CN113170861B - 一种高效耐热抗菌的明胶基tg酶肉制品粘合剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高效耐热抗菌的明胶基tg酶肉制品粘合剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂，属于食品加工领域，将高纯度的骨明胶与TG酶微胶囊结合，辅以动态高压微射流技术，增加明胶作用点，使两者充分结合，提高交联度，制备成明胶基TG酶微球，再添加八角精油等安全高效的抗菌纳米乳液，制得基于明胶微球的TG酶肉制品粘合剂。此外，本发明通过超声辅助同步脱矿酶解动物骨料，得到初步的骨明胶溶液，并施加永久磁场对溶液进行磁感应，十字流微膜过滤提纯，获得高纯度的骨明胶。本发明将TG酶与明胶微球结合，提高了明胶耐热性能；通过添加抗菌剂，还可以有效的控制重组肉中的微生物水平，并在储藏期间持续发挥抑菌效果，延长了货架期，并极大地提高了食品安全。

Description

一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂及其制备方法 与应用
技术领域
本发明涉及一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂及其制备方法与应用，尤其涉及一种超声辅助同步脱矿酶解法、磁场微滤提纯方法、微胶囊包埋和明胶基TG 酶微球制备法，本发明还涉及该粘合剂在制备冷鲜重组肉中的用途，属于食品加工领域。
背景技术
随着我国经济的快速发展和人们生活水平的逐渐提高，人们对肉制品的需求量越来越大，而大量的肉制品加工过程中会产生肉制品副产品，如机械去骨肉、碎肉、边角料、筋腱等，由于其感官和品质上的缺陷，无法受到消费者青睐，市场欢迎度低，所以这些副产物往往会被丢弃或用作低价值的动物饲料。
重组肉是指利用品质尚佳，但是观感较差的剔骨肉、碎肉及肉制品加工过程中的边角料，通过添加肉制品粘合剂，使肉重新粘结组合成完整的肉块，以此来提高产品附加值，从而提高肉制品加工厂的原料利用率，增加经济效益。
肉制品粘合剂包括化合物类粘合剂和酶类粘合剂。
化合物类粘合剂为明胶基粘合剂，能促进水分、胶原质和肌肉蛋白质之间的交联作用，因此产生极强的黏合凝胶效果。明胶基粘合剂的主要成分为骨明胶，是一种从动物的结缔组织(皮和骨)中提取的蛋白质。骨明胶一直沿用传统碱法工艺从骨中制取明胶，该生产工艺中耗时较长的两大步骤分别为浸酸(脱矿)和浸灰步骤，浸酸用以去除骨中的磷，使骨料变软，而浸灰则用以去除了骨中的血色素和杂质，使骨素变得洁白。
酶类粘合剂为TG酶粘合剂，TG的主要功能因子是谷氨酰胺转胺酶，这种酶广泛存在于人体、高级动物、植物和微生物中，能够催化蛋白质分子之间或之内的交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺残基的水解，用该酶生产重组肉时，它不仅可将碎肉粘结在一起，还可以将各种非肉蛋白交联到肉蛋白上，明显改善肉制品的口感、风味、组织结构和营养。
现有的肉制品粘合剂存在以下问题：(1)TG酶粘合剂对肉的粘合能力差，适用范围窄，无法满足日益多样化的肉制品种类需求；(2)重组肉在涮煮等烹饪过程中易破碎，整体性差，影响感官；(3)明胶基粘合剂中明胶质量不稳定，严重影响重组肉的品质； (4)重组肉易受细菌感染，导致微生物超标，安全隐患大。
导致该上述问题的主要原因对应为：(1)重组肉中不仅含有蛋白质，还含有脂肪等其他物质，而TG酶只能对肉中的蛋白质发挥粘合作用，无法粘合肉中的脂肪，在脂肪含量高的肉制品中粘合作用差；(2)重组肉中的粘合剂易受高温破坏，且耐溶解性能较低；(3)传统酸法或碱法的明胶制备不仅伴随生产效率低、能耗大和环境污染等问题，而且碱法骨明胶制备需要多次提胶，明胶质量会随着提取次数增加而下降，造成明胶产品质量参差不齐；(4)重组肉的原料一般是一些小体积的肉碎等，比表面积很大，有更大的受微生物污染的风险，大部分肉制品粘合剂中不含有杀菌或抑菌成分，无法控制重组肉中的微生物水平。
针对上述提出的第一个问题即TG酶粘合剂在重组肉中粘合作用发挥受限的弊端，CN200910129526.9公开了一种由谷氨酰胺转氨酶，非肉蛋白和膳食纤维组成的重组肉粘合剂，与单独的TG酶相比，提高了粘合性能，但是仍存在以下问题：
(1)使用该粘合剂的重组肉，硬度和剪切度分别下降62.8％和22.9％，缺乏咀嚼感，与天然肉制品的口感差异较大；
(2)粘合剂的膳食纤维部分来自于豆类和很多谷物，可能不适用与对豆制品过敏人群。
针对上述提出的第二个问题即重组肉中粘合剂易受高温失效的缺点，CN201310251108.3公开了一种以海藻酸钠、碳酸钙、葡萄糖酸-δ-内酯等为原料的肉粘合剂，代替了TG酶，具有更好的粘合特性，但是该专利仍有以下问题：
(1)在碎肉在加工前需添加1％的氯化钠，且粘合剂中还含有海藻酸钠和焦磷酸钠，过高的钠离子含量会给消费者带来高血压等心血管疾病的风险，不符合健康食品要求；
(2)粘合剂中大量的海藻酸钠溶于水后，粘稠度大，同时还需要加入卡拉胶等其它物质，进一步增加粘度，生产工程中难以达到实验室中的理想条件，无法保证粘合剂混合均匀，抑制其发挥最佳粘合功效。
针对上述提出的第三个问题即传统方法制备明胶的弊端，CN201310020514.9公开了一种以骨粉为原料由酶法制取明胶的方法，通过盐酸脱钙，再进行生物酶解，明胶透明溶液经过棉饼进行过滤后，采用超滤膜过滤设备进行除盐，再经阴阳离子交换树脂柱进行离子交换，最后再浓缩干燥。但是该专利仍有以下问题：
(1)作为一种食品级或药品级明胶，需要加入浓度高达10％的盐酸，并最长需浸泡10小时，长时间的强酸浸泡对于食品安全带来部分隐患，且生产过程中产生大量的强酸废水，给后期的处理增加了难度，不符合绿色环保加工的需求；
(2)使用超滤膜等设备进行过滤，杂质极易堵塞膜，需频繁更换膜设备，分离提纯效率较低，成本显著提高，极大地影响工业化推广。
针对上述提出的第四个问题即重组肉易受微生物污染的问题，尚未检索到相关公开文献提出解决方案。
综上所述，研究开发一种高效耐热抗菌的肉制品粘合剂是食品营养安全领域的迫切需求。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂及其制备方法与应用，提高了重组肉的食品安全，并延长了货架期。
本发明解决问题所采用的技术方案是：
本发明的一个目的是，提供一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
a.将纯化后的骨明胶与TG酶微胶囊混合交联，得明胶基TG酶微球；
b.将所述明胶基TG酶微球与复合抗菌纳米乳液混合，得所述明胶基TG酶肉制品粘合剂；
其中，所述TG酶微胶囊由TG酶经β-环糊精包埋制得；
所述复合抗菌纳米乳液由乳化剂和抗菌剂溶于水制得。
在本发明的一个实施例中，所述步骤a中，混合交联的方法为在动态高压微射流作用下均质；优选的，所述均质的方法为：将纯化后的骨明胶与TG酶微胶囊在100-150MPa 条件下均质处理2-3次，每次10-15min。
在本发明的一个实施例中，所述TG酶微胶囊的制备方法为：在40-50℃的β-环糊精过饱和溶液中加入TG酶，搅拌包埋2-4h后取出，2-8℃低温冷藏24h-48h，经抽滤- 洗涤-抽滤后即得所述TG酶微胶囊；其中，所述β-环糊精过饱和溶液与液态的TG酶的体积比为100:(1-4)。
在本发明的一个实施例中，所述骨明胶与所述TG酶微胶囊中的TG酶的比例为(90-100):(1-4)(w/v)。
在本发明的一个实施例中，所述抗菌剂包括非水溶性抗菌剂和/或水溶性抗菌剂，所述非水溶性抗菌剂包括八角精油，所述水溶性抗菌剂包括ε-聚赖氨酸、乳酸链球菌素中的至少一种；八角精油是八角的提取物，常作为抗菌剂；
当所述抗菌剂包括水溶性抗菌剂时，所述骨明胶与水溶性抗菌剂的质量比为(90-100):(2-4)；
当所述抗菌剂包括非水溶性抗菌剂时，所述八角精油与水相的体积比为1：(50-99)，所述水相包括水、乳化剂和水溶性抗菌剂。
在本发明的一个实施例中，所述乳化剂包括大豆分离蛋白、卵磷脂中的至少一种，所述骨明胶与乳化剂的质量比为100：(1-5)。
在本发明的一个实施例中，所述乳化剂由卵磷脂、大豆分离蛋白按质量比1：(5-10) 组成。
在本发明的一个实施例中，所述复合抗菌纳米乳液的制备方法为：将乳化剂溶解于水配制成1-5％的乳化剂溶液，加入水溶性抗菌剂，搅拌均匀形成水相；将八角精油与水相混合，均质后进行超声处理得到复合抗菌纳米乳液。
在本发明的一个实施例中，所述抗菌剂由ε-聚赖氨酸、乳酸链球菌素按质量比1：(1-4)组成。
在本发明的一个实施例中，所述将八角精油与水相混合后，均质5-10min后进行超声处理10-20min后得到复合抗菌纳米乳液，超声功率为200-300W。
在本发明的一个实施例中，所述步骤a中，所述骨明胶的制备方法为超声辅助同步脱矿酶解法：骨粒粉碎至粒径<0.6mm，添加1mol/L盐酸浸泡，料液比为1：9(w/v)；同时添加胃蛋白酶40-60U/g，30-40℃条件下通过超声同时进行辅助脱矿和酶解2h，然后加热至50-60℃，pH调整为5-6，提胶，时间2-3h。
在本发明的一个实施例中，所述步骤a中，所述纯化的方法为永久磁场复合十字流微滤法：先用海尔贝克阵列对明胶进行预处理，所得的明胶粗提液导入盘管中，经磁性感应后，进行十字流微滤提纯；优选的，所述海尔贝克阵列的磁通量为0.7-1.34T，所述盘管的直径为5-10mm，所述明胶粗提液的流速为0.3-0.5L/min。
本发明的一个目的是，提供一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂。
本发明的一个目的是，提供一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的用途，用于制备重组肉。
本发明的有益效果：
本发明提供的基于明胶微球的明胶基TG酶肉制品粘合剂，将高纯度的骨明胶与TG酶微胶囊结合，辅以动态高压微射流技术，增加明胶作用点，使两者充分结合，提高交联度，制备成明胶基TG酶微球，再添加八角精油等安全高效的抗菌纳米乳液，提高了重组肉的食品安全，并延长货架期。
(1)本发明采用同步酶法制作明胶，同时进行脱矿和酶解，优化加工步骤，降低时间成本，效率更高；低浓度的盐酸浸泡，更环保，减少后期处理酸性废水的压力；相对低温的反应脱矿和酶解温度，节约能源，降低能源成本；一次提胶，避免了传统方法的多次提胶，质量不稳定的弊端。
(2)通过在永久磁场下，进行十字流微滤法，可以高效去除杂质。在对明胶溶液进行磁感应后，避免了提纯时，杂质在微滤膜上堆积，形成凝胶层或在膜孔结构内吸附，导致不可逆的提纯浓差极化和结垢导致的渗透通量急剧下降。
(3)TG酶微胶囊制备，采用β-环糊精作为壁材，保护TG酶，使其在微球制备的高压中释放出来，与明胶结合。
(4)明胶微球的制备，采用动态高压微射流技术对流体进行高速剪切、高频振荡、空穴以及瞬时高压等作用，可显著改善蛋白质的大分子结构，暴露更多的可修饰位点，有助于提高TG酶从微胶囊中释放出来，与明胶微球结合，提高明胶耐热性能。
(5)粘合剂中加入复合抗菌纳米乳液。微量的八角精油、ε-聚赖氨酸和乳酸链球菌素通过超声乳化后形成纳米乳液，可以有效的控制重组肉中的微生物水平，并在储藏期间持续发挥抑菌效果，延长了货架期，并极大地提高了食品安全。
附图说明
图1为工艺流程图；
图2为海尔贝克阵列对明胶溶液进行磁感应示意图；
图3为十字流微膜过滤提纯明胶溶液示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明制备高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的方法步骤包括：
(1)提胶
可选的，提胶采用超声辅助同步脱矿酶解制备方法：骨粒粉碎至<0.6mm，添加1mol/L的稀盐酸浸泡脱去矿物质，料液比为1：9(w/v)，胃蛋白酶添加量为40-60U/g，30-40℃条件下通过超声辅助脱矿和酶解同时进行2h。提胶温度为60℃，提胶pH为5-6，只进行一次提胶，时间2-3h。
如图2所示，超声辅助同步脱矿酶法制得的明胶溶液先在海尔贝克阵列中循环2h进行磁感应。两个尺寸为50×50×25mm的钕-铁-硼磁铁，平行对称放置，磁体之间的距离为1厘米，明胶溶液在磁铁之间的盘管内流动，流速为0.3-0.5L/min，阵列中心点产生恒定磁通密度1.34T。
(2)提纯
可选的，明胶提纯采用永久磁场十字流微滤提纯方法：首先用1.34T磁通量的永久磁场对明胶进行预处理，然后进行十字流微滤提纯。
微滤单元如图3所示，以切向流运行，由进料罐，正排量泵，数字压力计，背压阀和流量计组成。微滤模块由不锈钢制成，尺寸为120×90×10mm，有效过滤面积为25 cm 2。明胶溶液经过微滤模块后分别形成渗透流和截留流。
(3)制备TG酶微胶囊
可选的，采用β-环糊精包埋法制备TG酶微胶囊：加热搅拌使β-环糊精完全溶解制备其过饱和溶液，将温度逐渐降至40-50℃。准确量取1-4mL液态的TG酶匀速逐滴加入到100mLβ-环糊精过饱和溶液中。保持温度，搅拌包埋2h后取出，放入2-8℃冰箱中低温冷藏24-48h。之后从冰箱中取出，真空抽滤后，再用去离子水多次洗涤抽滤。最终得到的滤渣即为TG酶微胶囊。
(4)制备明胶基TG酶微球
可选的，明胶基TG酶微球采用动态高压微射流技术制备方法：使用M-700型动态高压微射流均质机，将纯化后的明胶90-100重量份与步骤(3)制得的TG酶微胶囊混合，100-150MPa处理3次，每次10-15min，得到明胶基TG酶微球。
(5)制备复合抗菌纳米乳液
可选的，复合抗菌纳米乳液由乳化剂和抗菌剂组成，用100重量份水配制1-5％的复合乳化剂水溶液，所用乳化剂为大豆分离蛋白和卵磷脂，二者的质量比为(5-10):1；然后，可选的，将质量比为1：(1-4)的水溶性抗菌剂ε-聚赖氨酸和乳酸链球菌素共2-4 重量份，加入配置好的乳化剂水溶液中，搅拌均匀形成水相；水相制备完成后，将八角精油与水相按体积比1：(50-99)混合，均质5-10min后进行超声处理，超声功率为 200-300W，超声处理10-20min后得到复合抗菌纳米乳液。
(6)制备肉制品粘合剂
明胶基TG酶微球与复合抗菌纳米乳液充分混合，即得肉制品粘合剂。
根据下述实施例，可以更好的理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
(1)提胶：以脱脂猪骨粒为原料，进行粉碎后过筛，得到粒径<0.6mm的骨粉500g；配置1mol/L的稀盐酸4.5L，与骨粉混合均匀后，加入60U/g的胃蛋白酶。35℃下，超声功率设定为250W，进行脱矿和酶解2h；混合液加热到60℃，提胶pH为5，提胶时间2h。
(2)提纯：先使用三层纱布，粗过滤去除大颗粒杂质；然后导入直径为5mm的不锈钢盘管内，构建磁通量为1.34T的海尔贝克阵列，通过永久磁场对明胶进行磁感应2h，最后进行十字流微滤进一步去除微小杂质，直至得到高纯度明胶。明胶粗提液的流速为 0.3L/min。
(3)制备TG酶微胶囊：称取20gβ-环糊精，用200mL去离子水搅拌溶解形成β-环糊精的过饱和溶液，70℃下搅拌加热使β-环糊精完全溶解，0.5h后，将温度逐渐降至40℃；量取2mL TG酶溶液，匀速逐滴加入到β-环糊精过饱和溶液中；40℃下搅拌包埋2h后取出，待溶液冷却至室温后将其放入3℃冰箱中置48h。之后从冰箱中取出，真空抽滤后，再用去离子水多次洗涤抽滤，最终得到的滤渣即为TG酶微胶囊。
(4)制备明胶基TG酶微球：使用M-700型动态高压微射流均质机，将纯化后的明胶100重量份与步骤(3)制得的TG酶微胶囊混合，100MPa处理3次，每次10min，得到明胶基TG酶微球。
(5)制备复合抗菌纳米乳液：首先用100重量份水配制2％的复合乳化剂水溶液，所用乳化剂为大豆分离蛋白和卵磷脂，二者的质量比为10:1；然后，将质量比为1：2 的水溶性的ε-聚赖氨酸和乳酸链球菌素共4重量份，加入配置好的乳化剂溶液中，搅拌均匀形成水相；将八角精油与水相按体积比1：99的比例混合，均质5min后进行超声处理，超声功率为200W，超声处理10min后得到复合抗菌纳米乳液。
(6)制备肉制品粘合剂：明胶基TG酶微球与复合抗菌纳米溶液混合均匀，即可得到明胶基TG酶肉制品粘合剂。
制备重组肉：取200g碎牛肉，与制得的明胶基TG酶肉制品粘合剂充分混合，装入模具，反应压强1 000N/m2，25℃下反应2h后，得到重组肉。
实施例2
(1)提胶：以脱脂猪骨粒为原料，进行粉碎后过筛，得到粒径<0.6mm的骨粉500g。配置1mol/L的稀盐酸4.5L，与骨粉混合均匀后，加入40U/g的胃蛋白酶。40℃下，超声功率设定为250W，进行脱矿和酶解2h；混合液加热到60℃，提胶pH为5，提胶时间3h。
(2)提纯：对于提出的明胶进行提纯。先使用三层纱布，粗过滤去除大颗粒杂质；然后导入直径为5mm的不锈钢盘管内，构建磁通量为1.34T的海尔贝克阵列，通过永久磁场对明胶进行磁感应2h，最后进行十字流微滤进一步去除微小杂质，直至得到高纯度明胶。明胶粗提液的流速为0.5L/min。
(3)制备TG酶微胶囊：精密称取20gβ-环糊精，用200mL去离子水搅拌溶解形成β-环糊精的过饱和溶液，70℃下搅拌加热使β-环糊精完全溶解。0.5h后，将温度逐渐降至40℃；准确量取1mL TG酶溶液，匀速逐滴加入到100mLβ-环糊精过饱和溶液中；40℃下搅拌包埋2.0h后取出，待溶液冷却至室温后将其放入5℃冰箱中置36 h。之后从冰箱中取出，真空抽滤后，再用去离子水多次洗涤抽滤，最终得到的滤渣即为TG酶微胶囊。
(4)制备明胶基TG酶微球：使用M-700型动态高压微射流均质机，将纯化后的明胶90重量份与步骤(3)制得的TG酶微胶囊混合，120MPa处理3次，每次12min，得到明胶基TG酶微球。
(5)制备复合抗菌纳米乳液：首先用100重量份水配制1％的复合乳化剂水溶液，所用乳化剂为大豆分离蛋白和卵磷脂，二者的质量比为5:1；然后，将质量比为1：4 的水溶性的ε-聚赖氨酸和乳酸链球菌素共2重量份，加入配置好的乳化剂溶液中，搅拌均匀形成水相；将八角精油与水相按体积比1：50混合，均质10min后进行超声处理，超声功率为300W，超声处理20min后得到复合抗菌纳米乳液。
(6)制备肉制品粘合剂：明胶基TG酶微球与复合抗菌纳米溶液混合均匀，即可得到改性明胶基TG酶抗菌肉制品粘合剂。
制备重组肉：制备重组肉：取200g碎牛肉与制得的明胶基TG酶肉制品粘合剂充分混合，装入模具，反应压强1 000N/m2，25℃下反应2h后，得到重组肉。
实施例3
(1)提胶：以脱脂猪骨粒为原料，进行粉碎后过筛，得到粒径<0.6mm的骨粉500g；配置1mol/L的稀盐酸4.5L，与骨粉混合均匀后，加入50U/g的胃蛋白酶。40℃下，超声功率设定为250W，进行脱矿和酶解2h。混合液加热到60℃，提胶pH为5.5，提胶时间2.5h。
(2)提纯：对于提出的明胶进行提纯。先使用三层纱布，粗过滤去除大颗粒杂质；然后导入直径为5mm的不锈钢盘管内，构建磁通量为1.34T的海尔贝克阵列，通过永久磁场对明胶进行磁感应2h，最后进行十字流微滤进一步去除微小杂质，直至得到高纯度明胶。明胶粗提液的流速为0.4L/min。
(3)制备TG酶微胶囊：精密称取20gβ-环糊精，用200mL去离子水搅拌溶解形成β-环糊精的过饱和溶液，70℃下搅拌加热使β-环糊精完全溶解。0.5h后，将温度逐渐降至40℃；准确量取3mL TG酶溶液，匀速逐滴加入到100mLβ-环糊精水溶液中； 40℃下搅拌包埋2.0h后取出，待溶液冷却至室温后将其放入8℃冰箱中置48h。之后从冰箱中取出，真空抽滤后，再用去离子水多次洗涤抽滤，最终得到的滤渣即为TG酶微胶囊。
(4)制备明胶基TG酶微球：使用M-700型动态高压微射流均质机，将纯化后的明胶100重量份与步骤(3)制得的TG酶微胶囊混合，150MPa处理3次，每次15min，得到明胶基TG酶微球。
(5)制备复合抗菌纳米乳液：首先用100重量份水配制5％的复合乳化剂水溶液，所用乳化剂为大豆分离蛋白和卵磷脂，二者的质量比为8:1；然后，将质量比为1：1 的水溶性的ε-聚赖氨酸和乳酸链球菌素共3重量份，加入配置好的乳化剂溶液中，搅拌均匀形成水相；将八角精油与水相按体积比1：70混合，均质8min后进行超声处理，超声功率为250W，超声处理10-20min后得到复合抗菌纳米乳液；水相制备完成后，将八角精油与水相按1：99的比例混合，均质5min后进行超声处理，超声功率为250 W，15min后得到复合抗菌纳米乳液。
(6)制备肉制品粘合剂：明胶基TG酶微球与复合抗菌纳米溶液混合均匀，即可得到改性明胶基TG酶抗菌肉制品粘合剂。
制备重组肉：取200g碎牛肉与制得的明胶基TG酶肉制品粘合剂充分混合，装入模具，反应压强1 000N/m2，25℃下反应2h后，得到重组肉。
对比例1
对比例1不经TG酶微胶囊的制备过程，其余步骤与实施例1相同，具体步骤如下：
(1)提胶：以脱脂猪骨粒为原料，进行粉碎后过筛，得到粒径<0.6mm的骨粉500g。配置1mol/L的稀盐酸4.5L，与骨粉混合均匀后，加入6040U/g的胃蛋白酶。35℃下，超声功率设定为250W，进行脱矿和酶解2h；混合液加热到60℃，提胶pH为5，提胶时间23h。
(2)提纯：对于提出的明胶进行提纯。先使用三层纱布，粗过滤去除大颗粒杂质；然后导入直径为5mm的不锈钢盘管内，构建磁通量为1.34T的海尔贝克阵列，通过永久磁场对明胶进行磁感应2h，最后进行十字流微滤进一步去除微小杂质，直至得到高纯度明胶。明胶粗提液的流速为0.3L/min。
(3)制备明胶基TG酶微球：使用M-700型动态高压微射流均质机，将纯化后的明胶100重量份与2mL TG酶混合，100MPa处理3次，每次10min，得到明胶基TG酶微球。
(4)制备复合抗菌纳米乳液：首先用100重量份水配制2％的复合乳化剂水溶液，所用乳化剂为大豆分离蛋白和卵磷脂，二者的质量比为10:1；然后，将质量比为1：2 的水溶性的ε-聚赖氨酸和乳酸链球菌素共4重量份，加入配置好的乳化剂溶液中，搅拌均匀形成水相；将八角精油与水相按1：99的比例混合，均质5min后进行超声处理，超声功率为250W，15min后得到复合抗菌纳米乳液。
(6)制备肉制品粘合剂：明胶基TG酶微球与复合抗菌纳米溶液混合均匀，即可得到改性明胶基TG酶抗菌肉制品粘合剂。
制备重组肉：取200g碎牛肉与制得的明胶基TG酶肉制品肉粘合剂充分混合，装入模具，反应压强1 000N/m2，25℃下反应2h后，得到重组肉。
对比例2
对比例2不经明胶基TG酶微球的制备过程，其余步骤与实施例1相同，具体步骤如下：
(1)提胶：以脱脂猪骨粒为原料，进行粉碎后过筛，得到粒径<0.6mm的骨粉500g；配置1mol/L的稀盐酸4.5L，与骨粉混合均匀后，加入60U/g的胃蛋白酶。35℃下，超声功率设定为250W，进行脱矿和酶解2h；混合液加热到60℃，提胶pH为5，提胶时间2h。
(2)提纯：先使用三层纱布，粗过滤去除大颗粒杂质；然后导入直径为5mm的不锈钢盘管内，构建磁通量为1.34T的海尔贝克阵列，通过永久磁场对明胶进行磁感应2h，最后进行十字流微滤进一步去除微小杂质，直至得到高纯度明胶。明胶粗提液的流速为 0.3L/min。
(3)制备TG酶微胶囊：称取20gβ-环糊精，用200mL去离子水搅拌溶解形成β-环糊精的过饱和溶液，70℃下搅拌加热使β-环糊精完全溶解，0.5h后，将温度逐渐降至40℃；量取2mL TG酶溶液，匀速逐滴加入到100mLβ-环糊精水溶液中；40℃下搅拌包埋2h后取出，待溶液冷却至室温后将其放入3℃冰箱中置48h。之后从冰箱中取出，真空抽滤后，再用去离子水多次洗涤抽滤，最终得到的滤渣即为TG酶微胶囊。
(4)将纯化后的明胶100重量份与步骤(3)制得的与TG酶微胶囊物理混合，得明胶基TG酶复合物。
(5)制备复合抗菌纳米乳液：首先用100重量份水配制2％的复合乳化剂水溶液，所用乳化剂为大豆分离蛋白和卵磷脂，二者的质量比为10:1；然后，将质量比为1：2 的水溶性的ε-聚赖氨酸和乳酸链球菌素共4重量份，加入配置好的乳化剂溶液中，搅拌均匀形成水相；将八角精油与水相按体积比1:99混合，均质5min后进行超声处理，超声功率为200W，超声处理10min后得到复合抗菌纳米乳液。
(6)制备肉制品粘合剂：明胶基TG酶复合物与复合抗菌纳米溶液混合均匀，即可得到明胶基TG酶肉制品粘合剂。
制备重组肉：取200g碎牛肉与制得的明胶基TG酶肉制品粘合剂充分混合，装入模具，反应压强1 000N/m2，25℃下反应2h后，得到重组肉。
对比例3
对比例3不经复合抗菌纳米溶液的制备过程，其余步骤与实施例1相同，具体步骤如下：
(1)提胶：以脱脂猪骨粒为原料，进行粉碎后过筛，得到粒径<0.6mm的骨粉500g；配置1mol/L的稀盐酸4.5L，与骨粉混合均匀后，加入60U/g的胃蛋白酶。35℃下，超声功率设定为250W，进行脱矿和酶解2h；混合液加热到60℃，提胶pH为5，提胶时间2h。
(2)提纯：先使用三层纱布，粗过滤去除大颗粒杂质；然后导入直径为5mm的不锈钢盘管内，构建磁通量为1.34T的海尔贝克阵列，通过永久磁场对明胶进行磁感应2h，最后进行十字流微滤进一步去除微小杂质，直至得到高纯度明胶。明胶粗提液的流速为 0.3L/min。
(3)制备TG酶微胶囊：称取20gβ-环糊精，用200mL去离子水搅拌溶解形成β-环糊精的过饱和溶液，70℃下搅拌加热使β-环糊精完全溶解，0.5h后，将温度逐渐降至40℃；量取2mL TG酶溶液，匀速逐滴加入到100mLβ-环糊精水溶液中；40℃下搅拌包埋2h后取出，待溶液冷却至室温后将其放入3℃冰箱中置48h。之后从冰箱中取出，真空抽滤后，再用去离子水多次洗涤抽滤，最终得到的滤渣即为TG酶微胶囊。
(4)制备明胶基TG酶微球：使用M-700型动态高压微射流均质机，将纯化后的明胶100重量份与步骤(3)制得的TG酶微胶囊混合，100MPa处理3次，每次10min，得到明胶基TG酶微球。
(5)制备复合乳化液：用100重量份水配制2％的复合乳化剂水溶液，所用乳化剂为大豆分离蛋白和卵磷脂，二者的质量比为10:1。
(6)制备肉制品粘合剂：明胶基TG酶微球与复合乳液混合均匀，即可得到明胶基TG酶肉制品粘合剂。
制备重组肉：取200g碎牛肉与制得的明胶基TG酶肉制品粘合剂充分混合，装入模具，反应压强1 000N/m2，25℃下反应2h后，得到重组肉。
实施例及对比例的产品特性对比：
1、拉伸强度
剪切力代表了重组肉的拉伸强度的性质，因此，采用重组肉的剪切力来作为重组肉的拉伸强度性质的表征。
采用剪切力仪对以上实施例和对比例及对照组的重组肉的剪切力进行测定，其中以非重组的天然肉制品为对照组，结果如表1所示。
表1重组肉的拉伸强度
Figure BDA0003021049410000121
Figure BDA0003021049410000131
由以上表1的结果可以发现，缺少TG酶微胶囊或明胶基TG酶微球步骤的对比例 2和3的剪切力较低，而经过本发明方法制备的实施例1-3、对比例3的肉制品剪切力得到显著提高，与对照组的剪切力值相近，说明通过使用本发明制备的明胶基TG酶肉制品粘合剂有利于提升重组肉的剪切力，即利于提升口感。
2、菌落总数
重组肉在4℃条件下，贮藏14天，并对菌落总数进行测定，以非重组的天然肉制品为对照组，结果表2所示：
表2菌落总数
实施例 菌落总数CFU/g
实施例1 580
实施例2 600
实施例3 610
对比例1 670
对比例2 650
对比例3 多不可计
对照组 多不可计
可以发现，未添加复合抗菌纳米溶液的对比例3和对照组的肉制品中微生物经过14 天保藏已多不可计，而其他肉制品的微生物均得到了较好的抑制，说明通过本发明制备的明胶基TG酶肉制品粘合剂具有较好的抗菌作用，有利于提高重组肉的安全性。
综上，本发明提供的基于明胶微球的TG酶肉制品粘合剂，通过超声辅助同步脱矿酶解动物骨料，得到初步的明胶溶液，并施加永久磁场对溶液进行磁感应，十字流微膜过滤提纯，对过滤后的高纯度明胶与TG酶微胶囊结合，辅以动态高压微射流技术，增加明胶作用点，使两者充分结合，提高交联度，制备成明胶基TG酶微球，再添加八角精油等安全高效抗菌纳米乳液，提高重组肉的食品安全，并延长货架期。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将纯化后的骨明胶与TG酶微胶囊按比例为（90-100）:（1-4）w/v混合交联，得明胶基TG酶微球；所述步骤a中，混合交联的方法为在动态高压微射流作用下均质；所述均质的方法为：将纯化后的骨明胶与TG酶微胶囊在100-150 MPa条件下均质处理；
b.将所述明胶基TG酶微球与复合抗菌纳米乳液混合，得所述明胶基TG酶肉制品粘合剂；
其中，所述TG酶微胶囊由TG酶经β-环糊精包埋制得；
所述复合抗菌纳米乳液由乳化剂和抗菌剂溶于水制得。
2.根据权利要求1所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，均质处理2-3次，每次10-15min。
3.根据权利要求1所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述TG酶微胶囊的制备方法为：在40-50℃的β-环糊精过饱和溶液中加入TG酶，搅拌包埋2-4 h后取出，低温冷藏24h-48 h，经抽滤-洗涤-抽滤后即得所述TG酶微胶囊；其中，所述β-环糊精过饱和溶液与液态的TG酶的体积比为100: （1-4）。
4.根据权利要求1所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述抗菌剂包括非水溶性抗菌剂和/或水溶性抗菌剂，所述非水溶性抗菌剂包括八角精油，所述水溶性抗菌剂包括ε-聚赖氨酸、乳酸链球菌素中的至少一种；
当所述抗菌剂包括水溶性抗菌剂时，所述骨明胶与水溶性抗菌剂的质量比为（90-100）:（2-4）；
当所述抗菌剂包括非水溶性抗菌剂时，所述八角精油与水相的体积比为1：（50-99），所述水相包括水、乳化剂和水溶性抗菌剂；
所述骨明胶与乳化剂的质量比为100：（1-5），所述乳化剂包括大豆分离蛋白、卵磷脂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述乳化剂由卵磷脂、大豆分离蛋白按质量比1：（5-10）组成。
6.根据权利要求4所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述复合抗菌纳米乳液的制备方法为：将乳化剂溶解于水配制成1-5%的乳化剂溶液，加入水溶性抗菌剂，搅拌均匀，形成水相；将八角精油与所述水相混合，均质后进行超声处理得到复合抗菌纳米乳液。
7.根据权利要求6所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述水溶性抗菌剂由ε-聚赖氨酸、乳酸链球菌素按质量比1：（1-4）组成。
8.根据权利要求1所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，所述骨明胶的制备方法为超声辅助同步脱矿酶解法：骨粒粉碎后置于盐酸中浸泡，料液比为1：9w/v；同时添加胃蛋白酶40-60 U/g，30-40℃条件下通过超声同时进行辅助脱矿和酶解2h，然后加热至50-60℃，pH调整为5-6，提胶，时间2-3h。
9.根据权利要求1所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，所述纯化的方法为永久磁场复合十字流微滤法。
10.根据权利要求9所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述纯化的方法为先用海尔贝克阵列对明胶进行预处理，所得的明胶粗提液导入盘管中，经磁性感应后，进行十字流微滤提纯。
11.根据权利要求10所述的一种高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的制备方法，其特征在于，所述海尔贝克阵列的磁通量为0.7-1.34 T，所述盘管的直径为5-10mm，所述明胶粗提液的流速为0.3-0.5 L/min。
12.根据权利要求1-11任一所述方法制备的高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂。
13.根据权利要求12所述的高效耐热抗菌的明胶基TG酶肉制品粘合剂的用途，其特征在于，用于制备重组肉。
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