CN114431290A - 一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用，包括以下步骤：向抗性糊精中加入适量的水，搅拌使抗性糊精充分溶解，灵菌红素用乙醇充分溶解后等体积地加入到抗性糊精溶液中，水浴加热去除混合液中的乙醇，得到混合均匀的灵菌红素食品复合保鲜剂。
Description
技术领域
本发明涉及食品保藏保鲜技术领域，具体的，涉及一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用。
背景技术
灵菌红素是一种由微生物产生的天然暗红色色素，其结构为三吡咯环结构，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二甲亚砜等有机溶剂，不溶于水，可由沙雷氏菌属、河氏菌属、假单胞菌属、弧菌属等微生物产生。本发明所用的菌株为粘质沙雷氏菌，该色素具有抗菌、抗癌、抗疟疾等生物活性，在医药领域、环境保护领域、食品领域等具有广泛的应用前景。在医药领域灵菌红素可作为潜在的抗癌、抗疟疾药物，食品领域可作为潜在的具有抗菌活性的着色剂或保鲜剂，环境保护中可用于缓减藻类泛滥现象以及环境中的重金属污染。目前研究最多的为灵菌红素在医药领域的生物活性，其中灵菌红素的抗菌活性、抗癌活性是国内外研究的重点和焦点。
抗性糊精是一种白色或淡黄色粉末状物质，水分含量一般不超过6%，有略微甜味，具有耐热性、耐酸性、耐冷冻等特性。抗性糊精的化学结构比普通淀粉的结构更为复杂，抗性糊精除了含有一般淀粉所含的结构之外还包含α-1,2和α-1,3键相连的葡萄糖苷结构，以及部分还原端上分子内脱水形成的缩葡聚糖和β-1,6葡萄糖苷结构。抗性糊精的分子结构中还含有很多亲水基团、活性基团以及特异的空间构象，使其具有很强的持水性、吸附能力与黏性等，其极强的持水性和黏性使其具有容易形成具有弹性的膜，因此可以作为食品复合保鲜剂的原料。
食品安全是长期以来备受大众关注的焦点，对食品保鲜剂的需求随之日益增长。目前，食品的保鲜方法主要分为物理保鲜、化学保鲜、生物保鲜以及复合保鲜等。目前对于复合保鲜技术应用及研究较多的主要有复合型保鲜膜和复合保鲜剂。目前报道的复合型保鲜剂的研究主要有壳聚糖-姜精油复合保鲜剂、羧甲基纤维素-肉桂精油复合保鲜剂、马铃薯淀粉-壳聚糖复合保鲜剂、壳聚糖-肉桂精油复合保鲜剂、甘露聚糖复合保鲜剂等，目前还没有以抗性糊精作为载体的食品复合保鲜剂。
目前有关灵菌红素和抗性糊精复合制成的食品复合保鲜剂未见报道。
发明内容
本发明的目的之一提供一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法。本发明利用灵菌红素极强的抗菌活性以及抗性糊精的黏性易成型特性，将二者复配开发一种灵菌红素食品复合保鲜剂。本发明的工艺条件解决了灵菌红素在应用中的不溶于水的溶解性问题，叠加了灵菌红素和抗性糊精的抗菌活性，二者复合所得到的保鲜剂具有更强的抗菌活性，从而推广灵菌红素和抗性糊精在食品保鲜领域的应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法，包括以下步骤：向抗性糊精中加入适量的水，搅拌使抗性糊精充分溶解，灵菌红素用乙醇充分溶解后等体积地加入到抗性糊精溶液中，水浴加热去除混合液中的乙醇，得到混合均匀的灵菌红素食品复合保鲜剂。
作为优选方案，所述灵菌红素来源于粘质沙雷氏菌，粘质沙雷氏菌发酵培养基组成为1.5%甘油，1.2%蛋白胨，0.3%CaCl2，发酵参数为摇床转速200r/min，pH为6.3，温度34℃，于250ml锥形瓶中装30ml培养基，使粘质沙雷氏菌在上述条件下发酵得到灵菌红素。
作为优选方案，所述抗性糊精添加量：称量0.6g抗性糊精，添加20ml水，充分搅拌得到该复合保鲜剂的抗性糊精部分，抗性糊精的添加量为3%。
作为优选方案，向得到的20ml抗性糊精溶液中加入预先配制好的0.5g/L的灵菌红素乙醇溶液（0.05g灵菌红素溶解到100ml乙醇中）20ml，搅拌混合均匀，得到混合液。
作为优选方案，将上述得到的灵菌红素抗性糊精混合液在60℃水浴锅中进行水浴加热，使乙醇完全蒸发，得到不含乙醇的灵菌红素抗性糊精复合溶液，即灵菌红素食品复合保鲜剂溶液。
本发明的另一目的是提供一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法的应用，用于水果的保鲜。
更进一步的，本发明所制备的灵菌红素食品复合保鲜剂用于柑橘的保鲜。
使用该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液处理柑橘的表皮，将该灵菌红素食品复合保鲜剂溶液均匀地涂抹在柑橘皮的表面，静置放置等待柑橘皮表面的保鲜剂自然风干，在常温下通风放置30天。
作为优选方案，柑橘在常温下通风放置30天后，称重计算其失重（失重=初始重量-30天后重量），用水分活度计测量柑橘果肉的水分活度。
本发明的有益效果为：
本发明采用抗性糊精作为食品复合保鲜剂的载体，这是目前为止未见报道过的。抗性糊精具有很强的持水性和粘性，这有利于食品保鲜剂的制备。
本发明将微生物天然色素灵菌红素与抗性糊精复配制备的食品复合保鲜剂，不仅起到食品保鲜剂的屏障作用，灵菌红素本身具有的抗菌活性使该食品复合保鲜剂具有更强的保鲜作用。
本发明中灵菌红素食品复合保鲜剂的抑菌保鲜的机理有两方面，一方面菌类等微生物利用部分抗性糊精后分解产生多种的有机酸，如乙酸、丙酸、丁酸均存在杀菌、抑菌作用；另一方面灵菌红素本身具有抑菌作用，就真菌而言灵菌红素可以抑制真菌细胞膜上甾醇的合成，进而对细胞膜的结构和功能造成损伤，最终导致真菌死亡；就细菌而言灵菌红素造成细胞膜损伤，抑制蛋白质、核糖核酸、脱氧核糖核酸以及细胞生长所必需的酶的合成，导致细菌死亡。
本发明工艺解决了灵菌红素不溶于水的溶解性问题，灵菌红素不溶于水易溶于有机溶剂的特性阻碍了其在食品中的应用，本发明采用水浴加热蒸发的方法去除混合液中的乙醇，确保了灵菌红素在实际应用中的安全性。
本发明中利用灵菌红素和抗性糊精制备的复合保鲜剂制备工艺简单，设备需求少，操作简单，成本低，适合食品保鲜工业化应用。
本发明所得的食品复合保鲜剂能够在食品表面形成一层致密的保护膜，参见图4，这层保护膜既可防止水分流失，又可以阻止微生物的入侵与感染，还可减少与氧气接触，抑制氧化作用，另外保鲜剂可以抑制果实呼吸作用，延缓水果蔬菜的熟化速度增强果蔬硬度，保持果蔬的新鲜度，进而达到保鲜的作用。
附图说明
图1为3%抗性糊精和0.5g/L灵菌红素混合溶液的实验图片（实施例1）；
图2为3%抗性糊精和0.25g/L灵菌红素混合溶液的实验图片（实施例4）；
图3为3%抗性糊精和0.125g/L灵菌红素混合溶液的实验图片（实施例5）；
图4为本发明所述的实施例1的灵菌红素食品复合保鲜剂的成膜图片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用，包括步骤：
1、灵菌红素的产生
粘质沙雷氏菌在1.5%甘油，1.2%蛋白胨，0.3%CaCl2的发酵培养基中，摇床转速200r/min，pH为6.3，温度34℃的发酵参数条件下，在250 ml锥形瓶中发酵产生灵菌红素。
2、抗性糊精溶液制备
称取0.6g抗性糊精，将抗性糊精粉末溶于20ml常温的水中，充分搅拌溶解，制备成无颗粒透明的3%抗性糊精溶液。
3、灵菌红素乙醇溶液与抗性糊精溶液的混合
将预先配制好的0.5g/L的灵菌红素乙醇溶液与步骤1中的抗性糊精溶液混合，搅拌均匀，参见图1。
4、水浴蒸发除去乙醇
将步骤2中的混合溶液在60℃的水浴中加热，不断搅拌至乙醇完全挥发，得到灵菌红素抗性糊精复合保鲜剂溶液。
5、处理柑橘样品
使用该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液处理柑橘的表皮，将该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液均匀地涂抹在柑橘皮的表面，静置放置等待柑橘皮表面的溶液自然风干。将处理的柑橘样品在常温下通风放置30天。
6、指标测定
30天后测定柑橘的失重、水分活度等指标。称重计算其失重（失重=初始重量-30天后重量），用水分活度计测量柑橘果肉的水分活度。
根据上述方法测定的失重为18.08 g，水分活度为0.979。
实施例2
一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用，包括步骤：
1、灵菌红素的产生
粘质沙雷氏菌在1.5%甘油，1.2%蛋白胨，0.3% CaCl2的发酵培养基中，摇床转速200r/min，pH为6.3，温度34℃的发酵参数条件下，在250ml锥形瓶中发酵产生灵菌红素。
2、抗性糊精溶液制备
称取1g抗性糊精，将抗性糊精粉末溶于20ml常温的水中，充分搅拌溶解，制备成无颗粒透明的5%抗性糊精溶液。
3、灵菌红素乙醇溶液与抗性糊精溶液的混合
将预先配制好的0.5g/L的灵菌红素乙醇溶液与步骤1中的抗性糊精溶液混合，搅拌均匀。
4、水浴蒸发除去乙醇
将步骤2中的混合溶液在60℃的水浴中加热，不断搅拌至乙醇完全挥发，得到灵菌红素抗性糊精复合保鲜剂溶液。
5、处理柑橘样品
使用该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液处理柑橘的表皮，将该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液均匀地涂抹在柑橘皮的表面，静置放置等待柑橘皮表面的溶液自然风干。将处理的柑橘样品在常温下通风保存30天。
6、指标测定
30天后测定柑橘的失重、水分活度等指标。称重计算其失重（失重=初始重量-30天后重量），用水分活度计测量柑橘果肉的水分活度。
与实施例1相比，实施例2中，改变的条件为抗性糊精的添加量从3%变为5%。
根据上述方法测定的失重为18.96g，水分活度为0.958。
实施例3
一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用，包括步骤：
1、灵菌红素的产生
粘质沙雷氏菌在1.5%甘油，1.2%蛋白胨，0.3% CaCl2的发酵培养基中，摇床转速200 r/min，pH为6.3，温度34℃的发酵参数条件下，在250ml锥形瓶中发酵产生灵菌红素。
2、抗性糊精溶液制备
称取0.2g抗性糊精，将抗性糊精粉末溶于20ml常温的水中，充分搅拌溶解，制备成无颗粒透明的1%抗性糊精溶液。
3、灵菌红素乙醇溶液与抗性糊精溶液的混合
将预先配制好的0.5g/L的灵菌红素乙醇溶液与步骤1中的抗性糊精溶液混合，搅拌均匀。
4、水浴蒸发除去乙醇
将步骤2中的混合溶液在60℃的水浴中加热，不断搅拌至乙醇完全挥发，得到灵菌红素抗性糊精复合保鲜剂溶液。
5、处理柑橘样品
使用该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液处理柑橘的表皮，将该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液均匀地涂抹在柑橘皮的表面，静置放置等待柑橘皮表面的溶液自然风干。将处理的柑橘样品在常温下通风保存30天。
6、指标测定
30天后测定柑橘的失重、水分活度等指标。称重计算其失重（失重=初始重量-30天后重量），用水分活度计测量柑橘果肉的水分活度。
与实施例1相比，实施例3中，改变的条件为抗性糊精的添加量从3%变为1%。
根据上述方法测定的失重为19.75 g，水分活度为0.958。
实施例4
一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用，包括步骤：
1、灵菌红素的产生
粘质沙雷氏菌在1.5%甘油，1.2%蛋白胨，0.3% CaCl2的发酵培养基中，摇床转速200r/min，pH为6.3，温度34℃的发酵参数条件下，在250ml锥形瓶中发酵产生灵菌红素。
2、抗性糊精溶液制备
称取0.6g抗性糊精，将抗性糊精粉末溶于20ml常温的水中，充分搅拌溶解，制备成无颗粒透明的3%抗性糊精溶液。
3、灵菌红素乙醇溶液与抗性糊精溶液的混合
将预先配制好的0.25g/L的灵菌红素乙醇溶液与步骤1中的抗性糊精溶液混合，搅拌均匀，参见图2。
4、水浴蒸发除去乙醇
将步骤2中的混合溶液在60℃的水浴中加热，不断搅拌至乙醇完全挥发，得到灵菌红素抗性糊精复合保鲜剂溶液。
5、处理柑橘样品
使用该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液处理柑橘的表皮，将该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液均匀地涂抹在柑橘皮的表面，静置放置等待柑橘皮表面的溶液自然风干。将处理的柑橘样品在常温下通风保存30天。
6、指标测定
30天后测定柑橘的失重、水分活度等指标。称重计算其失重（失重=初始重量-30天后重量），用水分活度计测量柑橘果肉的水分活度。
与实施例1相比，实施例4中，改变的条件为灵菌红素的浓度从0.5g/L变为0.25g/L。
根据上述方法测定的失重为19.09g，水分活度为0.967。
实施例5
一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用，包括步骤：
1、灵菌红素的产生
粘质沙雷氏菌在1.5%甘油，1.2%蛋白胨，0.3% CaCl2的发酵培养基中，摇床转速200r/min，pH为6.3，温度34℃的发酵参数条件下，在250ml锥形瓶中发酵产生灵菌红素。
2、抗性糊精溶液制备
称取0.6g抗性糊精，将抗性糊精粉末溶于20ml常温的水中，充分搅拌溶解，制备成无颗粒透明的3%抗性糊精溶液。
3、灵菌红素乙醇溶液与抗性糊精溶液的混合
将预先配制好的0.125g/L的灵菌红素乙醇溶液与步骤1中的抗性糊精溶液混合，搅拌均匀，参见图3。
4、水浴蒸发除去乙醇
将步骤2中的混合溶液在60℃的水浴中加热，不断搅拌至乙醇完全挥发，得到灵菌红素抗性糊精复合保鲜剂溶液。
5、处理柑橘样品
使用该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液处理柑橘的表皮，将该灵菌红素抗性糊精食品复合保鲜剂溶液均匀地涂抹在柑橘皮的表面，静置放置等待柑橘皮表面的溶液自然风干。将处理的柑橘样品在常温下通风保存30天。
6、指标测定
30天后测定柑橘的失重、水分活度等指标。称重计算其失重（失重=初始重量-30天后重量），用水分活度计测量柑橘果肉的水分活度。
与实施例1相比，实施例5中，改变的条件为灵菌红素的浓度从0.5g/L变为0.125g/L。
根据上述方法测定的失重为20.53g，水分活度为0.962。
对比例1
一种灵菌红素食品保鲜复合涂膜的制备方法及其应用，包括步骤：
1、抗性糊精溶液制备
称取0.6g抗性糊精，将抗性糊精粉末溶于20ml常温的水中，充分搅拌溶解，制备成无颗粒透明的3%抗性糊精溶液。
本实施例作为对照实验，只有抗性糊精溶液，不含有灵菌红素溶液。
2、处理柑橘样品
使用抗性糊精溶液处理柑橘的表皮，将抗性糊精溶液均匀地涂抹在柑橘皮的表面，静置放置等待柑橘皮表面的溶液自然风干。将处理的柑橘样品在常温下通风保存30天。
3、指标测定
30天后测定柑橘的失重、水分活度等指标。称重计算其失重（失重=初始重量-30天后重量），用水分活度计测量柑橘果肉的水分活度。
与实施例1相比，对比例1中，改变的条件为不含有灵菌红素溶液作为对照。根据上述方法测定的失重为21.84g，水分活度为0.955。
可见通过单因素变量实验，确定实施例1的条件为最优的实验条件。
本发明以灵菌红素和抗性糊精为原料，控制灵菌红素浓度及抗性糊精的添加量等条件，将微生物色素灵菌红素结合抗性糊精制成一种食品复合保鲜剂，抗性糊精作为该复合保鲜剂的载体的同时也起到一定程度上的抑菌作用，加上灵菌红素本身较强的抗菌活性，二者结合制成的灵菌红素和抗性糊精复合保鲜剂具有更强的抑菌活性。
另外还解决了灵菌红素不溶于水的溶解性问题，为灵菌红素在应用上安全性问题提供保障。本发明一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法及其应用具有科学合理，工艺简便，成本低等优势。
Claims (6)
1.一种灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）向抗性糊精中加入适量的水，搅拌使抗性糊精充分溶解；
（2）灵菌红素用乙醇充分溶解后等体积地加入到抗性糊精溶液中；
（3）水浴加热去除混合液中的乙醇，得到混合均匀的灵菌红素食品复合保鲜剂。
2.根据权利要求1所述的灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的灵菌红素来源于粘质沙雷氏菌，粘质沙雷氏菌发酵培养基组成为1.5%甘油，1.2%蛋白胨，0.3%CaCl2，发酵参数为摇床转速200r/min，pH为6.3，温度34℃，于250ml锥形瓶中装30ml培养基，使粘质沙雷氏菌在上述条件下发酵得到灵菌红素。
3.根据权利要求1所述的灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的抗性糊精添加量为称量0.6g抗性糊精，添加20ml水，充分搅拌得到该复合保鲜剂的抗性糊精部分，抗性糊精的添加量为3%。
4.根据权利要求1所述的灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的具体操作如下：将20ml抗性糊精溶液中加入预先配制好的0.5g/L的灵菌红素乙醇溶液20ml，搅拌混合均匀，得到混合液，所述0.5g/L的灵菌红素乙醇溶液为将0.05g灵菌红素溶解到100ml乙醇中。
5.根据权利要求1所述的灵菌红素食品复合保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3的具体操作为：灵菌红素抗性糊精混合液在60℃水浴锅中进行水浴加热，使乙醇完全蒸发，得到不含乙醇的灵菌红素抗性糊精复合溶液，即灵菌红素食品复合保鲜剂。
6.如权利要求1-5所述的一种灵菌红素食品复合保鲜剂在水果保鲜的应用。
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