CN111154128B - 一种抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜及其制备方法，属于食品包装技术领域。本发明以乳清分离蛋白为主要成膜基质，配以竹叶抗氧化物、酪蛋白酸钠，同时添加增塑剂，通过混匀、热变性、真空脱气、平板延流、干燥揭膜等步骤制得乳清分离蛋白可食膜。本发明方法工艺简单，制得的乳清分离蛋白可食膜拉伸性好，强度高，具有透湿率低、透明性好、抗菌抗氧化的特点，能有效延长食品货架期，满足食品包装的要求。

Description

一种抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜及其制备方法
技术领域
本发明属于食品保鲜技术领域，具体涉及一种抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜及其制备方法。
背景技术
基于对环境资源保护和食品安全性等问题的思考，近年来可食膜的制备和应用成为食品包装领域研究的热点。可食膜是以天然生物大分子为基材，添加增塑剂等辅助成分制成的一种可食用、绿色环保，具有保鲜功能的的包装材料。可食膜主要通过阻碍水分、气体和溶质等的迁移来防止食品变质和微生物污染，延长食品货架期。
乳清分离蛋白是奶酪加工工业中的一种副产物，具备可食用、阻隔性优、可生物降解等优良性能，同时具备较佳的成膜能力，可以形成透明度高、柔韧性好的高分子膜。蛋白膜的成膜机理是蛋白质分子在加热条件下三级结构发生变化，内部基团暴露出来，在干燥过程中蛋白分子间生成新的二硫键，得到结构致密的膜。而多种蛋白分子同时加热变性，干燥过程中蛋白链间会发生更强烈的交联，成膜性更优。酪蛋白酸钠具有较好的热稳定性，分子中含有疏水基团和亲水基团，具有良好的成膜性、阻气性和乳化性。
竹叶抗氧化物是从1~2年生的竹叶中提取的抗氧化物质，有效成分包括黄酮类、酚酸类和内酯类化合物，具有较强的抗氧化和抑菌作用。鉴于其理化性质较稳定、安全性高、天然营养、可生物降解等诸多优点，现已初步应用于各类食品中。
食品在贮藏过程中易受微生物的侵害，而蛋白膜自身营养丰富，在食品保鲜应用中存在抗菌、抗氧化性能不足的劣势。在蛋白成膜溶液中添加抗氧化剂、抗菌剂等，制备的复合膜具有更好的保鲜效果。目前将竹叶抗氧化物添加至蛋白成膜液中，增强可食膜的抗菌、抗氧化性的研究尚未见报道。以乳清分离蛋白为成膜基材，添加竹叶抗氧化物、酪蛋白酸钠、增塑剂，制得具有抗菌、抗氧化性能的乳清分离蛋白可食膜，不仅拓宽了竹叶抗氧化物的应用范围，也提高了乳清分离蛋白膜的性能。这种可食膜在可降解保鲜包装领域中有较好的应用前景。
发明内容
本发明提供一种透湿率低、透明性好，具有抗菌、抗氧化性能的乳清分离蛋白可食膜及其制备方法，以乳清分离蛋白为主要成膜基质，配以少量竹叶抗氧化物，同时添加酪蛋白酸钠、增塑剂，制得的乳清分离蛋白可食膜拉伸性好、膜强度高，具有透湿率低、透明性好、抗菌抗氧化的特点。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明公开的一种抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜的制备方法，包括以下步骤：
1）称取一定量的乳清分离蛋白溶于去离子水中，搅拌溶解，得到质量百分浓度为10%的乳清分离蛋白溶液；
2）称取竹叶抗氧化物适量，分散于去离子水中；
3）称取酪蛋白酸钠适量，分散于去离子水中；
4）将步骤1）、2）、3）配制的3种溶液混合，加入适量甘油（增塑剂），调节pH，磁力搅拌至充分混匀，加热使蛋白质变性；
5）将步骤4）得到的蛋白溶液进行真空脱气，得到复合蛋白成膜液，备用；
6）将成膜液采用平板流延法，55℃恒温鼓风干燥成膜，揭膜；
7）将步骤6）处理得到的蛋白膜置于恒温恒湿箱（23℃，50% RH）中平衡48 h，制得抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜。
优选的，所述成膜液中乳清分离蛋白:竹叶抗氧化物:酪蛋白酸钠（质量比）为10:0.5:1.5、10:1:1、10:1.5:0.5；
优选的，所述步骤（4）中加入的甘油质量浓度为0.03~0.05g/mL；
优选的， 所述步骤（4）中调节体系pH值为7.5~9.5；
优选的，所述步骤（4）中蛋白溶液加热温度为75~90℃。
本发明的有益效果是：
1）本发明方法提供的可食膜原料简单，制备方法操作方便，节约原料和操作成本；
2）乳清分离蛋白加入酪蛋白酸钠，两种蛋白分子同时加热变性，干燥过程中蛋白链间发生强烈的交联，成膜性更优；
3）可食膜成膜液中涉及的竹叶抗氧化物，来源丰富，天然无毒，实现自然资源的高效利用；
4）可食膜机械强度、透湿性、透光率能够满足食品包装材料的要求；
5）可食膜具备抗菌抗氧化性能，提升了食品包装保鲜效果。
具体实施方式
实施例1。
配制质量百分浓度为10%的乳清分离蛋白水溶液；将竹叶抗氧化物溶于去离子水中，搅拌均匀；将酪蛋白酸钠溶于去离子水中，搅拌均匀；将上述3种溶液混合（质量比乳清分离蛋白:竹叶抗氧化物:酪蛋白酸钠=10:0.5:1.5），加入质量浓度为0.03g/mL的甘油，调节pH值为8，磁力搅拌至充分混匀，加热至85℃使蛋白质变性；真空脱气，制得复合蛋白成膜液；将成膜液采用平板流延法，55℃恒温鼓风干燥成膜，揭膜；将得到的蛋白膜制品置于恒温恒湿箱（23 ℃，50% RH）中平衡48 h，得到抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜。
实施例2。
配制质量百分浓度为10%的乳清分离蛋白水溶液；将竹叶抗氧化物溶于去离子水中，搅拌均匀；将酪蛋白酸钠溶于去离子水中，搅拌均匀；将上述3种溶液混合（质量比乳清分离蛋白:竹叶抗氧化物:酪蛋白酸钠=10:1.0:1.0），加入质量浓度为0.04g/mL的甘油，调节pH值为8，磁力搅拌至充分混匀，加热至85℃使蛋白质变性；真空脱气，制得复合蛋白成膜液；将成膜液采用平板流延法，55℃恒温鼓风干燥成膜，揭膜；将得到的蛋白膜制品置于恒温恒湿箱（23 ℃，50% RH）中平衡48 h，得到抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜。
实施例3。
配制质量百分浓度为10%的乳清分离蛋白水溶液；将竹叶抗氧化物溶于去离子水中，搅拌均匀；将酪蛋白酸钠溶于去离子水中，搅拌均匀；将上述3种溶液混合（质量比乳清分离蛋白:竹叶抗氧化物:酪蛋白酸钠=10:1.5:0.5），加入质量浓度为0.05g/mL的甘油，调节pH值为8，磁力搅拌至充分混匀，加热至85℃使蛋白质变性；真空脱气，制得复合蛋白成膜液；将成膜液采用平板流延法，55℃恒温鼓风干燥成膜，揭膜；将得到的蛋白膜制品置于恒温恒湿箱（23 ℃，50% RH）中平衡48 h，得到抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜。
实施例4。
配制质量百分浓度为10%的乳清分离蛋白水溶液；将竹叶抗氧化物溶于去离子水中，搅拌均匀；将酪蛋白酸钠溶于去离子水中，搅拌均匀；将上述3种溶液混合（质量比乳清分离蛋白:竹叶抗氧化物:酪蛋白酸钠=10:0.5:1.5），加入质量浓度为0.04g/mL的甘油，调节pH值为9，磁力搅拌至充分混匀，加热至80℃使蛋白质变性；真空脱气，制得复合蛋白成膜液；将成膜液采用平板流延法，55℃恒温鼓风干燥成膜，揭膜；将得到的蛋白膜制品置于恒温恒湿箱（23 ℃，50% RH）中平衡48 h，得到抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜。
实施例5。
配制质量百分浓度为10%的乳清分离蛋白水溶液；将竹叶抗氧化物溶于去离子水中，搅拌均匀；将酪蛋白酸钠溶于去离子水中，搅拌均匀；将上述3种溶液混合（质量比乳清分离蛋白:竹叶抗氧化物:酪蛋白酸钠=10:1.0:1.0），加入质量浓度为0.05g/mL的甘油，调节pH值为9，磁力搅拌至充分混匀，加热至80℃使蛋白质变性；真空脱气，制得复合蛋白成膜液；将成膜液采用平板流延法，55℃恒温鼓风干燥成膜，揭膜；将得到的蛋白膜制品置于恒温恒湿箱（23 ℃，50% RH）中平衡48 h，得到抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜。
对照例1。
制备方法参考实施例1，配方去掉竹叶抗氧化物。
对照例2。
制备方法参考实施例5，配方去掉竹叶抗氧化物。
将实施例1~5以及对照例1~2制备得到的乳清分离蛋白可食膜进行性能测试。测试方法如下：
抗拉强度和断裂伸长率：
采用电子万能材料试验机测量可食膜的断裂拉伸强度和断裂伸长率，测试速度为300 mm/min。测试结果见表1。
水蒸气透过量的测定：
膜的水蒸气透过量参照GB 1037-1988杯式法测定，结果见表1。
透光率的测定：
采用紫外可见分光光度计测量可食膜的透光率。将可食膜剪成合适的大小，放置在比色皿内，使入射光束垂直通过样品。测试结果见表1。
抗菌抗氧化性能的测定：
以未经灭菌处理的鱿鱼干为试样，可食膜样品用作鱿鱼干样品的内包装，室温下存放7d后，参照GB 4789.2-2016、GB 5009.227-2016，测定鱿鱼干样品的菌落总数和过氧化值。
表1
Figure 536541DEST_PATH_IMAGE002
综上所述，本发明的实施例对抑制鱿鱼干中微生物增长和脂肪氧化具有较好效果，且具有较强的抗拉强度、较低的水蒸气透过量，断裂伸长率和透光率也能满足食品包装材料要求。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）称取一定量的乳清分离蛋白溶于去离子水中，搅拌溶解，得到质量百分浓度为10%的乳清分离蛋白溶液；
2）称取竹叶抗氧化物适量，分散于去离子水中；
3）称取酪蛋白酸钠适量，分散于去离子水中；
4）将步骤1）、2）、3）配制的3种溶液混合，加入适量增塑剂，增塑剂为甘油，其质量浓度为0.03-0.05g/mL，调节pH，磁力搅拌至充分混匀，加热使蛋白质变性；
5）将步骤4）得到的蛋白溶液进行真空脱气，得到复合蛋白成膜液，备用，成膜液中乳清分离蛋白:竹叶抗氧化物:酪蛋白酸钠质量比为10:0.5:1.5或10:1:1或10:1.5:0.5；
6）将成膜液采用平板流延法，55℃恒温鼓风干燥成膜，揭膜；
7）将步骤6）处理得到的蛋白膜置于恒温恒湿箱中23℃，50% RH，平衡48 h，制得抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜。
2.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中调节体系pH值为7.5-9.5。
3.根据权利要求1所述的抗菌抗氧化乳清分离蛋白可食膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中蛋白溶液加热温度为75-90℃。
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