CN114907623A - 一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蛋白水解物‑多酚‑酯化多糖非共价交联可食膜及其制备方法,所述的可食膜由一定配比的成膜基质溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸为原料制备而成,成膜基质溶液为质量分数为0.5%~1.5%的藻酸丙二醇酯溶液。所述的可食膜的制备方法为:1、将藻酸丙二醇酯加入蒸馏水中,搅拌溶解,得到质量分数为0.5%~1.5%的藻酸丙二醇酯溶液;2、将藻酸丙二醇酯溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸混合,在室温下搅拌10~60min,得到交联后的成膜液;3、将成膜液进行涂布、干燥。该可食膜具有良好的抗氧化活性、机械性能、光学性能、热稳定性和水蒸气阻隔性能等理化性能,可作为可食性包装材料。该可食膜的制备方法简单易行,制备成本低,而且能够工业化连续生产。
Description
技术领域
本发明涉及食品包装技术领域,具体涉及一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜及其制备方法。
背景技术
包装作为食品加工环节的最后一步,是防止食品在贮运、销售过程中由于微生物生长繁殖和营养成分氧化造成的食用品质下降甚至产生危害人体健康的物质最简单并且最有效的方法。塑料由于具备良好的延展性、阻隔性、印刷性和低成本等特点成为最广泛使用的包装材料,但是其难以降解、加工助剂的迁移等负面影响不容忽视。因此,合理利用可生物降解/可食用的蛋白质、多糖和脂质三类天然聚合物开发食品包装材料成为了近年来研究的热点。
多糖来源广泛、价格低廉以及特有的刚性结构等优势使其具有更高的应用价值。然而,多糖类可食膜侧链丰富的亲水基团(-OH、-COOH等)会导致其对水蒸气的阻隔性能不佳。目前,研究者已经通过乙酰化、酯化等化学修饰的方式定向改造多糖的亲/疏水性。此外,多糖膜的柔韧性有时难以达到实际生产要求,因此,需要向其中添加如甘油等低分子量增塑剂来改善,而通常增塑剂都是亲水的,这会使多糖膜水蒸气阻隔性能变得更差而限制其应用。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题,本发明提供了一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜及其制备方法,该可食膜具有良好的抗氧化活性、机械性能、光学性能、热稳定性和水蒸气阻隔性能等理化性能,可作为可食性包装材料。
该可食膜的制备方法简单易行,能耗低,制备成本低,而且能够工业化连续生产。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为:
一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜,所述的可食膜由成膜基质溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸为原料制备而成,成膜基质溶液为质量分数为1.5%的藻酸丙二醇酯溶液,莲子蛋白酶解物与成膜液的比例为0.2%w/v,甘油与成膜液的比例为37%w/v,绿原酸与成膜液的比例为0.03%~0.12%w/v。
一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜的制备方法,包括如下步骤:
1、将藻酸丙二醇酯加入蒸馏水中,搅拌溶解,得到质量分数为1.5%的藻酸丙二醇酯溶液;
2、将藻酸丙二醇酯溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸混合,在室温下搅拌30min,得到交联后的成膜液;
3、将成膜液进行涂布、干燥,得到所述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜。
进一步,所述的莲子蛋白酶解物的制备方法如下:
1、将莲子粉加入NaCl溶液中,搅拌分散均匀,离心,收集上清液;
2、调节上清液的pH值至4.2,静置后离心,收集沉淀用蒸馏水复溶并调节pH至7.0,去除不溶物,将所得的混合液干燥,得到莲子分离蛋白;
3、将莲子分离蛋白分散于蒸馏水中,制成蛋白分散液;
4、将蛋白分散液和中性蛋白酶在45-55℃、pH=7.0条件下酶解2-3h,酶解结束后,灭活蛋白酶,冷却至室温,离心,收集上清液,将上清液进行微滤,将所得的滤液进行干燥,得到蛋白水解产物。
进一步,步骤1中,将所得藻酸丙二醇酯溶液在4℃下过夜,以确保其充分水合。
与现有技术相比,本发明的有益效果和优点在于:
1、本发明以对pH响应较低的藻酸丙二醇酯作为成膜基质,添加莲子蛋白水解物与绿原酸,通过蛋白水解物与绿原酸之间形成的氢键等非共价作用,与酯化多糖藻酸丙二醇酯交联后形成更为致密的肽-酚-多糖三元网络结构,在保证其机械性能和热稳定性能的基础上,增加了其水蒸气阻隔性能、紫外线阻隔性能和抗氧化性能,使得本发明制备的可食膜的性能优于传统的多糖类可食膜。
2、本发明制备的可食膜具有高透明度,能够便于消费者观察可食膜内部,此外,该可食膜紫外线阻隔性能优异,能够很好的抑制食品脂质成分自氧化并较少光敏性成分损失。
3、本发明制备的可食膜抗氧化性能优异,能够有效地延长被贮存食品的货架期,为可食性包装材料的研发提供新的方向。
4、本发明制备的可食膜性能稳定性好,室温下保存即可,降低了贮藏成本。
5、本发明选用的原料是无毒可食用的,涉及的莲子蛋白水解物来源丰富且具有人体健康促进作用,并为自然资源的高效利用做贡献,而且本发明制备可食膜的工艺简单易行,制备成本低,且能够工业化连续生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行说明,但不用来限制本发明的范围。
以下实施例和对比例所使用的莲子蛋白酶解物的制备方法如下:
1、将莲子粉加入0.1mol/LNaCl溶液中(莲子粉与NaCl溶液的比例为1∶10,w/v),在40℃下机械搅拌1h,接着在4℃和转速12000r/min下离心20min,收集上清液;
2、使用2mol/L的HCl溶液调节上清液pH至4.2,静置30min,接着在4℃和转速3000r/min下离心5min,收集沉淀,用去离子水洗涤沉淀3次,用蒸馏水对沉淀进行复溶,并用2M HCl溶液调节pH至7.0,去除不溶物,真空冷冻干燥,得到莲子分离蛋白,于4℃下贮存,莲子分离蛋白浓度采用Bradford法测定;
3、准确称取莲子分离蛋白粉末,溶于蒸馏水中,配置成10mg/mL的蛋白分散液;
4、向蛋白分散液中加入5000U/gpro中性蛋白酶,在50℃、pH=7.0条件下酶解3h,酶解结束后,在沸水浴中加热10min灭活中性蛋白酶,流水冷却至室温,在4℃和转速10000rpm/min下离心15min,收集上清液,将上清液过0.45μm水系滤膜,将滤液真空冷冻干燥,得到莲子蛋白酶解物粉末,于4℃下贮存。
实施例1
一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜,所述的可食膜由藻酸丙二醇酯溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸为原料制备而成,藻酸丙二醇酯溶液的质量分数为1.5%,莲子蛋白酶解物与成膜液的比例为0.2%w/v,甘油与成膜液的比例为37%w/v,绿原酸与成膜液的比例为0.06%w/v。
上述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜的制备方法为:
1、将藻酸丙二醇酯加入蒸馏水中,在25℃下机械搅拌4h,直至完全溶解,得到质量分数为1.5%的藻酸丙二醇酯溶液,于4℃下静置过夜以确保充分水合;
2、将莲子蛋白酶解物和绿原酸加入藻酸丙二醇酯溶液中,并加入甘油作为增塑剂,在室温下磁力搅拌30min,得到交联后的成膜液;
3、采用流延法将45mL成膜液均匀涂布于13cm×13cm的方形塑料培养皿中;
4、将含有交联成膜液塑料培养皿置于40℃烘箱内干燥14h后揭膜,得到所述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜。在测试可食膜水合性能之前,将所得的薄膜密封于25℃、底部盛有饱和硝酸镁溶液的干燥器(相对湿度约为53%)中平衡48h。
实施例2
一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜,所述的可食膜由藻酸丙二醇酯溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸为原料制备而成,藻酸丙二醇酯溶液的质量分数为1.5%,莲子蛋白酶解物与成膜液的比例为0.2%w/v,甘油与成膜液的比例为37%w/v,绿原酸与成膜液的比例为0.09%w/v。
上述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜的制备方法为:
1、将藻酸丙二醇酯加入蒸馏水中,在25℃下机械搅拌4h,直至完全溶解,得到质量分数为1.5%的藻酸丙二醇酯溶液,于4℃下静置过夜以确保充分水合;
2、将莲子蛋白酶解物和绿原酸加入藻酸丙二醇酯溶液中,并加入甘油作为增塑剂,在室温下磁力搅拌30min,得到交联后的成膜液;
3、采用流延法将45mL成膜液均匀涂布于13cm×13cm的方形塑料培养皿中;
4、将含有交联成膜液塑料培养皿置于40℃烘箱内干燥14h后揭膜,得到所述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜。
实施例3
一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜,所述的可食膜由藻酸丙二醇酯溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸为原料制备而成,藻酸丙二醇酯溶液的质量分数为1.5%,莲子蛋白酶解物与成膜液的比例为0.2%w/v,甘油与成膜液的比例为37%w/v,绿原酸与成膜液的比例为0.12%w/v。
上述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜的制备方法为:
1、将藻酸丙二醇酯加入蒸馏水中,在25℃下机械搅拌4h,直至完全溶解,得到质量分数为1.5%的藻酸丙二醇酯溶液,于4℃下静置过夜以确保充分水合;
2、将莲子蛋白酶解物和绿原酸加入藻酸丙二醇酯溶液中,并加入甘油作为增塑剂,在室温下磁力搅拌30min,得到交联后的成膜液;
3、采用流延法将45mL成膜液均匀涂布于13cm×13cm的方形塑料培养皿中;
4、将含有交联成膜液塑料培养皿置于40℃烘箱内干燥14h后揭膜,得到所述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜。
对比例1
在实施例1原料配方基础上去掉原料绿原酸,制备方法与实施例1相同。
对实施例1-3和对比例1制备的可食膜进行膜性能测试和形貌观测,测试方法如下:
1、膜厚度测定
按照国标GB/T 6672-2001规定的方法进行测试。
2、膜机械性能测定
按照国标GB/T 2410-2008规定的方法进行测试。
3、膜透光率与不透明度测定
使用紫外-可见分光光度计测定膜在200-800nm选定波长下对光的透过特性,以空比色皿调节透过率为100%,将膜按照比色皿的尺寸裁剪后,紧贴比色皿一侧进行测定。利用膜在600nm处的透过率计算不透明度值。
4、膜水蒸气透过率测定
按照国标GB/T16928-1997规定的方法进行测试。
5、膜抗氧化活性测定
向膜样品(10mg)加入10mL甲醇中,并在25℃下振荡2h,随后将500μL膜提取液添加到4mL 150μmol/L DPPH溶液中,均匀混合并置于黑暗环境30min,最后在517nm处测量溶液的吸光度。
测试结果:
1、对实施例1-3和对比例1制备的可食膜的厚度、抗拉强度、断裂伸长率、DPPH自由基清除率和水蒸气透过率如下表1所示:
由表1可知,与对比例1的可食膜相比,添加绿原酸后,实施例1制备的可食膜的厚度有所增加,在机械性能方面,抗拉强度有所增加,断裂伸长率有所降低,总体来说,机械性能能够保证,在抗氧化性能上,自由基清除率大幅度增加,表明抗氧化性能有比较明显的增强,在水蒸气阻隔性能方面,水蒸气透过率下降比较明显,表明水蒸气阻隔性能有比较明显的增强。
2、对实施例1-3和对比例1制备的可食膜在不同波长下的透光率和不透明度如下表3所示:
表2.
由表2可知,与对比例1的可食膜相比,添加绿原酸后,实施例1-3制备的可食膜阻隔紫外线性能提升非常明显,而且透明度与对比例1的可食膜相当。
Claims (4)
1.一种蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜,其特征在于:所述的可食膜由成膜基质溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸为原料制备而成,成膜基质溶液为质量分数为0.5%~1.5%的藻酸丙二醇酯溶液,莲子蛋白酶解物与成膜液的比例为0.1~0.4%w/v,甘油与成膜液的比例为20%~40%w/v,绿原酸与成膜液的比例为0.03%~0.12%w/v。
2.一种权利要求1所述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
2.1、将藻酸丙二醇酯加入蒸馏水中,搅拌溶解,得到质量分数为0.5%~1.5%的藻酸丙二醇酯溶液;
2.2、将藻酸丙二醇酯溶液、莲子蛋白酶解物、甘油和绿原酸混合,在室温下搅拌10~60min,得到交联后的成膜液;
2.3、将成膜液进行涂布、干燥,得到所述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜。
3.根据权利要求2所述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜的制备方法,其特征在于所述的莲子蛋白酶解物的制备方法如下:
3.1、将莲子粉加入NaCl溶液中,搅拌分散均匀,离心,收集上清液;
3.2、调节上清液的pH值至4.2,静置后离心,收集沉淀用蒸馏水复溶并调节pH至7.0,去除不溶物,将所得的混合液干燥,得到莲子分离蛋白;
3.3、将莲子分离蛋白分散于蒸馏水中,制成蛋白分散液;
3.4、将蛋白分散液和中性蛋白酶在45-55℃、pH=7.0条件下酶解2-3h,酶解结束后,灭活蛋白酶,冷却至室温,离心,收集上清液,将上清液进行微滤,将所得的滤液进行干燥,得到蛋白水解产物。
4.根据权利要求2所述的蛋白水解物-多酚-酯化多糖非共价交联可食膜的制备方法,其特征在于:步骤2.1中,将所得藻酸丙二醇酯溶液在4℃下过夜,以确保其充分水合。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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