CN110862581A - 一种基于海藻酸钠的抗菌复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及食品保鲜领域，具体提供了一种基于海藻酸钠的抗菌复合膜及其制备方法。该膜以海藻酸钠为主要原料，向其溶液中加入甘油、芦荟凝胶制成均一稳定的胶状溶液，再通过流延制膜而成。具有无毒可食，抗菌保鲜的特点，绿色可降解，对环境无负担。

Description

一种基于海藻酸钠的抗菌复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品保鲜领域，具体涉及一种基于海藻酸钠的抗菌复合膜及其制备方法。
背景技术
目前国内外在果蔬保鲜领域的保险手段主要通过对保鲜品质起关键作用的三大要素进 行调控。一是控制衰老过程：涂蜡抑制呼吸作用；消除并抑制乙烯的产生；降低酶促反应的 速率实现对有机体生理活动的控制等。该方法无规范标准，不法商家使用工业蜡中含有汞、 铅等有害成分，对人体健康造成威胁。二是控制微生物：例如低温保藏，喷涂化学药剂等。 该方法对水果可能有冻伤损害，抑菌不彻底，留有农药残留，对消费者有潜在的毒理作用。 三是控制内部水分蒸发：细胞间水结构化气调保鲜等，但该方法成本高昂，不易普及。由此 可见，目前国内外现有的果蔬保鲜技术有农残，冻伤，成本高等一系列隐患。影响了果蔬的 口感与风味，同时也可能对人体造成一定的伤害，严重威胁了消费者的健康。
当前，可食性膜的研究主要集中在制膜工艺和选材等方面。经过研究发现，当前国内外 可食性薄膜的加工方法大体一致，原材料种类繁多，以多糖类(CTS膜、KGM膜等)和蛋白 质类(玉米醇溶蛋白等)可食性薄膜居多，薄膜性质大体相同。综合分析得出:国内外可食 性薄膜的实验室研究阶段基本成熟，但是，在可食性薄膜的应用方面还有待进一步推广。
发明内容
为了克服现有技术缺陷，本发明提供了一种基于海藻酸钠的抗菌复合膜及其制备方法， 在海藻等海洋生物多糖制膜的基础上，研发出一种原材料更为易得，绿色健康、成本低廉的 新型果蔬保鲜方式，为逐渐增加的果蔬保鲜需求提供强有力的支持。
本发明的技术方案如下：
(9)利用流送槽进行芦荟清洗消毒，之后进行辐照灭菌。
(10)使用带式榨汁机将步骤(1)中的芦荟打碎，至液浆均匀，形成芦荟原浆。
(11)将步骤(2)原浆用PLC自动控制均质机进行均质后，用两倍体积乙醇浸提， 辅以超声波破碎细胞使蒽醌溶解于芦荟原浆中，得到溶液Ⅰ。
(12)加入0.5％活性炭对步骤(3)溶液Ⅰ进行脱色。
(13)采用碟式离心机，除去步骤(4)溶液Ⅰ中活性炭、芦荟原浆中的纤维物质得 胶状溶液Ⅱ。
(14)将质量为超纯水质量0.5％-3.5％的淀粉、质量为超纯水质量0.5％-1.5％的海藻酸 钠和水加入搅拌釜，80℃条件下以1000r/min速度搅拌1h，形成均一稳定胶状溶液。
(15)向步骤(6)所述的胶状溶液中加入淀粉质量1.3％-1.4％的甘油，保持80℃条件，高速搅拌30min，得到溶液Ⅲ。
(16)待溶液Ⅲ冷却至40℃时，将其和胶状溶液Ⅱ以体积3:1的比例在FLT高速分散混合搅拌罐充分混合，搅拌均匀得到混合胶体，最后装桶或机器流延成膜。
所述步骤(3)中超声波破碎系统工作频率F＝20kHz，功率密度P＝0.3W/cm；
所述步骤(5)中碟式离心机转速10000r/min，离心时间3min。
本发明的有益效果为：本发明以天然可食物质木薯淀粉为原料，添加可食性增塑剂，形 成无毒可食的薄膜凝胶，用于增强果皮的防护作用，控制果蔬气体交换，增加其表面光泽度， 提高产品价值等。产品原料易得，成本低廉，且因为添加了新型抑菌成分蒽醌，可有效降低 霉菌孢子成活率和杆菌菌丝生长。达到了环保健康，果蔬保鲜的需求，为逐渐增加的果蔬保 鲜需求提供强有力的支持。
具体实施方式
实施例1
(1)利用流送槽进行芦荟清洗消毒，之后进行辐照灭菌。
(2)使用带式榨汁机将步骤(1)中的芦荟打碎，至液浆均匀，形成芦荟原浆。
(3)将步骤(2)原浆用PLC自动控制均质机进行均质后，用两倍体积乙醇浸提， 辅以超声波破碎细胞提取抑菌物质，得到溶液Ⅰ。
(4)加入0.5％活性炭对步骤(3)溶液Ⅰ进行脱色。
(5)采用碟式离心机，除去步骤(4)溶液Ⅰ中活性炭、芦荟原浆中的纤维物质得 胶状溶液Ⅱ。
(6)将90g淀粉、60g海藻酸钠和6L水加入搅拌釜，80℃条件下以1000r/min速度 搅拌1h，形成均一稳定胶状溶液。
(7)向步骤(6)所述的胶状溶液中加入120g甘油，保持80℃条件，高速搅拌30min，得到溶液Ⅲ。
(8)待溶液Ⅲ冷却至40℃时，将6L溶液Ⅲ和2L胶状溶液Ⅱ于FLT高速分散混合 搅拌罐充分混合，搅拌均匀得到混合胶体。最后装桶或机器流延成膜。
所述步骤(3)中超声波破碎系统工作频率F＝20kHz，功率密度P＝0.3W/cm；
所述步骤(5)中碟式离心机转速10000r/min，离心时间3min。
实施例2
(1)利用流送槽进行芦荟清洗消毒，之后进行辐照灭菌。
(2)使用带式榨汁机将步骤(1)中的芦荟打碎，至液浆均匀，形成芦荟原浆。
(3)将步骤(2)原浆用PLC自动控制均质机进行均质后，用两倍体积乙醇浸提， 辅以超声波破碎细胞提取抑菌物质，得到溶液Ⅰ。
(4)加入0.5％活性炭对步骤(3)溶液Ⅰ进行脱色。
(5)采用碟式离心机，除去步骤(4)溶液Ⅰ中活性炭、芦荟原浆中的纤维物质得 胶状溶液Ⅱ。
(6)将210g淀粉、90g海藻酸钠和6L水加入搅拌釜，80℃条件下以1000r/min速 度搅拌1h，形成均一稳定胶状溶液。
(7)向步骤(6)所述的胶状溶液中加入280g甘油，保持80℃条件，高速搅拌30min，得到溶液Ⅲ。
(8)待溶液Ⅲ冷却至40℃时，将6L溶液Ⅲ和2L胶状溶液Ⅱ以3:1的体积比例在 FLT高速分散混合搅拌罐充分混合，搅拌均匀得到混合胶体。最后装桶或机器流延成膜。
所述步骤(3)中超声波破碎系统工作频率F＝20kHz，功率密度P＝0.3W/cm；
所述步骤(5)中碟式离心机转速10000r/min，离心时间3min。
实施例3
(1)利用流送槽进行芦荟清洗消毒，之后进行辐照灭菌。
(2)使用带式榨汁机将步骤(1)中的芦荟打碎，至液浆均匀，形成芦荟原浆。
(3)将步骤(2)原浆用PLC自动控制均质机进行均质后，用两倍体积乙醇浸提， 辅以超声波破碎细胞提取抑菌物质，得到溶液Ⅰ。
(4)加入0.5％活性炭对步骤(3)溶液Ⅰ进行脱色。
(5)采用碟式离心机，除去步骤(4)溶液Ⅰ中活性炭、芦荟原浆中的纤维物质得 胶状溶液Ⅱ。
(6)将120g淀粉、30g海藻酸钠和6L水加入搅拌釜，80℃条件下以1000r/min 速度搅拌1h，形成均一稳定胶状溶液。
(7)向步骤(6)所述的胶状溶液中加入160g甘油，保持80℃条件，高速搅拌30min，得到溶液Ⅲ。
(8)待溶液Ⅲ冷却至40℃时，将6L溶液Ⅲ和2L胶状溶液Ⅱ以3:1的体积比例在 FLT高速分散混合搅拌罐充分混合，搅拌均匀得到混合胶体。最后装桶或流延成膜。
所述步骤(3)中超声波破碎系统工作频率F＝20kHz，功率密度P＝0.3W/cm；
所述步骤(5)中碟式离心机转速10000r/min，离心时间3min。
实施例4
(1)利用流送槽进行芦荟清洗消毒，之后进行辐照灭菌。
(2)使用带式榨汁机将步骤(1)中的芦荟打碎，至液浆均匀，形成芦荟原浆。
(3)将步骤(2)原浆用PLC自动控制均质机进行均质后，用两倍体积乙醇浸提， 辅以超声波破碎细胞提取抑菌物质，得到溶液Ⅰ。
(4)加入0.5％活性炭对步骤(3)溶液Ⅰ进行脱色。
(5)采用碟式离心机，除去步骤(4)溶液Ⅰ中活性炭、芦荟原浆中的纤维物质得 胶状溶液Ⅱ。
(6)将30g淀粉、30g海藻酸钠和6L水加入搅拌釜，80℃条件下以1000r/min速 度搅拌1h，形成均一稳定胶状溶液。
(7)向步骤(6)所述的胶状溶液Ⅲ中加入40g甘油，保持80℃条件，高速搅拌30min，得到溶液Ⅲ。
(8)待溶液Ⅲ冷却至40℃时，将6L溶液Ⅲ和2L胶状溶液Ⅱ以3:1的体积比例在 FLT高速分散混合搅拌罐充分混合，搅拌均匀得到混合胶体。最后装桶或机器流延成膜。
所述步骤(3)中超声波破碎系统工作频率F＝20kHz，功率密度P＝0.3W/cm；
所述步骤(5)中碟式离心机转速10000r/min，离心时间3min。
性能测试
膜厚(Film Thickness)
复合膜的厚度会直接或间接影响膜的机械和化学性能，并且对复合膜的阻水透氧性能有 很大的影响。使用螺旋测微器测量得到，具体方法是在被测膜上随机取5点，分别用螺旋测 微器测量，读数时精确到0.01μm，取平均值。
水蒸气透过系数(WVP)
根据薄膜材料WVP的测试的GB-1037-70，采用拟杯子法，在室温条件下，在10ml的小瓶中加入无水CaCl2，加入的无水CaCl2量需至瓶口3mm处为止。然后选择表面均匀，无 孔复合膜，测量复合膜厚度后，将膜覆盖在玻璃瓶口，之后用玻璃瓶的旋钮拧紧，称重。将 称重后的瓶放入25℃、底部为去离子水的干燥器中，使复合膜内外两侧保持恒定的蒸汽压差，每隔4h从干燥器中取出玻璃瓶称重，并根据称重质量差算出水蒸气透过系数(WVP) 值。按下式计算复合膜的WVP：
WVP＝Δm·d/(A·Δt·Δp)
式中：
WVP—水蒸气透过系数，g·cm·(cm2·s·Pa)-1
Δm—相同时间玻璃小瓶增加的质量，g
A—复合膜的面积，cm2
Δt—测定的时间间隔，s
d—膜的厚度，cm
Δp—样品两侧的水蒸气压差，Pa
水溶性
在室温的条件下，将复合膜剪成一定质量的样品，测试的样品于100ml的超纯水中， 使用磁力搅拌器搅拌至样品完全分散于超纯水中，记录复合膜溶解的时间。根据以下公式计 算：
Figure BDA0002290912410000051
式中：
WS—复合膜的水溶性，g/s
m—样品质量，g
t—样品溶解所需时间，s
抑菌性能
按照液体培养基的配方，分别配制沙氏液体培养基于高压蒸汽灭菌锅内121℃，15min 灭菌备用。通过液体培养试验测试复合膜对青霉菌等常见真菌的抗菌活性。将复合膜切成2 ×2cm的矩形。将三个样品分别浸入含有105CFU/mL菌落总数的100μL培养物的50mL烧 瓶中的20mL营养肉汤中，37℃培养。使用分光光度计测定其在505nm光密度。
测试结果：
Figure BDA0002290912410000052
Figure BDA0002290912410000061

Claims (3)

1.一种基于海藻酸钠的抗菌复合膜的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
(1)利用流送槽进行芦荟清洗消毒，之后进行辐照灭菌；
(2)使用带式榨汁机将步骤(1)中的芦荟打碎，至液浆均匀，形成芦荟原浆；
(3)将步骤(2)原浆用PLC自动控制均质机进行均质后，用两倍体积乙醇浸提，辅以超声波破碎细胞使蒽醌溶解于芦荟原浆中，得到溶液Ⅰ；
(4)加入0.5％活性炭对步骤(3)溶液Ⅰ进行脱色；
(5)采用碟式离心机，除去步骤(4)溶液Ⅰ中活性炭、芦荟原浆中的纤维物质得胶状溶液Ⅱ；
(6)将质量为超纯水质量0.5％-3.5％的淀粉、质量为超纯水质量0.5％-1.5％的海藻酸钠和水加入搅拌釜，80℃条件下以1000r/min速度搅拌1h，形成均一稳定胶状溶液；
(7)向步骤(6)所述的胶状溶液中加入淀粉质量1.3％-1.4％的甘油，保持80℃条件，高速搅拌30min，得到溶液Ⅲ；
(8)待溶液Ⅲ冷却至40℃时，将其和胶状溶液Ⅱ以体积3:1的比例在FLT高速分散混合搅拌罐充分混合，搅拌均匀得到混合胶体，最后机器流延成膜。
2.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠的抗菌复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中超声波破碎系统工作频率F＝20kHz，功率密度P＝0.3W/cm。
3.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠的抗菌复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中碟式离心机转速10000r/min，离心时间3min。
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