CN111280240A - 山苍子精油纳米乳的制备方法及其在三文鱼保鲜中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种山苍子精油纳米乳的制备方法及其在三文鱼保鲜中的应用，制备方法包括如下步骤：按照预定的质量比分别称取有机相和水相；以800转/分钟搅拌30分钟；均质5分钟；超声分散，得到山苍子精油纳米乳。三文鱼保鲜步骤如下：将新鲜三文鱼采用5％盐水冲洗鱼体表面，将鱼皮剥除，切割成片；将三文鱼片浸入山苍子精油纳米乳中，包裹一层保鲜膜，室温晾燥4～6分钟后置于冰箱贮藏。本发明解决了山苍子精油作为油性物质在水相中不易溶解的难题，使用本发明方法制备的山苍子精油纳米乳，具有很好的低温稳定性和较强的抗菌、抗氧化性，能够抑制三文鱼的腐败和品质保持，延长三文鱼的货架期，适用于水产品的保鲜防腐。
Description
技术领域
本发明涉及一种山苍子精油纳米乳的制备方法及山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用。
背景技术
食品在加工、存储、流通过程中由氧化和有害微生物繁殖引起腐败变质，为了保持食品的营养价值和品质，传统的水产品防腐保鲜方式有物理加工和化学合成抑菌剂，但都存在安全隐患。其中，物理加工技术设备成本高且易造成食品营养成分破坏；化学抑菌剂如化学合成物及抗生素易造成细菌耐药性等安全隐患产生，并且摄入过多会对人类健康造成潜在伤害。
植物精油是芳香植物的高度浓缩提取物，可以从草本植物的花、叶、茎、根、果实、种子、皮等部位通过压榨、蒸馏等方法获得。同传统的化学防腐剂不同，植物精油属于天然抗菌剂，且具有较强的抗菌抑菌和抗氧化作用，因此常应用于食品贮藏保鲜领域，作为一种化学合成物及抗生素的替代品。另一方面，植物精油的易挥发性和强疏水性也直接限制了其作为食品添加剂在食品中的应用；此外，植物精油中疏水基团可与蛋白质和脂质相结合而形成不均匀分布，降低了抗菌效力，因此实际应用效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种山苍子精油纳米乳的制备方法及所制备的山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用，解决了山苍子精油作为油性物质在水相中不易溶解的难题，使用本发明方法制备的山苍子精油纳米乳，具有很好的低温稳定性和较强的抗菌、抗氧化性，能够抑制三文鱼的腐败和品质保持，延长三文鱼的货架期，适用于水产品的保鲜防腐。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种山苍子精油纳米乳的制备方法，所述山苍子精油纳米乳由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，包括如下步骤：
步骤一：按照预定的质量比分别称取有机相和水相，将水相缓缓加入到有机相中；
步骤二：将上述混合液置入搅拌器，搅拌速度为800转/分钟，搅拌30分钟；
步骤三：之后再用高速均质机以12000转/分钟，均质5分钟；
步骤四：最后采用超声将溶液进行分散，得到山苍子精油纳米乳。
所述超声功率为940W/100ml溶液，超声时间为8～16分钟。
所述山苍子精油在有机相中的质量比为(0.5～2):1，所述有机相和水相的质量比为(0.15～0.25):1。
所述有机相质量占比为22％，水相质量占比为78％；其中水相为0.1mM的磷酸缓冲液，有机相由山苍子精油、中链甘油三酯、吐温-80、丙三醇组成，山苍子精油质量占比为10％、中链甘油三酯质量占比为5％、吐温-80质量占比为6％、丙三醇质量占比为1％。
一种山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用。
所述山苍子精油纳米乳由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，有机相质量占比为22％，水相质量占比为78％；其中水相为0.1mM的磷酸缓冲液，有机相由山苍子精油、中链甘油三酯、吐温-80、丙三醇组成，山苍子精油质量占比为10％、中链甘油三酯质量占比为5％、吐温-80质量占比为6％、丙三醇质量占比为1％。
保鲜步骤如下：
步骤一：将新鲜三文鱼，采用5％盐水冲洗鱼体表面，洗去黏液和部分微生物，在超净工作台中将鱼皮剥除，肌肉切割成大小均一的三文鱼片；
步骤二：将三文鱼片浸入山苍子精油纳米乳中，使其表面迅速包裹一层保鲜膜，室温晾燥4～6分钟后，将涂膜三文鱼置于冰箱中贮藏。
所述三文鱼片为(4cm～6cm)×(4cm～6cm)。
根据权利要求7所述的山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用，其特征在于：冰箱的保鲜温度为3～5度。
与现有技术相比本发明的有益效果是：本发明的制备方法所制备的山苍子精油纳米乳，解决了山苍子精油作为油性物质在水相中不易溶解的难题，将山苍子精油包裹在水性纳米乳中后，可以涂抹或添加的方式运用于海水产品中，其在低温中的稳定性也有助于水产品在冷链过程中的应用，其较强的抗菌和抗氧化性也可以协同低温处理抑制水产品的腐败和品质保持，延长水产品的货架期，因此在水产品冷鲜过程中保鲜防腐领域具有广阔的应用前景。
本申请采用磷酸盐缓冲液水相，山苍子精油形成水包油纳米乳，具有浅白色外观，具有以下优点：(1)山苍子水包油纳米乳，粘度适中，性质稳定，可用磷酸缓冲液无限稀释；(2)本纳米乳包裹的山苍子精油具有较强的低温稳定性，结合其较强的抗菌性和活性氧清除能力，可以配合低温应用于水产品保鲜防腐及品质保持；(3)本纳米乳包裹的山苍子精油具有同时抑制腐败菌和致病菌的效果，并且同时抑制腐败菌和致病菌的细胞被膜的形成，因此能够降低有害微生物的耐药性。
丙三醇低成本、易工业获取且具有营养功能。本申请采用1％的丙三醇，同山苍子精油形成有机相，减少了单独使用山苍子精油作为有机相的成本，提高了产品的可实际应用性和价值。
水产品腐败菌为波罗的海希瓦氏菌，致病菌为单增李斯特菌。本发明的实施例的山苍子纳米乳，非常适于抑制水产品中的腐败菌和致病菌的生长和生物被膜的形成。
本发明所制备的山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用，解决了山苍子精油作为油性物质在水相中不易溶解的难题，具有很好的低温稳定性和较强的抗菌、抗氧化性，能够抑制三文鱼的腐败和品质保持，延长三文鱼的货架期，同传统的化学防腐剂不同，属于天然抗菌剂，确保饮食安全。
附图说明
表1水产品防腐保鲜的纳米乳精油正交分析；
表2山苍子纯精油的抗菌性分析；
图1为根据本发明实施例山苍子纳米乳的粒径分布图、显微镜图和实图；
图2为根据本发明实施例山苍子纳米乳在4℃、25℃和40℃下的粒径变化(稳定性)；
图3为根据本发明实施例山苍子纳米乳对水产品腐败菌(波罗的海希瓦氏菌)和致病菌(单增李斯特菌)的生长抑制效果图；
图4为根据本发明实施例山苍子纳米乳对水产品腐败菌(波罗的海希瓦氏菌)和致病菌(单增李斯特菌)生物被膜抑制的效果图。
图5为根据本发明实施例山苍子纳米乳对活性氧离子清除能力的效果图；
图6为鱼肉中挥发性盐基氮含量(mg/100g)；
图7为山苍子精油纳米乳对4℃冷藏大黄鱼细菌总数(TVC值)的影响。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清晰，以下结合附图1至7，对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明的保护范围。
实施例1
一种山苍子精油纳米乳的制备方法，所述山苍子精油纳米乳由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，所述有机相质量占比为22％，水相质量占比为78％；其中水相为0.1mM的磷酸缓冲液，有机相由山苍子精油、中链甘油三酯、吐温-80、丙三醇组成，山苍子精油质量占比为10％、中链甘油三酯质量占比为5％、吐温-80质量占比为6％、丙三醇质量占比为1％，制备步骤如下：
步骤一：按照设定的质量比分别称取有机相和水相，将水相缓缓加入到有机相中；
步骤二：将上述混合液置入搅拌器，搅拌速度为800转/分钟，搅拌30分钟；
步骤三：之后再用高速均质机以12000转/分钟，均质5分钟；
步骤四：最后采用超声将溶液进行分散，得到山苍子精油纳米乳。
作为优选，所述超声功率为940W/100ml溶液，超声时间为8～16分钟。
使用上述制备方法得到的山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用，保鲜步骤如下：
步骤一：将新鲜三文鱼，采用5％盐水冲洗鱼体表面，洗去黏液和部分微生物，在超净工作台中将鱼皮剥除，肌肉切割成大小均一的三文鱼片；
步骤二：将三文鱼片浸入山苍子精油纳米乳中，使其表面迅速包裹一层保鲜膜，室温晾燥4～6分钟后，将涂膜三文鱼置于冰箱中贮藏。
作为优选，所述三文鱼片为(4cm～6cm)×(4cm～6cm)；冰箱的保鲜温度为3～5度。
实施例2
一种山苍子精油纳米乳，由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，所述山苍子精油在有机相中的质量比为0.5:1，所述有机相和水相的质量比为0.15:1，所述水相为蒸馏水或磷酸缓冲液。
作为优选，所述有机相含有中链甘油三酯，中链甘油三酯与山苍子精油形成均匀有机相，中链甘油三酯与山苍子精油的混合质量比为0.5:1。
所述山苍子精油纳米乳中还包含有乳化剂和助表面活性剂，乳化剂选用吐温-80，所述吐温-80占山苍子精油纳米乳质量的4％，助表面活性剂选用丙三醇，丙三醇占山苍子精油纳米乳质量的0.5％。
实施例3
一种山苍子精油纳米乳，由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，所述山苍子精油在有机相中的质量比为1:1，所述有机相和水相的质量比为0.2:1，所述水相为蒸馏水或磷酸缓冲液。
作为优选，所述有机相含有中链甘油三酯，中链甘油三酯与山苍子精油形成均匀有机相，中链甘油三酯与山苍子精油的混合质量比为0.2:1。
所述山苍子精油纳米乳中还包含有乳化剂和助表面活性剂，乳化剂选用吐温-80，所述吐温-80占山苍子精油纳米乳质量的6％，助表面活性剂选用丙三醇，丙三醇占山苍子精油纳米乳质量的1％。
实施例4
一种山苍子精油纳米乳，由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，所述山苍子精油在有机相中的质量比为2:1，所述有机相和水相的质量比为0.25:1，所述水相为蒸馏水或磷酸缓冲液。
作为优选，所述有机相含有中链甘油三酯，中链甘油三酯与山苍子精油形成均匀有机相，中链甘油三酯与山苍子精油的混合质量比为2:1。
所述山苍子精油纳米乳中还包含有乳化剂和助表面活性剂，乳化剂选用吐温-80，所述吐温-80占山苍子精油纳米乳质量的8％，助表面活性剂选用丙三醇，丙三醇占山苍子精油纳米乳质量的1.5％。
实施例5
一种山苍子精油纳米乳，由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，有机相质量比为15％，水相质量比为78％，所述有机相含有中链甘油三酯，中链甘油三酯与山苍子精油形成均匀有机相，山苍子精油:中链甘油三酯＝2:1(质量比)，水相为0.1mM的磷酸缓冲液，所述山苍子精油纳米乳中还包含有6％的吐温-80和1％的丙三醇。
山苍子精油纳米乳由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，所述有机相质量占比为22％，水相质量占比为78％；其中水相为0.1mM的磷酸缓冲液，有机相由山苍子精油、中链甘油三酯、吐温-80、丙三醇组成，山苍子精油质量占比为10％、中链甘油三酯质量占比为5％、吐温-80质量占比为6％、丙三醇质量占比为1％，
实施例6：有机相的构成对山苍子精油纳米乳作用效果的影响
本实施例中，水相选用0.1mM磷酸缓冲液(缩写为PBS，pH 7.0)，有机相构成成分有：山苍子精油、中链甘油三酯、吐温-80和丙三醇。选用不同添加比例对纳米乳的粒径的影响效果，粒径采用动态光散射法进行测量，具体参见表1和图1所示。
Table 1.纳米乳正交实验(n＝3)a
当采用不同浓度山苍子精油、中链甘油三酯、吐温-80、丙三醇作为有机相时，可以形成不同平均粒径的乳液(表1)。当含有15％的山苍子精油(山苍子精油：中链甘油三酯＝2:1(质量比)),6％吐温-80，1％丙三醇，以及78％PBS的时候，可以有效获得最佳的纳米粒径(101.2±0.1nm，图1-A，B，C)，在接下来的实施例均以该成分配比配制山苍子精油纳米乳。
实施例7：不同温度下山苍子精油纳米乳稳定性影响试验
本实施例中的水产品防腐保鲜的纳米乳精油包括15％的山苍子精油(山苍子精油：中链甘油三酯＝2:1)、6％吐温-80、1％丙三醇和78％0.1mM磷酸缓冲液。
本实施例提供了一种运用山苍子精油纳米乳在不同温度下的稳定性。将山苍子纳米乳液分别于4℃、25℃、40℃放置30天，每10天测定一次平均粒径。温度的增大会引起乳液布朗运动加强等变化，从而引起山苍子纳米乳液的物理稳定性降低，出现乳析等现象。因此在一定的温度内保持较好的贮藏稳定性是纳米乳液应用于食品、药品领域的关键。在4℃、25℃、40℃温度条件下贮藏30天，随着温度增加和贮藏时间的增加，山苍子精油纳米乳的平均粒径幽不同程度的增加。在40℃贮藏30天后平均粒径从101.1nm增至374.23nm。值得注意的是，本实施例中的山苍子精油纳米乳在常温(25℃)和低温(4℃)贮藏30天能保持良好的稳定性，因此适合水产品冰鲜冷藏时的防腐保鲜。图2为根据本发明实施例山苍子纳米乳在4℃、25℃和40℃下的粒径变化(稳定性)。
实施例8：山苍子精油及其纳米乳的抗菌性分析
本实施例中的将山苍子精油纳米乳液配成系列两倍稀释梯度浓度，与融化并冷却至50℃左右的LB培养基混合后配成质量分数为0.125～8％的山苍子纳米乳，倾倒制成混合平板。移取配置好的菌悬液5μL接种于平板表面，初始菌浓度约为104cfu/mL。LB空白平板和不添加山苍子精油的纳米乳为对照，将试验平板于30℃恒温培养箱中培养24h，观察有无细菌生长。
生长试验采用采用活菌CTC-流式细胞仪的检测方法：取培养相应时间的菌液，12000r/min下离心10min去除上清液用1mL无菌PBS或者生理盐水将菌液重悬。CTC–流式细胞仪总菌落数测量方法：取200μL样品加入96孔板中加入4μl50 mM CTC，37℃避光孵育3h，之后采用流式细胞仪进行计数。取200μL样品加入96孔板中不加CTC作为阴性。流式细胞仪参数设置为：FL1为4.11，FL2为6.29，FL3为5.47，每次测量体积为50μL。CTC染色的最佳反应条件为：CTC终浓度为2mM、37℃避光孵育3h，该方法最低检测限为103CFU/mL。结果如图3所示，加入任何处理的对照组中，单增李斯特菌和波罗的海希瓦氏菌的活菌数在10天后就增至109cfu/mL，山苍子精油可以明显降低两种菌的活菌数，当使用纳米乳包裹后，表现出初期的杀菌效果和全程的抑菌效果。
表2山苍子精油抗菌性
注：“+”表示有细菌生长；“—”表示无细菌生长。
图3为根据本发明实施例山苍子纳米乳对水产品腐败菌(波罗的海希瓦氏菌)和致病菌(单增李斯特菌)的生长抑制效果图
实施例9：山苍子精油及其纳米乳对生物被膜抑制作用分析
本实施例中的水产品防腐保鲜的纳米乳精油包括15％的山苍子精油(山苍子精油：中链甘油三酯＝2:1)、6％吐温-80、1％丙三醇和78％0.1mM磷酸缓冲液。生物被膜试验采用结晶紫检测方法：将菌株活化后1:100稀释，以每孔100μL接于96孔细胞板(接菌量可根据培养时间进行适当调整，若培养时间超过两天，可适当增加接菌量以防止菌液风干)。之后将样品放入培养温度进行4℃恒温培养。鉴于不同菌株在不同培养温度下菌膜形成与脱落的周期不同，建议在适温培养时，可选择每12h或每24h测定一次，以找到菌株形成菌膜的峰值。培养时间到达后，用移液枪吸走多余培养基，并用150μL超纯水洗涤2次，最后一次洗涤尽可能吸尽，以便缩短后续干燥时间，晾干或烘干。加150μL结晶紫染液，静置20min后，将染色液吸走。加200μL水洗涤两次，晾干后加200ul 95％乙醇，脱色5min，取每孔100μl于新的96孔板，在酶标仪595nm下读取OD值。结果如图4所示，纯山苍子精油本身具有抑制菌膜形成的效果，加入本发明所述的山苍子纳米乳精油，抑制效果得到了显著提高。
实施例10
本实施例中所述山苍子精油纳米乳为实施例1所制得的山苍子精油纳米乳。
DPPH自由基清除率测定配制质量浓度分别为4,8,10,16,24,32和50g/L的样品甲醇液.分别取200μL与4mL浓度为6×10-5mol/L的DPPH甲醇液混合,于波长为517nm处测定吸光度,以纯山苍子精油样品的DPPH甲醇液为空白样。平行样为3个，自由基清除率按下式进行：
自由基清除率(％)＝[(A样品520nm-A空白520nm)/(A样品520nm-A空白520nm)]×100
其中A样品520nm为样品在520nm的吸光值；A空白520nm为空白对照在520nm的吸光值。
综上，山苍子精油纳米乳具有低温稳定性，能够同时对水产品的腐败菌和致病菌对细菌生长的抑制能力，并且对生物被膜也有显著的抑制作用，结合其较强的活性氧清除能力，可以配合低温应用于水产品保鲜防腐及品质保持。图5为根据本发明实施例山苍子纳米乳对活性氧离子清除能力的效果图；
实施例11：对比实验
购买市售的新鲜三文鱼，采用5％盐水冲洗原料鱼鱼体表面，洗去黏液和部分微生物，在超净工作台中将鱼皮剥除，肌肉切割成大小均一(约5cm×5cm)的片状，之后将鱼片样品浸入山苍子精油纳米乳和纯纳米乳中，使其表面迅速包裹一层保鲜膜，室温晾燥5分钟后，将涂膜三文鱼置于4℃冰箱中贮藏。
本实施例中所述山苍子精油纳米乳为实施例1所制得的山苍子精油纳米乳；所述纯纳米乳，由水相和有机相复配而成，将用磷酸缓冲液代替山苍子精油，所述有机相质量占比为12％，水相质量占比为88％；其中水相为0.1mM的磷酸缓冲液，有机相由中链甘油三酯、吐温-80、丙三醇组成，中链甘油三酯质量占比为5％、吐温-80质量占比为6％、丙三醇质量占比为1％，制备步骤如下：
步骤一：按照预定的质量比分别称取有机相和水相，将水相缓缓加入到有机相中；
步骤二：将上述混合液置入搅拌器，搅拌速度为800转/分钟，搅拌30分钟；
步骤三：之后再用高速均质机以12000转/分钟，均质5分钟；
步骤四：最后采用超声将溶液进行分散，得到纯纳米乳。
期间对贮藏过程中的三文鱼进行挥发性盐基氮测定，得到如图6的结果，数据为3次测定后的平均值。挥发性盐基氮测定方法：鱼肉样品用组织捣碎机捣碎，称取5g于锥形瓶中，加入高氯酸溶液45mL，匀质2min，用滤纸过滤后，待测液放入4℃保存，检测方法参考国标TVB-N进行测定。菌落总数(TVC值s)的测定按照国标GB 4789.2–2016方法测定，采用平板倾注法计数。
从图6中可以看到，与对照组(Blank)相比，添加山苍子精油纳米乳后的鱼肉中挥发性盐基氮含量明显较低，以挥发性盐基氮<30为二级鲜度标准，添加山苍子精油纳米乳后的保鲜期比对比例延长，说明本发明的方法具有较好的保鲜防腐效果。
菌落总数结果如图7所示，同未加入任何处理的对照组(Blank)相比，，随着贮藏时间的延长，空白对照组(Blank)和纯纳米乳处理组中的三文鱼片储藏4d的菌落总数达7.6log cfu/g和6.4log cfu/g，超过国家规定的卫生标准；加入本发明所述的水产品的防腐保鲜涂膜——山苍子精油纳米乳后，细菌生长受到明显抑制，可使三文鱼片的货架期延长6d(TVC值5.98log cfu/g)以上。
Claims (9)
1.一种山苍子精油纳米乳的制备方法，所述山苍子精油纳米乳由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，其特征在于如下步骤：
步骤一：按照预定的质量比分别称取有机相和水相，将水相缓缓加入到有机相中；
步骤二：将上述混合液置入搅拌器，搅拌速度为800转/分钟，搅拌30分钟；
步骤三：之后再用高速均质机以12000转/分钟，均质5分钟；
步骤四：最后采用超声将溶液进行分散，得到山苍子精油纳米乳。
2.根据权利要求1所述的山苍子精油纳米乳的制备方法，其特征在于：所述超声功率为940W/100ml溶液，超声时间为8～16分钟。
3.根据权利要求2所述的山苍子精油纳米乳的制备方法，其特征在于：所述山苍子精油在有机相中的质量比为(0.5～2):1，所述有机相和水相的质量比为(0.15～0.25):1。
4.根据权利要求2所述的山苍子精油纳米乳的制备方法，其特征在于：所述有机相质量占比为22％，水相质量占比为78％；其中水相为0.1mM的磷酸缓冲液，有机相由山苍子精油、中链甘油三酯、吐温-80、丙三醇组成，山苍子精油质量占比为10％、中链甘油三酯质量占比为5％、吐温-80质量占比为6％、丙三醇质量占比为1％。
5.一种山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用。
6.根据权利要求5所述的山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用，其特征在于：所述山苍子精油纳米乳由水相和包含有山苍子精油的有机相复配而成，有机相质量占比为22％，水相质量占比为78％；其中水相为0.1mM的磷酸缓冲液，有机相由山苍子精油、中链甘油三酯、吐温-80、丙三醇组成，山苍子精油质量占比为10％、中链甘油三酯质量占比为5％、吐温-80质量占比为6％、丙三醇质量占比为1％。
7.根据权利要求6所述的山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用，其特征在于，保鲜步骤如下：
步骤一：将新鲜三文鱼，采用5％盐水冲洗鱼体表面，洗去黏液和部分微生物，在超净工作台中将鱼皮剥除，肌肉切割成大小均一的三文鱼片；
步骤二：将三文鱼片浸入山苍子精油纳米乳中，使其表面迅速包裹一层保鲜膜，室温晾燥4～6分钟后，将涂膜三文鱼置于冰箱中贮藏。
8.根据权利要求7所述的山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用，其特征在于：所述三文鱼片为(4cm～6cm)×(4cm～6cm)。
9.根据权利要求7所述的山苍子精油纳米乳在三文鱼保鲜中的应用，其特征在于：冰箱的保鲜温度为3～5度。
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Application publication date: 20200616 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |