16 18 23 64
B 5 16 12 18 51
C 8 15 21 30 74
D 8 12 24 32 76
E 9 13 27 35 84
如表2所示,根据40人针对A-E组可食膜进行感官评价,对可食膜的色泽、形态、气味、口感进行打分,通过分析得到,实施例1-3中所制备的含有芦笋的壳聚糖可食用膜在色泽、形态、气味、口感上都比不加芦笋浆的可食用膜受欢迎。
表3不同可食膜的性能对比
如表3所示,由于鱼明胶和壳聚糖复合膜中氢键的相互作用强于单独鱼明胶成分,具有良好的机械性能和阻隔性能,实施例1-3制作的含芦笋的壳聚糖可食膜厚度较大,水蒸气透过率及透氧率显著低于对照组A、B,且抗拉强度和断裂伸长率明显提高。鱼明胶的亲水基团含量高,容易吸收空气中的水分,进而导致膜的机械性能等理化性质不稳定,实施例3中,由于壳聚糖与鱼明胶相容性较好,提高了可食膜的韧性和阻隔性能,此外,本发明制备的芦笋壳聚糖可食膜具有更好的感官特性,芦笋的清香能够掩盖壳聚糖本身的苦涩味,改善可食膜的感官品质。

Claims (7)

1.一种含芦笋的壳聚糖可食膜,其特征在于,按照体积百分比,原料组分为:壳聚糖溶液0.5-3%,鱼明胶溶液0.5-6%,芦笋浆0.5-3%,甘油0.5-3%,其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的含芦笋的壳聚糖可食膜,其特征在于,所述的壳聚糖溶液与鱼明胶溶液的体积比为1:1-2。
3.根据权利要求1或2所述的含芦笋的壳聚糖可食膜的制备方法,包括:
(1)芦笋预处理:选取芦笋,去除木质化部分,清洗干净;
(2)预煮:将芦笋切段,蒸煮;
(3)打浆过滤:将芦笋打浆,细化,过滤匀浆得到芦苇浆;
(4)壳聚糖溶液的制备:醋酸溶液溶解壳聚糖,搅拌;
(5)鱼明胶溶液的制备:去离子水溶解鱼明胶,搅拌;
(6)混合匀浆的制备:混合鱼明胶,壳聚糖,芦笋浆和甘油,均质;
(7)脱气:将混合匀浆脱气去除气泡;
(8)可食膜的制备:将脱气后的混合匀浆铺展在玻璃板上,静置,揭膜,得到含芦笋的壳聚糖可食膜。
4.根据权利要求3所述的壳聚糖可食膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的蒸煮时间为2-10分钟,蒸煮温度为60-100℃。
5.根据权利要求3所述的壳聚糖可食膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述的芦笋浆的粒径为50-100μm。
6.根据权利要求3所述的壳聚糖可食膜的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述的醋酸溶液中醋酸的体积百分数为3-10%;所述的搅拌的温度为40-60℃。
7.根据权利要求3所述的壳聚糖可食膜的制备方法,其特征在于,步骤(8)中,所述的静置温度为30-50℃,静置时间为2-6h。
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官爱艳等: "秘鲁鱿鱼皮明胶-壳聚糖复合薄膜的性能和结构表征", 《核农学报》 *
申晓琳等: "《乳品加工技术》", 31 August 2015, 中国轻工业出版社 *
邹小波 等: "天然花青素提取物与壳聚糖明胶复合膜的制备和表征", 《农业工程学报》 *
黄紫娟 等: "蔬菜可食性包装纸加工方法的研究", 《农产品加工》 *

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