CN114287469A - 一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，该涂膜液由水、壳聚糖、虫胶、松针精油、冰醋酸、乙醇和吐温80组成，其中主要成分壳聚糖的质量分数为2％，虫胶的质量分数为0.32％，松针精油的浓度为0.4‑0.8％；实验证明，此涂膜液粘度适中，具有良好的贮藏和应用稳定性，活性物质与基质的叠加效应使其针对蛋壳表面细菌反映出很强的抑制作用，且安全性和环境友好程度均优于现存商业鸡蛋涂膜液，由其生产的鸡蛋涂膜具有良好的水蒸气、氧气、紫外阻隔等物理性能；涂膜后鸡蛋的失重率显著降低，并且能够使鸡蛋哈夫单位、蛋黄指数、蛋清pH保持在良好的范围内，强抑菌性可避免蛋内容物被微生物污染；本发明通过分别制备简化了操作难度，可大批量投入工业生产并直接应用于鸡蛋的涂膜保鲜生产线中，其对鸡蛋良好的保鲜效果有效延长了鸡蛋的货架期。
Description
技术领域
本发明提供了一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，更具体地说涉及利用松针精油提升壳聚糖/虫胶共混涂膜液的物理性能和抑菌性能用于鸡蛋涂膜保鲜，属于禽蛋精深加工，食品活性包装领域。
背景技术
鸡蛋营养价值丰富，它不仅能够提供人类必需的脂质、蛋白质、维生素和矿物质，还能将营养、感官和功能性结合，为食品工业提供具有乳化和胶凝性的产品。然而由于水分、氧气和微生物的入侵导致蛋内容物易被污染，腐败变质。虽然从生产到消费均冷藏处理的效果显著，但这会导致能源需求增加，从而提高最终产品的价格。涂膜是一种可获得且有效的技术，已被应用于延缓鸡蛋内容物的降解反应。然而矿物油、石蜡等商用涂料多含有氯化橡胶、硬脂酸正丁酯、软脂酸钙、微晶蜡等塑料和重金属成分，存在安全隐患。随着消费者越来越关注食品安全、环境可持续性和无残留物产品，生物基等天然性材料制备的涂膜液将成为现有商用鸡蛋涂膜液良好的替代品。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰化形成的阳离子多糖，由于其独特的自然特性和抑菌特性，可降解性和优异的成膜性能，已成为制造薄膜和涂层的主要基材；虫胶是昆虫分泌的纯化树脂，含有大量的羧基和羰基，由于其耐湿性，高机械强度和高粘度，已被广泛用于农业、食品、制药、涂料，包材和添加剂等领域；松针精油是一种具有抗氧化和抗菌能力的多酚化合物，易挥发，主要活性成分包括没食子酸和类黄酮，且微量添加就可破坏大肠杆菌和金黄色葡萄球菌细胞壁，从而抑制其生长；松针精油优化后的壳聚糖/虫胶抑菌涂膜液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等贮运期蛋壳表面主要细菌有良好的抑制作用，得益于活性成分的叠加效应，且各组分形成致密的网络结构提升了涂膜的水阻隔性能、抗氧化性、紫外线阻隔能力、均匀程度等物理性能。
通过对国内外研究现状进行分析，我们发现CN202010685791.1提供了一种用于禽蛋保鲜的复合壳聚糖涂膜、其制备方法和应用，然而此发明用于抗菌的材料单一，且抑菌效果和针对性还有所欠缺；CN201911334352.X提供了一种阻止鸡蛋贮藏期间品质降低的方法，其抑菌效果和涂膜的物理性能还有待提高，且蘸涂法不适用于鸡蛋涂膜工业化；CN201811345331.3提供的一种用于鸡蛋保鲜的涂膜液虽然有良好的保鲜效果，然而利用生石灰和过氯乙酸等非生物材料会产生降解性和安全性差等难题；本发明通过向多糖、脂质等生物基材料中添加生物活性物质制备抑菌涂膜液，增强了其对鸡蛋的保鲜效果，相比于商用涂膜，其安全性和可降解性得到了保障，且在提升涂膜的水、光、气阻隔性能的同时赋予其突出的抑菌性能，此生物基抑菌涂膜液制备方法简便，其工艺可直接投入新鲜鸡蛋涂膜生产线。
发明内容
本发明提供了一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，在赋予涂膜良好的抑菌特性、阻水性、抗氧化性、光阻隔性和美观度的同时，显著改善了现商业涂膜液安全性差、无抑菌性、不可降解等问题，并且易于制备。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于：由水、壳聚糖、虫胶、松针精油、冰醋酸、乙醇和吐温80组成。其中壳聚糖的质量分数为1.5％，虫胶0.32％，松针精油0.4～0.8％，冰醋酸0.75％，乙醇6.08％，吐温80 0.5％，其余为水；
所述的一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖涂膜液：将1.5g壳聚糖，0.75mL冰醋酸和100mL蒸馏水混合，在45℃条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，静置备用；
(2)制备虫胶溶液：将2.5g虫胶溶于47.5mL浓度为95％的乙醇中，室温条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，待溶液状态均一稳定时备用；
(3)制备抑菌涂膜液：将6.4mL虫胶溶液(2)缓慢加入到壳聚糖溶液(1)中并不断搅拌，随后向混合溶液中分别加入0.4-0.8g松针精油，在室温条件下磁力搅拌搅拌30min；
(4)均质消泡：将(3)制备的抑菌涂膜液在7000rpm条件下均质3min，随后超声消泡处理5min后过滤掉气泡和杂质，静置备用。
(5)喷涂干燥：将(4)制备的涂膜液装入高压雾化喷枪中，对鸡蛋进行喷涂，待表面有薄薄一层涂膜时，移至室温干燥10min。
对制备的涂膜液进行了抑菌效果的测定，并对涂膜后的鸡蛋进行贮藏保鲜实验，在第28d时对其失重率、哈夫单位、蛋黄指数、蛋清pH进行测定：
(1)抗菌实验
利用琼脂扩散法测定涂膜液对革兰氏阴性菌(G-)和革兰氏阳性菌(G+)的抑菌性能，将滤纸切成圆形(直径15mm)并浸入涂膜液中10s，将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别接种于不同的培养皿中，将含有涂膜液的滤纸置于培养皿中心后盖上盖子，并放置在37摄氏度的培养箱中培养24小时，测量抑制圈的直径，直径越大抗菌能力越强。
(2)失重率
每隔7d用精度为0.01g的电子天平对标记的鸡蛋进行质量测定，记录贮藏期间的质量变化。失重率计算公式为：
式中：m1为清洁鸡蛋初始质量/g；m2为清洁鸡蛋贮藏一段时间后的质量/g。
(3)哈夫单位
利用精度为0.01mm游标卡尺测定浓厚蛋白的高度，用精度为0.001g的电子天平称量鸡蛋的质量，按下式计算哈夫单位(HU)：
哈夫单位＝100*lg(H+7.57-1.7*W0.37)
式中：Hu为鸡蛋的哈夫单位值；H为浓蛋白高度，mm；W为鸡蛋质量，g。
哈夫单位值越高，说明鸡蛋越新鲜，按照≥72AA级，60～72A级，30～60B级，≤30C级评分。
(4)蛋黄指数
将鸡蛋内容物轻轻地倒在水平放置的玻璃板上，测定蛋黄直径，并利用精度为0.01mm的游标卡尺深度规测量蛋黄竖直方向最大深度，按下式计算蛋黄指数(YI)：
式中：H为蛋黄高度--mm；D为蛋黄直径--mm。
(5)蛋清pH值
每组随机抽取若干枚鸡蛋，将蛋清与蛋黄完全分离，用pH计测定鸡蛋蛋清的pH值，重复3次取平均值。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供了一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于活性物质的添加提升了涂膜液对鸡蛋的保鲜效果，其生产的涂膜具有良好的均匀度、阻水性、抗氧化性和光阻隔性，相比于商用涂膜剂，其涂膜安全性、可降解性、抑菌性能和美观程度均得到大幅度提升。
(2)本发明能够显著抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长，而这两种细菌使蛋壳表面主要的菌群。
(3)本发明显著延长了鸡蛋的货架期，有效降低了鸡蛋内容物的损失和污染，使鸡蛋的等级始终维持在优等。
具体实施方式
下面对本发明具体实施例进行详细描述：
实施例1：一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖涂膜液：将1.5g壳聚糖，0.75mL冰醋酸和100mL蒸馏水混合，在45℃条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，静置备用；
(2)制备虫胶溶液：将2.5g虫胶溶于47.5mL浓度为95％的乙醇中，室温条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，待溶液状态均一稳定时备用；
(3)制备抑菌涂膜液：将6.4mL虫胶溶液(2)缓慢加入到壳聚糖溶液(1)中并不断搅拌，随后向混合溶液中加入0.4g松针精油，在室温条件下磁力搅拌搅拌30min；
(4)均质消泡：将(3)制备的抑菌涂膜液在7000rpm条件下均质3min，随后超声消泡处理5min后过滤掉气泡和杂质，静置备用。
(5)喷涂干燥：将(4)制备的涂膜液装入高压雾化喷枪中，对鸡蛋进行喷涂，待表面有薄薄一层涂膜时，移至室温干燥10min。
实施例2：一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖涂膜液：将1.5g壳聚糖，0.75mL冰醋酸和100mL蒸馏水混合，在45℃条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，静置备用；
(2)制备虫胶溶液：将2.5g虫胶溶于47.5mL浓度为95％的乙醇中，室温条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，待溶液状态均一稳定时备用；
(3)制备抑菌涂膜液：将6.4mL虫胶溶液(2)缓慢加入到壳聚糖溶液(1)中并不断搅拌，随后向混合溶液中加入0.6g松针精油，在室温条件下磁力搅拌搅拌30min；
(4)均质消泡：将(3)制备的抑菌涂膜液在7000rpm条件下均质3min，随后超声消泡处理5min后过滤掉气泡和杂质，静置备用。
(5)喷涂干燥：将(4)制备的涂膜液装入高压雾化喷枪中，对鸡蛋进行喷涂，待表面有薄薄一层涂膜时，移至室温干燥10min。
实施例3：一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖涂膜液：将1.5g壳聚糖，0.75mL冰醋酸和100mL蒸馏水混合，在45℃条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，静置备用；
(2)制备虫胶溶液：将2.5g虫胶溶于47.5mL浓度为95％的乙醇中，室温条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，待溶液状态均一稳定时备用；
(3)制备抑菌涂膜液：将6.4mL虫胶溶液(2)缓慢加入到壳聚糖溶液(1)中并不断搅拌，随后向混合溶液中加入0.8g松针精油，在室温条件下磁力搅拌搅拌30min；
(4)均质消泡：将(3)制备的抑菌涂膜液在7000rpm条件下均质3min，随后超声消泡处理5min后过滤掉气泡和杂质，静置备用。
(5)喷涂干燥：将(4)制备的涂膜液装入高压雾化喷枪中，对鸡蛋进行喷涂，待表面有薄薄一层涂膜时，移至室温干燥10min。
对照组1：未涂膜鸡蛋的贮藏保鲜实验
对实施例1-3中的涂膜液进行抑菌效果的测定，对实施例1-3涂膜的鸡蛋及对照组1未涂膜的鸡蛋在第28d时进行失重率、哈夫单位、蛋黄指数、蛋清pH值等新鲜度指标的测定,结果见下表：
可以看出涂膜液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有显著的抑制效果，且抑菌能力随松针精油浓度的增加而增强，其对大肠杆菌的抑制效果要稍优于金黄色葡萄球菌；相比于未涂膜组，在第28天时，添加精油后涂膜鸡蛋的失重率明显降低，哈夫单位始终维持在AA级，蛋黄指数稳定，蛋清pH值在可接受范围内，综上所述，活性物质的添加显著提升了抑菌涂膜液的功能特性，其对鸡蛋良好的保鲜效果可有效延长其货架期。
| 实验组 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对照组1 |
| 大肠杆菌抑菌圈直径 | 21.64±1.06<sup>b</sup> | 25.97±0.98<sup>a</sup> | 28.39±1.56<sup>a</sup> | 0 |
| 金黄色葡萄球菌抑菌圈直径 | 21.27±0.61<sup>b</sup> | 23.67±0.57<sup>ab</sup> | 24.65±1.16<sup>a</sup> | 0 |
| 失重率(％) | 3.58±0.06<sup>d</sup> | 3.93±0.03<sup>b</sup> | 3.69±0.04<sup>c</sup> | 8.79±0.10<sup>a</sup> |
| 哈夫单位 | AA | AA | AA | C |
| 蛋黄指数 | 0.30±0.0102<sup>a</sup> | 0.32±0.0088<sup>a</sup> | 0.30±0.0146<sup>a</sup> | 0 |
| 蛋清pH | 8.88±0.16<sup>b</sup> | 8.79±0.06<sup>b</sup> | 8.92±0.09<sup>b</sup> | 9.65±0.03<sup>a</sup> |
注：①每组实验都进行了三组平行试验，每个数值都是三组数据的平均值；②抑菌圈直径表明了涂膜液抗菌能力的强弱，抑菌圈越大，抑菌能力越强；③失重率反映了鸡蛋内容物二氧化碳和水分的损失的程度，其值越低，表明涂膜液的保鲜效果越好；④哈夫单位反映了鸡蛋的等级，其值越高，说明越新鲜，越容易被消费者接受；⑤蛋黄指数是蛋黄的高度与直径比，蛋黄指数越高说明鸡蛋越新鲜；⑥新鲜鸡蛋的蛋清pH值一般维持在8.0-9.2之间，高于其范围说明鸡蛋一定程度的腐败。
Claims (9)
1.一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于：由水、壳聚糖、虫胶、松针精油、冰醋酸、乙醇和吐温80组成。其中壳聚糖的质量分数为1.5％，虫胶0.32％，松针精油0.4～0.8％，冰醋酸0.75％，乙醇6.08％，吐温80 0.5％，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的质量分数为1.5％，所述虫胶的质量分数为0.32％，所述松针精油的质量分数为0.4％。
3.根据权利要求1所述的一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的质量分数为1.5％，所述虫胶的质量分数为0.32％，所述松针精油的质量分数为0.6％。
4.根据权利要求1所述的一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于：所述壳聚糖的质量分数为1.5％，所述虫胶的质量分数为0.32％，所述松针精油的质量分数为0.8％。
5.根据权利要求1所述的一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备壳聚糖涂膜液：将1.5g壳聚糖，0.75mL冰醋酸和100mL蒸馏水混合，在45℃条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，静置备用；
(2)制备虫胶溶液：将2.5g虫胶溶于47.5mL浓度为95％的乙醇中，室温条件下使用磁力搅拌器搅拌1h，待溶液状态均一稳定时备用；
(3)制备抑菌涂膜液：将6.4mL虫胶溶液(2)缓慢加入到壳聚糖溶液(1)中并不断搅拌，随后向混合溶液中分别加入0.4-0.8g松针精油，在室温条件下磁力搅拌搅拌30min；
(4)均质消泡：将(3)制备的抑菌涂膜液在7000rpm条件下均质3min，随后超声消泡处理5min后过滤掉气泡和杂质，静置备用。
(5)喷涂干燥：将(4)制备的涂膜液装入高压雾化喷枪中，对鸡蛋进行喷涂，待表面有薄薄一层涂膜时，移至室温干燥10min。
6.根据权利要求5一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于所述步骤(1)和(2)须分别制备，待状态均匀后方可混合，以避免造成组分混乱。
7.根据权利要求5一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于所述步骤(3)中,虫胶溶液缓慢加入到壳聚糖溶液后须迅速搅拌，避免虫胶凝结沉淀。
8.根据权利要求5一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于所述步骤(4)中,抑菌涂膜液须完善处理后加入步骤(5)中，以避免喷涂过程中涂膜被杂质和气泡污染。
9.根据权利要求1所述的一种鸡蛋表面生物基抑菌涂膜液及其制备方法，其特征在于通过添加天然活性物质松针精油，显著提升了壳聚糖虫胶涂膜液对鸡蛋的保鲜效果。此外，由于使用的是生物基材料，涂膜的安全性和可降解性得到了保证，其阻水性、均匀度、抗氧化能力和美观程度均得到大幅度提升，抑菌性能最为突出，极大地延长了鸡蛋的货架期。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112704112A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-27 | 东北农业大学 | 一种用于鸡蛋抑菌保鲜可食性涂膜液的制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105746679A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-07-13 | 柳州市金诚鸽子养殖场 | 一种禽蛋保鲜用涂膜保鲜剂 |
| TWI581716B (zh) * | 2015-11-17 | 2017-05-11 | A method of preserving shell eggs | |
| CN109576061A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-05 | 黑龙江省林业科学研究所 | 一种红松松针精油及其提取方法和在抑菌培养基中的应用 |
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