CN112021393A - 一种含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂及其在鲟鱼肉片保鲜中应用 - Google Patents
一种含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂及其在鲟鱼肉片保鲜中应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂，没食子酯1～2份，天然精油纳米脂质体(EO‑NPs‑Lps)1～2份；还公开了天然精油纳米脂质体(EO‑NPs‑Lps)的制备方法；也公开了所述的保鲜剂配方在鲟鱼肉片贮藏中的应用，该保鲜剂具有保鲜、防腐及抗氧化的功效，能延缓食物腐烂变质的速度；同时，无毒可食用，能有效延长储藏期限。该加工方法简便，设备投资少，安全，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于食品添加剂、水产品贮藏与保鲜、纳米材料等相关技术领域，具体涉及一种含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂的制备方法及其在鲟鱼肉片保鲜中的应用。
背景技术
我国是鲟鱼品种最多的国家之一，除中华鲟外，还有达氏鳇、史氏鲟、西伯利亚鲟等，所以我国开发鲟鱼鱼肉制品具有资源条件的优势。目前鱼肉有以下加工保藏销售渠道：少量采用保活船运输到目的地进行销售；部分采用冰鲜保藏，即在泡沫箱里，一层碎冰、一层鱼进行保鲜密封整箱包装，主要进入超市和菜场，冬季路途运输3～4天鲜度还可接受；如果将泡沫箱放进冷库进行0-4℃冷藏，超过13～14天后质量难以保证；起捕的鱼运送到加工厂采用镀冰衣之后加工成条冻产品，入冷库冻藏，择机出售；这些冷冻鲟鱼肉在运输过程中，往往会收到食源性致病菌的污染，如单增李斯特菌等，降低产品品质。此外，极少量加工成干品出售，干制品一般含盐量高，且缺乏鲜鱼肌肉本身的鲜嫩质感，这也不符合现代饮食消费天然、绿色、健康的需求。
天然保鲜剂按其来源不同可划分为植物源保鲜剂、动物源保鲜剂及微生物源保鲜剂。植物源的生物保鲜剂有天然提取物，如茶多酚、大蒜素、香辛料提取物等；亦有植物精油，如茶树精油、肉桂精油、丁香精油、牛至精油等。植物精油达到一定浓度后，因其有效成分浓缩，有效作用位点多，可使微生物的细胞内容物，或细胞内离子渗漏流出，影响微生物的正常生长活动，当浓度超过其耐受范围，极可能使微生物死亡。如茶树精油对多种细菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)、霉菌和酵母菌都有明显抑菌效果。文献研究表明植物精油的活性成分种类和含量影响其抑菌(因菌种而异)作用。植物精油中含有的多种成分具有协同作用，其效果优于各有效成分单独作用的效果，协同作用更有利于其在食品加工与贮藏中的应用。植物精油的有效活性组分是抗菌与抗氧的关键因素，直接影响精油的活性和抗菌方式。因植物精油的成分复杂，其抑菌的机理也是多种多样，对于细菌，其抑菌机理主要为细胞壁的降解；破坏细胞膜；破坏膜蛋白等。本课题组的进一步研究结果表明，一些种类的精油经加热特殊处理后，会形成精油纳米颗粒，而精油纳米颗粒的抑菌效果远超过未经处理的精油。
植物精油的有效成分易挥发，一般含强烈的本植物所特有的气味，对温度敏感，一般需低温远离热源保存，精油对日光敏感，低温下可能会有结晶析出，精油几乎不溶于水。这些特性都会成为精油的杀菌性能应用于实际生产时的限制。因此，为克服精油的这种应用局限，可以使用脂质体对精油进行包埋。脂质体是由脂质分子在水溶液中形成的具有双分子层结构的囊泡。近年来，对脂质体的研究取得很大进展，脂质体作为各种药物载体应用在食品、化妆品、医药等许多领域。由于脂质体独特的分子结构和理化性质，其基本特性主要表现在，亲水性和疏水性物质的双包埋，水分散性好；生物相容性好，无毒性；芯材扩散速率低，具有缓释性和长效性。在脂质体制备过程中，可以改变粒径大小、表面电荷等性质来提高脂质体产品的普适性。
鲟鱼制品是一种营养丰富的高附加值产品，但相关产品的贮藏与保鲜问题一直是学术与企业界关注的重点；本课题组长期从事新型功能食品添加剂的制备与应用研究工作，我们研发了一种含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂，不仅不会影响鲟鱼产品的自身品质，相反，其持续高效的抑菌与抗氧化特性，可有效延长产品保存时间，且该复合保鲜剂来源绿色安全，符合可持续发展要求。
发明内容
根据现有技术不足之处，本发明的目的是提供一种含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂，此保鲜剂具有高效持续的抗氧和抑菌特性，以及优良的生物相容性，使用健康、安全，不仅可有效地延长鲟鱼肉片的保存期，减少鱼肉腥味，更大大降低了化学合成添加剂的使用量，具有广泛的应用前景。
为实现上述目的，本发明的技术方案在于：
一种含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂，包括以下重量份的组分：
没食子酸辛醇酯 1～2份
天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps) 1～2份
作为优选，所述的复合保鲜剂以溶液的形式存在，溶剂为超纯水，溶液中所述没食子酸辛醇酯(GAC8)浓度为0.1～0.2mg/L，天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.1mg/L～0.2mg/L。
作为优选，所述GAC8浓度为0.1mg/L，天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.2mg/L。
本发明还提供了一种所述的含天然精油纳米脂质体复合保鲜剂制备方法，包括以下步骤：
S1.利用酶促法制备GAC8；
S2.天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)的制备；
作为优选，所述的酶促法制备GAC8的步骤如下：
没食子酸与正辛醇摩尔比为2:5，利用脂肪酶作为酶促反应催化剂，浓度为8wt％，深度共熔溶剂作为反应介质，在50℃温度条件下反应13h，利用层析柱进一步纯化，制备的产物即为GAC8。
作为优选，所述的天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)的制备步骤如下：
取4mL的天然茶树精油(TEO)加入玻璃样品瓶中，1200rpm磁力搅拌，160℃加热0.5h，停止加热，继续搅拌，自然冷却至室温；再使用孔径为0.45μm的PVDF(聚偏氟乙烯)微孔膜过滤，收集滤液，得含纳纳米颗粒的天然茶树精油纳米颗粒液(TEO-NPs)，4℃，贮藏备用。
天然茶树精油纳米脂质体(TEO-NPs-Lps)的制备：将上述36mg天然茶树精油纳米颗粒液(TEO-NPs)溶于12mL的乙醇(96％)中，并与60mg卵磷脂充分混合，室温，磁力搅拌，至二者充分混溶，4℃冰箱，贮存过夜。再将上述体系60℃，减压旋蒸除溶剂，直至圆底烧瓶底部形成一薄层均匀干膜；将膜分散于10mL去离子水中，均质过程伴随搅拌20000rpm，15min，辅助超声波以减小颗粒直径，以获得满足颗粒尺寸要求的单层稳定的脂质体(liposomes)，-65℃冷冻干燥，收集产品(EO-NPs-Lps)，4℃，贮藏备用。
作为优选，辅助超声条件为振幅70％，0.5循环/秒，220W，24kHz，10次/min，间隔1min。
作为优选，先将GAC8溶解于乙醇，超声加速溶解，再溶于超纯水。超声辅助条件为：150W、40KHz。
本发明还提供了一种所述的复合保鲜剂的应用，所述的复合保鲜剂用于鲟鱼肉片的保鲜。
鲟鱼肉片的具体保鲜步骤如下，(1)鲟鱼肉切片；沿着鲟鱼背部脊椎将鱼皮切开后，顺着纹理将背部白肉切成鱼片，每片鱼片长度为3～5cm、宽度为3～5cm、厚度为2～3cm；(2)保鲜剂的应用；将整形后的鱼片浸泡于保鲜剂液体中，浸泡5～10mins后，沥干；(3)热封包装，将鱼片装入真空包装袋中，用频率为50Hz的倾斜式真空包装机真空热封包装，所述倾斜式真空包装机功率为2～3KW，真空度为0.1～0.2MPa。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明采用天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)作为持久高效的保鲜剂，兼具优良的抑菌与抗氧化双重功效。特别是脂质体中包含的精油纳米颗粒，其抑菌效果远远优于传统精油的抑菌功效。原材料属生物源，绿色安全，环保卫生，具有可降解的优势。
(2)保鲜剂脂质体中包埋的精油成份，不仅具有抑菌与抗氧效果，同时，还具备抗炎、软化血管、降血压等保健功效，符合当代社会的大健康理念。
(3)以纯天然产物没食子酸为原料，通过在绿色深度共溶剂中脂肪酶催化合成没食子酸辛醇酯，合成方法绿色环保，高效快捷；没食子酸辛醇酯具有广泛的抑菌效果，且无色、无毒可食用，能有效地延长产品的储存时期，确保较高新鲜度，为消费者提供更优质的产品。
附图说明
图1为(a)天然茶树精油(b)天然茶树精油纳米颗粒液(TEO-NPs)。
图2为本发明实施例3～6和对照组处理的鲟鱼肉片的菌落数变化曲线。
图3为本发明实施例3～6和对照组的保鲜剂的抗氧化性能比较。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1
称取没食子酸3.402g，正辛醇7.914g，使没食子酸和正辛醇摩尔比为1:2.5，称取固定化脂肪酶IM-100 0.905g作为酶促反应催化剂，量取50mL深度共熔溶剂(氯化胆碱:甘油＝1:2，摩尔比)作为反应介质，置于50℃油浴13h，利用硅胶柱层析，石油醚和乙酸乙酯体积比6:1混合作为流动相洗脱，制备的产物即为GAC8。
实施例2
所述的天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)的制备步骤如下：
取4mL的天然茶树精油(TEO)加入玻璃样品瓶中(图1(a))，1200rpm磁力搅拌，150℃加热0.5h，停止加热，继续搅拌，自然冷却至室温；再使用孔径为0.45μm的PVDF微孔膜过滤，收集滤液，得到含纳米颗粒的天然茶树精油纳米颗粒液(TEO-NPs)(图1(b))，4℃，贮藏备用。
天然茶树精油纳米脂质体(TEO-NPs-Lps)的制备：将上述36mg天然茶树精油纳米颗粒液(TEO-NPs)溶于12mL的乙醇(96％)中，并与60mg卵磷脂充分混合，室温，磁力搅拌，至二者充分混溶，4℃冰箱，贮存过夜。再将上述体系60℃，减压旋蒸除溶剂，直至圆底烧瓶底部形成一薄层均匀干膜；将膜分散于10mL去离子水中，均质过程伴随搅拌20000rpm，15min，辅助超声波以减小颗粒直径，以获得满足颗粒尺寸要求的单层稳定的脂质体(liposomes)，辅助超声条件为振幅70％，0.5循环/秒，220W，24kHz，每分钟10次，间隔1min。-65℃冷冻干燥，收集产品(EO-NPs-Lps)，4℃，贮藏备用。
实施例3
一种保鲜剂组合物，由以下组分组成：GAC8(没食子酸辛醇酯)0.1mg/L、天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.1mg/L，溶剂为超纯水。
该防腐保鲜剂组合物的应用包括以下步骤：
(1)复配于超纯水使其终浓度为GAC8 0.1mg/L、天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.1mg/L(在25℃下充分摇匀)，在超声环境下加速溶解，超声功率为150W、频率为40KHz。完全溶解后，振荡摇匀，得到鱼肉专用复合保鲜剂。
(2)调配保鲜剂：在鱼肉专用复合保鲜剂加入两倍重量的水制得保鲜液。
(3)将待处理的鱼肉放入上述保鲜液中，在温度2～5℃下浸泡15～25min，捞出、沥干，放入包装袋中，真空包装或者气调包装。
(4)将包装好的鱼肉进行冷藏，冷藏温度为1～4℃。
(5)上述方法所得产品贮藏期达到30～90天。
得到的鱼肉基本无浓腥味，菌落数变化曲线见图2。
该复合保鲜剂组合物的抗氧化能力测试包括以下步骤：
(1)将0.4g复合保鲜剂用超纯水溶于100mL容量瓶中。
(2)用精密天平准确称取0.0080g DPPH至100mL棕色容量瓶中，用无水乙醇溶解并定容至刻度线，得到2.0×10-4mol/L的DPPH测试液，避光保存，新配放置过夜方可使用，使用前充分振摇，使上下各部分均匀。
(3)在比色皿中加入2mL DPPH和1mL超纯水，测其在517nm处吸光度值Ao，即为未加活性物时空白DPPH溶液的吸光度值。
(4)用移液管先准确移取DPPH、溶剂于比色皿中，再加入相应体积的待测样品液，待反应25min后测量DPPH吸光度值。读取吸光度值，记为Ai。
(5)利用下述公式计算出清除率EC：
清除率(EC)＝(1-Ai/Ao)×100％
得到的该复配保鲜剂的DPPH清除率见图3。
实施例4
一种保鲜剂组合物，由以下组分组成：GAC8 0.1mg/L、天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.15mg/L，溶剂为超纯水。
该防腐保鲜剂组合物的应用包括以下步骤：
(1)复配于超纯水使其终浓度为GAC8 0.1mg/L、天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.15mg/L(在25℃下充分摇匀)，在超声环境下加速溶解，超声功率为150W、频率为40KHz。完全溶解后，振荡摇匀，得到鱼肉专用复合保鲜剂。
(2)调配保鲜剂：在鱼肉专用复合保鲜剂加入两倍重量的水制得保鲜液。
(3)将待处理的鱼肉放入上述保鲜液中，在温度2～5℃下浸泡15～25min，捞出、沥干，放入包装袋中，真空包装或者气调包装。
(4)将包装好的鱼肉进行冷藏，冷藏温度为1～4℃。
(5)上述方法所得产品贮藏期达到45～110天。
得到的鱼肉基本无浓腥味，菌落数变化曲线，见图2。
该复合保鲜剂组合物的抗氧化能力测试包括以下步骤：
(1)将0.4g复合保鲜剂用超纯水溶于100mL容量瓶中。
(2)用精密天平准确称取0.0080g DPPH至100mL棕色容量瓶中，用无水乙醇溶解并定容至刻度线，得到2.0×10-4mol/L的DPPH测试液，避光保存，新配放置过夜方可使用，使用前充分振摇，使上下各部分均匀。
(3)在比色皿中加入2mL DPPH和1mL超纯水，测其在517nm处吸光度值Ao，即为未加活性物时空白DPPH溶液的吸光度值。
(4)用移液管先准确移取DPPH、溶剂于比色皿中，再加入相应体积的待测样品液，待反应25min后测量DPPH吸光度值。读取吸光度值，记为Ai。
(5)利用下述公式计算出清除率EC：
清除率(EC)＝(1-Ai/Ao)×100％
得到的该复配保鲜剂的DPPH清除率见图3。
实施例5
一种保鲜剂组合物，由以下组分组成：GAC8 0.1mg/L、天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.2mg/L，溶剂为超纯水。
该防腐保鲜剂组合物的应用包括以下步骤：
(1)复配于超纯水使其终浓度为GAC8 0.1mg/L、天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.2mg/L，在超声环境下加速溶解，超声功率为150W、频率为40KHz。完全溶解后，振荡摇匀，得到鱼肉专用复合保鲜剂。
(2)调配保鲜剂：在鱼肉专用复合保鲜剂加入两倍重量的水制得保鲜液。
(3)将待处理的鱼肉放入上述保鲜液中，在温度2～5℃下浸泡15～25分钟，捞出、沥干，放入包装袋中，真空包装或者气调包装。
(4)将包装好的鱼肉进行冷藏，冷藏温度为1～4℃。
(5)上述方法所得产品贮藏期达到90～140天。
得到的鱼肉基本无浓腥味，菌落数变化曲线，见图2。
该复合保鲜剂组合物的抗氧化能力测试包括以下步骤：
(1)将0.4g复合保鲜剂用超纯水溶于100mL容量瓶中。
(2)用精密天平准确称取0.0080g DPPH至100mL棕色容量瓶中，用无水乙醇溶解并定容至刻度线，得到2.0×10-4mol/L的DPPH测试液，避光保存，新配放置过夜方可使用，使用前充分振摇，使上下各部分均匀。
(3)在比色皿中加入2mL DPPH和1mL超纯水，测其在517nm处吸光度值A0，即为未加活性物时空白DPPH溶液的吸光度值。
(4)用移液管先准确移取DPPH、溶剂于比色皿中，再加入相应体积的待测样品液，待反应25min后测量DPPH吸光度值。读取吸光度值，记为Ai。
(5)利用下述公式计算出清除率EC：
清除率(EC)＝(1-Ai/Ao)×100％
得到的该复配保鲜剂的DPPH清除率，见图3。
实施例6
一种保鲜剂组合物，由以下组分组成：GAC8 0.2mg/L、天然精油纳米脂质体(EO-NPs-Lps)浓度为0.15mg/L，溶剂为超纯水。
该防腐保鲜剂组合物的应用包括以下步骤：
(1)复配于超纯水使其终浓度为GAC8 0.2mg/L、双歧杆菌细菌素S浓度为0.15mg/L，山竹皮提取物1mg/L(在25℃下充分摇匀)，在超声环境下加速溶解，超声功率为150W、频率为40KHz。完全溶解后，振荡摇匀，得到鱼肉专用复合保鲜剂。
(2)调配保鲜剂：在鱼肉专用复合保鲜剂加入两倍重量的水制得保鲜液。
(3)将待处理的鱼肉放入上述保鲜液中，在温度2～5℃下浸泡15～25分钟，捞出、沥干，放入包装袋中，真空包装或者气调包装。
(4)将包装好的鱼肉进行冷藏，冷藏温度为1～4℃。
(5)上述方法所得产品贮藏期达到80～145天。
得到的鱼肉无浓腥味，菌落数变化曲线，见图2。
该复合保鲜剂组合物的抗氧化能力测试包括以下步骤：
(1)将0.4g复合保鲜剂用超纯水溶于100mL容量瓶中。
(2)用精密天平准确称取0.0080g DPPH至100mL棕色容量瓶中，用无水乙醇溶解并定容至刻度线，得到2.0×10-4mol/L的DPPH测试液，避光保存，新配放置过夜方可使用，使用前充分振摇，使上下各部分均匀。
(3)在比色皿中加入2mL DPPH和1mL超纯水，测其在517nm处吸光度值A0，即为未加活性物时空白DPPH溶液的吸光度值。
(4)用移液管先准确移取DPPH、溶剂于比色皿中，再加入相应体积的待测样品液，待反应25min后测量DPPH吸光度值。读取吸光度值，记为Ai。
(5)利用下述公式计算出清除率EC：
清除率(EC)＝(1-Ai/Ao)×100％
得到的该复配保鲜剂的DPPH清除率，见图3。
对照例
(1)、鱼肉不用保鲜液进行处理，直接进行冷藏，冷藏温度为1～4℃。得到的鱼肉的菌落数变化曲线，见图2。
(2)、DPPH消除实验的对照组中，不使用复合抑菌剂，样品仅为超纯水。
Claims (7)
1.一种含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
没食子酸辛醇酯 1～2份
天然精油纳米脂质体 1～2份。
2.根据权利要求1所述的含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂，其特征在于，所述的天然精油纳米脂质体制备方法如下：
(1)天然精油纳米颗粒液的制备：将天然植物精油加入样品瓶中，磁力搅拌，高温加热，搅拌一段时间后，停止加热，自然冷却至室温；再经孔径为0.45μm微孔膜过滤，收集滤液，即得含纳米颗粒的天然精油纳米颗粒液；
(2)天然精油纳米脂质体的制备：将上述天然精油纳米颗粒液溶于乙醇中，并与卵磷脂充分混合，室温，磁力搅拌，至二者充分混溶，4℃放置12～24h，再将上述体系减压、加热除溶剂，在容器底部形成一薄层均匀干膜；将膜分散于去离子水中，均质，以获得满足颗粒尺寸要求的单层稳定的脂质体，冷冻干燥，得到所述天然精油纳米脂质体。
3.根据权利要求2所述的含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂，其特征在于，所述的天然植物精油为薄荷油、茶树精油、肉桂精油、百里香精油、生姜精油、小茴香精油、丁香油、豆蔻精油及其组合所组成的群组中的一种。
4.根据权利要求2或3所述的含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂，其特征在于，所述的天然精油纳米颗粒液的制备中，加热温度为160～180℃，加热时间为20～30min，搅拌器转速为1000～1500rpm。
5.根据权利要求2或3所述的含天然精油纳米脂质体复合保鲜剂，其特征在于，所述的天然精油纳米脂质体的制备中，乙醇与天然精油纳米颗粒液及卵磷脂的质量比率为14：20-40：60-80；均质条件为20000～25000rpm转速，均质时间为15～30min；
均质过程中，采用超声辅助，超声波发生器的振幅为60～80％，周期为0.5个循环/分钟，功率为200～250W，频率为24kHz。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂在鲟鱼肉片贮藏中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)整形：鲟鱼肉切片；沿着鲟鱼背部脊椎将鱼皮切开后，顺着纹理将背部白肉切成鱼片，每片鱼片长度为3～5cm、宽度为3～5cm、厚度为2～3cm；(2)保鲜剂的加入；将整形后的鱼片浸泡于保鲜剂液体中，浸泡5～10min后，沥干；(3)热封包装，将鱼片装入真空包装袋中，用频率为50Hz的倾斜式真空包装机真空热封包装，所述倾斜式真空包装机功率为2～3KW，真空度为0.1～0.2MPa。
7.根据权利要求6所述的含天然精油纳米脂质体的复合保鲜剂在鲟鱼肉片贮藏中的应用，其特征在于，步骤(2)中，保鲜剂液体的制备方法如下：先将没食子酸辛醇酯溶解于乙醇，超声，再溶于超纯水中；超声辅助条件为：150W、40KHz；再将天然精油纳米脂质体加入上述溶液中，制得保鲜剂液体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201204 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |