CN111234322B - 一种高抗氧化性可食用包装薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种高抗氧化性可食用包装薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于食品包装技术领域，尤其涉及一种高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，包括步骤：S1，获得覆盆子醇提物；S2，将覆盆子醇提物制成混悬液，再加入大孔树脂中，洗脱、减压浓缩至浸膏状，得到大孔树脂洗脱物；S3，将大孔树脂洗脱物制成混悬液，加入凝胶柱中，洗脱、减压浓缩干燥，得到覆盆子鞣花单宁富集物；S4，将低甲氧基果胶、塔拉胶和覆盆子鞣花单宁富集物混合溶解，加入氯化钙和甘油搅拌，将混合溶液A浇铸至平面容器中干燥；S5，将干燥得到的薄膜浸入含有氯化钙和甘油的混合溶液B中，放置干燥得到高抗氧化性可食用包装薄膜。相比于现有技术，本发明制得具有良好的抗水性、机械性能、抗氧化性以及抗菌性的包装薄膜。

Description

一种高抗氧化性可食用包装薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于食品包装技术领域，尤其涉及一种高抗氧化性可食用包装薄膜及其制备方法。
背景技术
食品包装材料是食品工业的重要组成部分。塑料薄膜由于其低廉的价格和稳定的化学性能已被广泛用于食品包装。但与此同时，大多数的塑料包装都是不可生物降解的，并且对人体健康有害，由于塑料包装的过度使用所导致的环境问题已严重威胁人类安全。因此，无毒性且不会危害环境安全的可食用薄膜引起了大家广泛的关注。
可食用膜是一种用可食用原料经混合、加热、涂布、烘干等步骤制成的具有包装保鲜功能的薄膜材料，按其来源可分为多糖膜、蛋白质膜、脂质膜以及这几种材料的复合膜。通过以上不同膜基质分子间相互作用而形成的具有多孔网络的薄膜，可以有效的控制食品保藏过程中水蒸气、氧气和CO2的渗透，从而有效的保护食品的品质。
中国专利CN102660053公开了一种卡拉胶-肉桂经由可食性薄膜及其制备方法，该卡拉胶-肉桂精油可食性薄膜用于超市售冷鲜肉的包装，可以有效延长冷鲜肉保质期。其中，卡拉胶具有良好的凝胶和成膜特性，但是其抗水性和机械性能不够理想；而肉桂精油虽然具有良好的杀菌和增香等特点，但是肉桂精油具有较强的挥发性，暴露在空气中不稳定。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，制得具有良好的抗水性、机械性能、抗氧化性以及抗菌性的包装薄膜。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1，将未成熟的覆盆子果实粉碎后，按照液料比5:1～15:1的比例，加入浓度为50～80％的乙醇，浸泡0.5～1.5h后，回流提取1～2h，残渣再按照相同的条件重复提取3次，合并滤液，减压浓缩至浸膏状，得到覆盆子醇提物；
S2，将覆盆子醇提物加入去离子水中，制成混悬液，再加入D101大孔树脂中，先用去离子水洗脱，舍弃水洗脱液，再用浓度为10％～50％的乙醇进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至浸膏状，得到大孔树脂洗脱物；
S3，将大孔树脂洗脱物加入乙醇中复溶，制成混悬液，加入LH-20凝胶柱中，用浓度为10％～50％的乙醇进行洗脱，再用浓度为30％～70％的异丙醇洗脱，将异丙醇洗脱物减压浓缩干燥，得到覆盆子鞣花单宁富集物；
S4，将低甲氧基果胶、塔拉胶和覆盆子鞣花单宁富集物按照1:1:0.1～1:3:0.1的质量比混合溶于水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占混合物总质量0.001～0.005％的氯化钙和0.1～0.3％的甘油，搅拌1～3h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥24～48h；
S5，将步骤S4中干燥后得到的薄膜浸入含有0.5～1.5％的氯化钙和5～10％的甘油的混合溶液B中，放置30min，然后将薄膜在室温下干燥24h，得到高抗氧化性可食用包装薄膜。
果胶作为一种从植物和水果获得的杂多糖，其主链由D-吡喃半乳糖醛酸在a-1,4-糖苷键作用下聚合而成，侧链由D-半乳糖、L-鼠李糖、D-山梨糖、D-阿拉伯糖等中性糖构成，由于其良好的生物相容性和生物降解性，是可应用于制备可食用薄膜的生物材料之一，能够作为气体和水分流动的屏障，以延长保质期和保持食品的质量，同时果胶具有携带功能性物质的潜力，可作为活性物质的甾体，用于开发功能性可食用薄膜。同时果胶自身作为一种膳食纤维，能够降低血清胆固醇和血糖含量，可用于制药及健康保健领域。
塔拉胶则是从Caesalpiniaspinosa树种子中提取的一种天然树胶。它是一种半乳甘露聚糖，由β-D-甘露糖单元和β-D-半乳糖单元形成。塔拉胶遇水能够溶胀，形成高粘度的溶胶液，能够充分的提升材料的吸湿性能，同时由于其无色和稳定等优点，已在食品领域被广泛用作功能性材料，以改善食品的稳定性和湿度。
覆盆子是蔷薇科悬钩子属植物，因叶裂如掌也称掌叶覆盆子，覆盆子中所含有的大量鞣花单宁类化合物为其主要有效成分之一，鞣花单宁属于多酚类生物活性化合物，是植物自身用来抵御自然界外来侵害的重要成分，已有研究表明，因其具有的特殊多羟基结构，鞣花单宁类物质具有良好的抗氧化、抗炎、抗菌活性。
作为本发明所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法的一种改进，步骤S1为：将未成熟的覆盆子果实粉碎后，按照液料比10:1的比例，加入浓度为80％的乙醇，浸泡1h后，回流提取1h，残渣再按照相同的条件重复提取3次，合并滤液，减压浓缩至浸膏状，得到覆盆子醇提物。
作为本发明所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法的一种改进，步骤S2为：将步骤S1中的覆盆子醇提物加入去离子水中，制成混悬液，再加入D101大孔树脂中，先用去离子水洗脱，舍弃水洗脱液，再用浓度为50％的乙醇进行洗脱，收集乙醇洗脱物，减压浓缩至浸膏状，得到大孔树脂洗脱物。
作为本发明所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法的一种改进，步骤S3为：将大孔树脂洗脱物加入乙醇中复溶，制成混悬液，加入LH-20凝胶柱中，用浓度为50％的乙醇进行洗脱，再用浓度为70％的异丙醇洗脱，将异丙醇洗脱物减压浓缩干燥，得到覆盆子鞣花单宁富集物。
作为本发明所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法的一种改进，步骤S4为：将低甲氧基果胶、塔拉胶和覆盆子鞣花单宁富集物按照1:1:0.1的质量比混合溶于50mL水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占混合物总质量0.005％的氯化钙和0.1％的甘油，搅拌1h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥24h。
作为本发明所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法的一种改进，步骤S5为：将步骤S4中干燥后得到的薄膜浸入含有0.5％的氯化钙和7.5％的甘油的混合溶液B中，放置30min，然后将薄膜在室温下干燥24h，得到高抗氧化性可食用包装薄膜。
本发明的另一个目的在于：提供一种高抗氧性可食用包装薄膜，采用所述的制备方法制备而得。
相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：
1)本发明将低甲氧基果胶和塔拉胶作为材料，用于制备可食用包装薄膜，具有良好的抗水性及机械性能，为可食用包装薄膜的制备工艺提供了新的方向。
2)本发明将传统中药覆盆子中有效成分鞣花单宁作为添加剂应用于可食用包装薄膜制备，明显改善了可食用包装薄膜的抗氧化性，并提高了对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌活性，为覆盆子的现代化应用提供了新的方向。
附图说明
图1是本发明中高抗氧化性可食用包装薄膜其表面的电镜图。
图2是本发明中高抗氧化性可食用包装薄膜其横截面的电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
一种高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1，将未成熟的覆盆子(RubuschingiiHu)果实粉碎后，按照液料比5:1的比例，加入浓度为50％的乙醇，浸泡0.5h后，回流提取1h，残渣再按照相同的条件重复提取3次，合并滤液，减压浓缩至浸膏状，得到覆盆子醇提物；
S2，将覆盆子醇提物加入去离子水中，制成混悬液，再加入D101大孔树脂中，先用去离子水洗脱，舍弃水洗脱液，再用浓度为10％的乙醇进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至浸膏状，得到大孔树脂洗脱物；
S3，将大孔树脂洗脱物加入乙醇中复溶，制成混悬液，加入LH-20凝胶柱中，用浓度为10％的乙醇进行洗脱，再用浓度为30％的异丙醇洗脱，将异丙醇洗脱物减压浓缩干燥，得到覆盆子鞣花单宁富集物；
S4，将低甲氧基果胶、塔拉胶和覆盆子鞣花单宁富集物按照1:2:0.1的质量比混合溶于50mL水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占混合物总质量0.001％的氯化钙和0.1％的甘油，搅拌1h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥24h；
S5，将步骤S4中干燥后的薄膜浸入含有0.5％的氯化钙和5％的甘油的混合溶液B中，放置30min后，将薄膜在室温下干燥24h，得到高抗氧化性可食用包装薄膜。
实施例2
一种高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1，将未成熟的覆盆子(RubuschingiiHu)果实粉碎后，按照液料比10:1的比例，加入浓度为80％的乙醇，浸泡1h后，回流提取1h，残渣再按照相同的条件重复提取3次，合并滤液，减压浓缩至浸膏状，得到覆盆子醇提物；
S2，将覆盆子醇提物加入去离子水中，制成混悬液，再加入D101大孔树脂中，先用去离子水洗脱，舍弃水洗脱液，再用浓度为50％的乙醇进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至浸膏状，得到大孔树脂洗脱物；
S3，将大孔树脂洗脱物加入乙醇中复溶，制成混悬液，加入LH-20凝胶柱中，用浓度为50％的乙醇进行洗脱，再用浓度为50％异丙醇洗脱，将异丙醇洗脱物减压浓缩干燥，得到覆盆子鞣花单宁富集物；
S4，将低甲氧基果胶、塔拉胶和覆盆子鞣花单宁富集物按照1:1:0.1的质量比混合溶于50mL水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占混合物总质量0.005％的氯化钙和0.3％的甘油，搅拌1h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥24h；
S5，将步骤S4中干燥后的薄膜浸入含有0.5％的氯化钙和7.5％的甘油的混合溶液B中，放置30min后，将薄膜在室温下干燥24h，得到高抗氧化性可食用包装薄膜。
实施例3
一种高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1，将未成熟的覆盆子(RubuschingiiHu)果实粉碎后，按照液料比15:1的比例，加入浓度为80％的乙醇，浸泡1.5h后，回流提取2h，残渣再按照相同的条件重复提取3次，合并滤液，减压浓缩至浸膏状，得到覆盆子醇提物；
S2，将覆盆子醇提物加入去离子水中，制成混悬液，再加入D101大孔树脂中，先用去离子水洗脱，舍弃水洗脱液，再用浓度为50％的乙醇进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至浸膏状，得到大孔树脂洗脱物；
S3，将大孔树脂洗脱物加入乙醇中复溶，制成混悬液，加入LH-20凝胶柱中，用浓度为50％的乙醇进行洗脱，再用浓度为70％的异丙醇洗脱，将异丙醇洗脱物减压浓缩干燥，得到覆盆子鞣花单宁富集物；
S4，将低甲氧基果胶、塔拉胶和覆盆子鞣花单宁富集物按照1:3:0.1的质量比混合溶于50mL水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占混合物总质量0.005％的氯化钙和0.3％的甘油，搅拌3h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥48h；
S5，将步骤S4中干燥后的薄膜浸入含有1.5％的氯化钙和10％的甘油的混合溶液B中，放置30min后，将薄膜在室温下干燥24h，得到高抗氧化性可食用包装薄膜。
对比例1
未添加塔拉胶及覆盆子鞣花单宁富集物的可食用包装薄膜制备：
S1，将低甲氧基果胶溶于50mL水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占低甲氧基果胶质量0.005％的氯化钙和0.3％的甘油，再搅拌1h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥24h；
S2，将S1干燥后得到的薄膜浸入含有0.5％的氯化钙和7.5％的甘油的混合溶液B中，放置30min后，将薄膜在室温下干燥24h，得到可食用包装薄膜。
对比例2
未添加覆盆子鞣花单宁富集物的可食用包装薄膜制备：
S1，将低甲氧基果胶和塔拉胶按照1：1的质量比混合溶于50mL水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占混合物总质量0.005％的氯化钙和0.3％的甘油，再搅拌1h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥24h；
S2，将干燥后得到的薄膜浸入含有0.5％的氯化钙和7.5％的甘油的混合溶液B中，放置30min后，将薄膜在室温下干燥24h，得到可食用包装薄膜。
性能测试
1、对实施例1制得的高抗氧化性可食用包装薄膜的表面以及横截面进行电镜扫描，得到如图1～2所示的电镜图。
2、溶解度测定：将大小为2cm×2cm的新型高抗氧化可食用薄膜在105℃烘箱中干燥24小时称重(W1)，然后将新型高抗氧化性可食用薄膜放置于50毫升水中，在室温下搅拌6小时。过滤和干燥后，得到的残留膜的重量(W2)。膜溶解度的计算公式为：溶解度(％)＝(W1-W2)/W1。
表1.高抗氧化可食用包装薄膜的溶解度
样品 溶解度(％)
对比例1 74.94±2.65
对比例2 43.70±1.42
实施例1 30.73±1.57
实施例2 29.80±2.37
实施例3 31.64±2.89
3、机械强度测定：通过TA-XTplus质构仪进行测定，将大小为2cm×10cm的可食用包装薄膜固定在初始距离为30mm的夹子中，拉伸速度设定为1mm/s，测试其拉伸强度和断裂伸长率。
表2.高抗氧化性可食用包装薄膜的机械强度
Figure GDA0003175551240000071
Figure GDA0003175551240000081
4、抗氧化活性测定。
DPPH清除率测定：将大小为2cm×2cm的新型高抗氧化性可食用薄膜浸泡在10mL蒸馏水中，振摇24小时，取100uL上清液，加入100uL的DPPH乙醇溶液(2×10－4mol/L)避光反应30min，反应液于490nm测定吸光度值。DPPH清除率的计算公式为：抑制率(％)＝[1－(As－Ab)/Ac]×100；式中:Ac为对照组吸光度；As为样品组吸光度；Ab为空白组吸光度。
铁还原力测定：将大小为2cm×2cm的新型高抗氧化性可食用薄膜浸泡在10mL蒸馏水中，振摇24小时，取100uL上清液，与100uLK3Fe(CN)6溶液(10mg/mL)混合，在50℃下反应20min，放置至室温后，再向上述混合液中加入100uL三氯乙酸溶液(100mg/mL)及100uLFeCl3溶液(1mg/mL)，混合，充分振荡，在700nm下测定吸光值。
表3.高抗氧化性可食用包装薄膜的抗氧化活性
样品 DPPH清除率(％) 铁还原力(A<sub>700</sub>)
对比例1 2.29±0.18 0.01±0.002
对比例2 3.04±0.25 0.02±0.005
实施例1 78.79±0.66 0.89±0.01
实施例2 83.23±0.75 0.95±0.02
实施例3 80.04±0.84 0.91±0.02
5、抗菌活性测定：将0.1mL含有108-1010细菌菌株(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)的肉汤培养物均匀的涂抹在琼脂平板上，然后新型可食用薄膜切成直径为6mm的圆形，置于琼脂平板。将琼脂板在37±1℃温育24小时后，使用数字测径器测量其抑菌圈大小。
表4.高抗氧化性可食用包装薄膜的抗菌活性
Figure GDA0003175551240000082
1)由表1可以看出，实施例1～3以及对比例2制得的包装薄膜其溶解度明显低于对比例1制得的包装薄膜的溶解度，特别是，也就是说，实施例1～3以及对比例2的包装薄膜的抗水性优于对比例1的包装薄膜的抗水性，这是因为，实施例1～3以及对比例2中还添加了低甲氧基果胶和塔拉胶。
2)由表2可以看出，实施例1～3以及对比例2制得的包装薄膜其拉伸强度小于对比例1制得的包装薄膜的拉伸强度，而且实施例1～3以及对比例2制得的包装薄膜其断裂伸长率大于对比例1制得的包装薄膜的断裂伸长率，也就是说，实施例1～3以及对比例2的包装膜的机械强度优于对比例1的包装膜的机械强度，这是因为，实施例1～3以及对比例2中添加了低甲氧基果胶和塔拉胶。
3)由表3可以看出，实施例1～3制得的包装薄膜其抗氧化性优于对比例1～2的抗氧化性，这是因为，实施例1～3中添加了覆盆子鞣花单宁富集物，其能明显改善了可食用包装薄膜的抗氧化性。
4)由表4可以看出，实施例1～3制得的包装薄膜其抗菌性优于对比例1～2的抗菌性，这是因为，实施例1～3中添加了覆盆子鞣花单宁富集物，其能提高包装薄膜对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌活性。
综上，本发明的高抗氧化性可食用包装薄膜具有良好的抗水性、机械强度以及抗氧化性和抗菌性，为可食用薄膜的制备工艺提供了新的方向，也为覆盆子的现代化应用提供了新的方向。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将未成熟的覆盆子果实粉碎后，按照液料比5:1～15:1的比例，加入浓度为50～80％的乙醇，浸泡0.5～1.5h后，回流提取1～2h，残渣再按照相同的条件重复提取3次，合并滤液，减压浓缩至浸膏状，得到覆盆子醇提物；
S2，将覆盆子醇提物加入去离子水中，制成混悬液，再加入D101大孔树脂中，先用去离子水洗脱，舍弃水洗脱液，再用浓度为10％～50％的乙醇进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至浸膏状，得到大孔树脂洗脱物；
S3，将大孔树脂洗脱物加入乙醇中复溶，制成混悬液，加入LH-20凝胶柱中，用浓度为10％～50％的乙醇进行洗脱，再用浓度为30％～70％的异丙醇洗脱，将异丙醇洗脱物减压浓缩干燥，得到覆盆子鞣花单宁富集物；
S4，将低甲氧基果胶、塔拉胶和覆盆子鞣花单宁富集物按照1:1:0.1～1:3:0.1的质量比混合溶于水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占混合物总质量0.001～0.005％的氯化钙和0.1～0.3％的甘油，搅拌1～3h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥24～48h；
S5，将步骤S4中干燥后得到的薄膜浸入含有0.5～1.5％的氯化钙和5～10％的甘油的混合溶液B中，放置30min，然后将薄膜在室温下干燥24h，得到高抗氧化性可食用包装薄膜。
2.根据权利要求1所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1为：将未成熟的覆盆子果实粉碎后，按照液料比10:1的比例，加入浓度为80％的乙醇，浸泡1h后，回流提取1h，残渣再按照相同的条件重复提取3次，合并滤液，减压浓缩至浸膏状，得到覆盆子醇提物。
3.根据权利要求1所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2为：将步骤S1中的覆盆子醇提物加入去离子水中，制成混悬液，再加入D101大孔树脂中，先用去离子水洗脱，舍弃水洗脱液，再用浓度为50％的乙醇进行洗脱，收集乙醇洗脱物，减压浓缩至浸膏状，得到大孔树脂洗脱物。
4.根据权利要求1所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3为：将大孔树脂洗脱物加入乙醇中复溶，制成混悬液，加入LH-20凝胶柱中，用浓度为50％的乙醇进行洗脱，再用浓度为70％的异丙醇洗脱，将异丙醇洗脱物减压浓缩干燥，得到覆盆子鞣花单宁富集物。
5.根据权利要求1所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S4为：将低甲氧基果胶、塔拉胶和覆盆子鞣花单宁富集物按照1:1:0.1的质量比混合溶于50mL水中，在70℃下连续搅拌直至完全溶解，然后加入分别占混合总质量0.005％的氯化钙和0.1％的甘油，搅拌1h后，得到混合溶液A，将混合溶液A浇铸至平面容器中，并在37℃下干燥24h。
6.根据权利要求1所述的高抗氧化性可食用包装薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S5为：将步骤S4中干燥后得到的薄膜浸入含有0.5％的氯化钙和7.5％的甘油的混合溶液B中，放置30min，然后将薄膜在室温下干燥24h，得到高抗氧化性可食用包装薄膜。
7.一种高抗氧性可食用包装薄膜，其特征在于，采用权利要求1～6任意一项所述的制备方法制备而得。
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