CN115246945B - 一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法 - Google Patents

一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法，属于生物技术领域，本发明将壳聚糖溶液与玉米淀粉溶液共混，加入复合氨基酸锌分，制备壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜；将新鲜草莓在壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜液中浸泡，实验证明新鲜草莓在室温和冷藏条件下均可延长储存时间；本发明制备壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜并用于新鲜草莓的保鲜贮藏，安全无毒、绿色环保，延长了草莓货架期，有良好的应用前景。

Description

一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的 制备方法
技术领域
本发明属于果蔬保鲜技术领域，尤其是涉及一种用于草莓保鲜的壳聚糖/蛋白/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法。
背景技术
我国是农业生产和出口大国，果蔬资源丰富。然而，果蔬是易腐性、季节性和地域性的，这限制了它们的储存、市场供应和产品开发。水果和蔬菜采收后，由于微生物导致的腐败，造成了巨大损失。目前，我国果蔬的腐烂损失率在20％左右，而发达国家果蔬平均损失率控制在5％以内。使用抗生素和化学保鲜剂可显著提高果蔬货架期，但是存在高残留、不易降解、导致细菌耐药增加、危害公共卫生安全等问题。
草莓鲜红多汁，口感酸甜，带有芬芳的香气。除了有丰富的感官品质外，草莓还含有多种营养成分，如糖、蛋白质、多酚、叶酸、花青素、矿物质和大量维生素，故有“水果皇后”的美誉，这些成分大多数是天然抗氧化剂，对于抗衰老和心血管疾病预防有积极作用。过软的质地、水分的损失、机械碰撞、微生物的影响等使得草莓采后极易腐烂，因此，草莓保鲜技术的研发具有良好的市场前景。
可食性膜以天然可食性物质为原料，添加交联剂、增塑剂等物质，通过不同分子间的相互作用而形成的薄膜。可食性膜已广泛应用于果蔬保鲜，但是多数可食性膜的抗菌和抗氧化活性较差，影响保鲜效果，限制了其大规模应用。向壳聚糖膜中添加一种或多种物质，如蛋白、多糖、油酸、抗菌材料、抗氧化剂等，可以制备性能较好的壳聚糖复合膜。氨基酸锌和氨基酸铁作为人和动物锌、铁补充剂，生物利用率高，在补充锌、铁的同时还补充氨基酸，因此，广泛用于人体的锌、铁营养强化剂和饲料添加剂。另外，氨基酸锌具有抗氧化和抗菌活性，用于食品的保鲜，延长食品的货架期。氨基酸锌绿色安全，在具有食品保鲜功能的同时，又具有营养强化功能，在果蔬保鲜方面极具应用潜力。
本发明采用通过添加玉米淀粉增加壳聚糖膜的提高其机械性能、降低水蒸气透过率，添加氨基酸锌赋予壳聚糖膜抗氧化活性及提高其抑菌性，得到的复合可食性膜在草莓等果蔬保鲜领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明提供了一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法，用于草莓及其他果蔬食品的保鲜，为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法，以壳聚糖与玉米淀粉共混，以复合氨基氨酸锌为第三组分，制备壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可实行膜液中浸泡，进行食品保鲜，制备方法包括如下步骤：
(1)壳聚糖溶液的制备：精确称取2g壳聚糖溶于100mL 2％的冰醋酸溶液，使其完全溶解，形成透明溶液，制得体积比为2％的壳聚糖溶液；
(2)玉米淀粉溶液的制备：精确称取2g的玉米淀粉溶于100mL去离子水中，制得体积比为2％的玉米淀粉溶液；
(3)复合氨基氨酸锌的制备：将浓度为0.1mol/L的复合氨基酸加入到蒸馏水中，加热搅拌使其完全溶解，得到饱和溶液，并按照复合氨基酸和硫酸锌的摩尔比2:1与浓度为0.05mol/L硫酸锌混合，调节溶液pH＝7.0～7.5，于75℃水浴下螯合1h，并以5000r/min离心10min后，收集沉淀，在60℃烘箱中烘干，制得复合氨基酸锌；
(4)涂膜液的制备：将配制好的壳聚糖溶液和糊化的玉米淀粉溶液按1：1比例混合，并加入复合氨基酸锌，在水浴条件下共混，再加入添加量为0.6％的甘油作为增塑剂，制成pH为3.0的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜液；
(5)草莓保鲜：将新鲜草莓于壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌膜液中浸泡，取出后放入纱网架上，避免粘连，以温度为30℃风干，使草莓表面膜液形成薄膜，于室温/冷藏条件下放置。
进一步的，所述步骤(2)中玉米淀粉溶液利用恒温磁力搅拌30min，并在75～85℃下水浴30min，搅拌糊化，形成悬浮液。
进一步的，所述步骤(3)中的复合氨基酸为L-赖氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-亮氨酸、L-缬氨酸的混合物。
进一步的，所述步骤(3)中混合液利用6mol/L氢氧化钠或1mol/L硫酸调节溶液pH。
进一步的，所述步骤(3)中制备的复合氨基酸锌质量浓度为0.6mg/mL。
进一步的，所述步骤(5)中新鲜草莓浸泡于壳聚糖/蛋白/复合氨基酸锌涂膜液时间为10s。
本发明与现有技术相比，有如下优点：
本发明采用具有良好抑菌的氨基酸锌与具有良好保鲜效果的壳聚糖/淀粉溶液复配制成壳聚糖/淀粉/氨基酸锌复合涂膜液，用于草莓保鲜，使草莓可以维持其原有的食品品质，从而达到既能抑制草莓表面微生物生长，又能延长食品的货架期，同时还兼具营养强化的效果。
附图说明
图1为在常温25℃下不同处理对草莓的影响。
图2为低温4℃下不同处理对草莓的影响。
图3为不同涂膜处理对草莓失重率的影响。
图4为不同涂膜处理对草莓腐烂指数的影响。
图5为不同涂膜处理对草莓中有机酸含量的影响。
图6为不同涂膜处理对草莓中可溶性固形物含量的影响。
图7为不同涂膜处理对草莓中Vc含量的影响。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明，如图1-7所示：一种用于草莓保鲜壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法，
实施例1：壳聚糖/淀粉可食性膜的制备
(1)用量筒量取10mL冰醋酸移入500mL容量瓶中配成体积分数为2.0％的乙酸溶液，用电子天平精确称取2g的壳聚糖溶于100mL 2％的冰醋酸溶液中，常温下，在恒温磁力搅拌30min使其完全溶解，形成透明溶液，制得2％(w/v)的壳聚糖溶液；
(2)用电子天平精确称取2g的玉米淀粉溶于100mL去离子水中，形成悬浮液，磁力搅拌30min，75～85℃下水浴(搅拌糊化)30min，制得体积比为2％的玉米淀粉溶液；将壳聚糖溶液、玉米淀粉溶液和适量的甘油共混，调节膜液pH值，磁力搅拌1h，以保证充分混合均匀，超声波脱泡、静置；
(3)将干净且无气泡的100mL成膜液倒入20cm×20cm亚克力有机玻璃摸具中流延均匀，膜表面成型后，放入60℃烘箱中，3h干燥成膜；从亚克力有机玻璃模具上剥离制备好的膜，将膜放置于室温(25℃)、相对湿度为50％的恒湿器中保存48h后，进行相关性能测试。在以下所有复合膜的制备中，成膜剂壳聚糖和玉米淀粉的质量分数为2％。
实施例2：壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备
按实施例1方法配置壳聚糖溶液与玉米淀粉溶液，将配制好的壳聚糖溶液和糊化的玉米淀粉溶液按1:1比例混合，加入适量复合氨基酸锌，调节溶液pH为3.0，在水浴条件下共混，按照添加量0.6％添加甘油作为增塑剂，制成壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜液。流延在亚克力有机玻璃板上，然后60℃干燥3h后取出，即得到壳聚糖/蛋白/复合氨基酸锌可食性膜。
实施例3：草莓的处理及保鲜
(1)涂膜液的配置：涂膜液配方：选定壳聚糖和玉米淀粉的质量分数为2％。复合氨基酸锌质量浓度分别为0、0.2mg/mL、0.4mg/mL、0.6mg/mL、0.8mg/mL和1.0mg/mL，壳聚糖和玉米淀粉配比为1：1，pH为3.0，甘油0.6％，在干燥温度为60℃下干燥3h。制备好成膜液后冷却备用。
(2)草莓的预处理：选成熟度和大小基本一致、无病斑伤痕的果实，随机分14组，每5个草莓为一组。常温组为7组，4℃冰箱组为7组。涂膜组分别按照复合氨基酸锌质量浓度0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/mL的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌膜液浸泡10s，取出后放入纱网架上，避免粘连，30℃烘箱风干，使草莓表面膜液形成薄膜，记为CK1、CK2、CK3、CK4、CK5、CK6。对照组不做处理，记为CK。处理后的草莓每隔24h检测一下相关指标，同时记录保鲜效果。
如图1和2所示，室温时，草莓未经处理，贮藏3d后就达到较高的腐烂程度；低温4℃时，贮藏7d空白对照组开始腐烂，连续贮藏10d后，腐烂程度达到更高，并且草莓果实质地开始不断变软。而经过不同浓度复合氨基酸-壳聚糖/淀粉膜液涂膜处理的草莓而言，其果实质地并没有明显变化，而且草莓的腐烂程度也比对照低。由此得出6种浓度的可食性膜涂膜处理组均能够不同程度的抑制或延缓草莓果实的腐烂情况。室温条件下贮藏6d，涂膜组比空白对照组可以延缓草莓1d的货架期；低温4℃条件下贮藏12d，涂膜组比空白对照组可以延缓草莓3d左右的货架期。
(3)失重率：失重率：采用称重法。计算公式：失重率(％)＝(m0-m1)/m0×100％，式中：m0为储藏前质量；m1为储藏后质量
由图3中可知，草莓失重率随着时间的推移呈现持续上升的趋势。无论是室温还是低温4℃下草莓失重率都随着时间的推移呈现持续上升的趋势，各涂膜组对比空白对照组失重率上升的差异均达到显著水平(P＜0.05)。室温和低温4℃下涂膜组K4相对来说失重率最小，室温下贮藏6d后，草莓失重率仅19.63％；低温4℃贮藏12d后，草莓失重率仅4.04％。
(4)腐烂指数的测定：按草莓腐烂面积大小划分4级：0级(无腐烂)，1级(腐烂面积小于果实面积的25％)，2级(腐烂面积占果实面积的25％～50％)，3级(腐烂面积占果实面积的50％～75％)。腐烂指数的计算公式为：腐烂指数＝(Σ(腐烂级别×该级别果实数)/(最高腐烂级别×总果实数))×100％
由图4中可知，对照组腐烂指数速率明显高于各涂膜组，不论是室温和低温4℃贮藏下，各涂膜组对比空白对照组腐烂指数的上升的差异均达到显著水平(P＜0.05)。室温和低温4℃下K4涂膜处理的草莓腐烂指数速率偏缓，和与其他处理组腐烂指数情况相比，其腐烂指数最低，室温下贮藏6d后，草莓腐烂指数为50％；低温4℃贮藏12d后，草莓腐烂指数为66.7％。结果表明，K4组对草莓腐烂指数的影响效果最好。
(5)有机酸含量的测定：每组随机选取10g果肉放入打浆机中匀浆，取2g放入50mL的容量瓶中定容。过滤后吸取10mL滤液放入烧杯中，滴2滴1％的酚酞指示剂。用0.1mol/LNaOH滴定，滴定至溶液初现粉红色且在半分钟内溶液不褪色为终点，重复3次。用蒸馏水进行滴定做空白对照。根据滴定时所消耗的NaOH量，代入以下公式计算含酸量：含酸量(％)＝(M.V.K.V总×100)/(W.V样)
式中：V为NaOH用量，mL；M为NaOH摩尔浓度，mol/L；W为草莓样品质量，g；K为换算系数，柠檬酸折算系数为K＝0.064；V样为滴定时吸取的样液体积，mL；V总为样品稀释液总体积，mL。
由图5可知，随着贮藏时间的增加，室温和低温4℃下的草莓有机酸含量呈下降趋势，但涂膜组的变化较缓慢，室温和低温4℃贮藏下，各涂膜组对比空白对照组有机酸的下降的差异均达到显著水平(P＜0.05)。室温贮藏下，对照组6d后草莓有机酸含量仅为0.39％左右；低温4℃贮藏下，对照组12d后草莓有机酸含量仅为0.3％左右。
(6)可溶性固形物的测定(手持折光仪)：可溶性固体物通常是指可溶性多糖，水果的成熟度和新鲜度与可溶性固体物含量呈正比。每组草莓中随机选取一些草莓果肉，挤压取草莓汁液，滴在手持折光仪上测定其可溶性固形物含量。使用手持折光仪时，先用蒸馏水校零，测量过程中，手持折光仪始终处于水平状态。
由图6可知，随着时间的推移，草莓中可溶性固形物含量呈不断下降趋势，涂膜组对比对照组可溶性固形物含量下降的差异均达到显著水平(P＜0.05)。K4组当中的草莓与其它组相比较，有着最小的可溶性固形物含量变化情况，室温贮藏6d后可溶性固形物含量为7.2％；低温4℃贮藏12d后可溶性固形物含量为5.3％。由此可见，K4组抑制草莓呼吸作用和蒸腾作用的效果最好。
(7)Vc含量测定(2,6-二氯酚靛酚测定法)：
1)2,6-二氯酚靛酚溶液配制：准确称取20-21mg的碳酸氢钠溶于100mL蒸馏水中，制成浓度为20％～21％的碳酸氢钠溶液。称取20mg的2,6-二氯酚靛酚溶于上述溶液中，并用碳酸氢钠溶液标定至100mL，制成0.2mg/mL的2,6-二氯酚靛酚溶液。
2)Vc标准液的配制：2％草酸溶液：准确称取40g草酸，溶于2000mL蒸馏水中，静置保存。0.05mg/mL Vc溶液：用电子天平精确称取1mg抗坏血酸，溶于20mL蒸馏水中，现配现用。
3)样品处理：称取10g草莓，与等体积的2％草酸溶液一起匀浆。过滤后备用。标准Vc滴定：吸取1mL抗环血酸溶液与99mL 2％的草酸溶液混合，然后用2,6-二氯酚靛酚溶液滴定。空白组：取100mL的2％草酸溶液，用2,6-二氯酚靛酚溶液滴定。取1mL的草莓滤液与99mL2％的草酸溶液混合均匀后用2,6-二氯酚靛酚溶液滴定，设3个平行组。
式中：VA：为滴定样品所用2,6-二氯酚靛酚溶液的平均体积，mL；VB：为滴定空白对照所用2，6-二氯酚靛酚溶液的平均体积，mL；Vc：为样品提取液的总体积，mL；VD：为滴定时所取样品提取液体积，mL；m1：为1mL 2,6-二氯酚靛酚溶液能氧化Vc的质量，mL；
V0为滴定标准VC所用2,6-二氯酚靛酚溶液体积，mL；m0：待测样品质量，g。
由图7可知，通过不断延长贮藏时间，无论是对照组的Vc含量，还是涂膜处理组的Vc含量，均呈现出持续下降态势，涂膜处理组的变化速率始终比对照组缓慢，涂膜处理组对比对照组Vc含量下降的差异均达到显著水平(P＜0.05)。通过各涂膜组数据的对比可以看出，K4组Vc含量下降的速率最慢，室温下草莓贮藏6d后Vc的含量为65mg/100g；低温4℃草贮藏12d后草莓中Vc的含量为58mg/100g。
综上，室温和低温保存条件下，涂膜组能降低草莓的失重率和腐烂率，其中0.6mg/mL复合氨基酸锌/壳聚糖/蛋白可食性膜效果最好。室在室温和低温贮藏条件下，各涂膜组均能使可滴定酸、可溶性固形物以及Vc减少的速率变小。室温条件下，涂膜组比空白对照组可以延缓草莓1d的货架期；低温条件，涂膜组比空白对照组可以延缓草莓4d左右的货架期。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法，其特征在于：以壳聚糖与玉米淀粉共混，以复合氨基氨酸锌为第三组分，制备壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜液，进行食品保鲜，制备方法包括如下步骤：
（1）壳聚糖溶液的制备：称取2g壳聚糖溶于100mL 2%的冰醋酸溶液，使其完全溶解，形成透明溶液，制得2%的壳聚糖溶液；
（2）玉米淀粉溶液的制备：称取2g的玉米淀粉溶于100mL去离子水中，制得体积比为2%的玉米淀粉溶液；
（3）复合氨基氨酸锌的制备：将浓度为0.1mol/L的复合氨基酸加入到蒸馏水中，加热搅拌使其完全溶解，得到饱和溶液，并按照复合氨基酸和硫酸锌的摩尔比2:1与浓度为0.05mol/L硫酸锌混合，调节溶液pH=7.0～7.5，于75℃水浴下螯合1h，并以5000r/min 离心10min后，收集沉淀，在60℃烘箱中烘干，制得复合氨基酸锌，所述复合氨基酸为L-赖氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-亮氨酸、L-缬氨酸的混合物，可食性膜液中复合氨基酸锌的质量浓度为 0.6mg/mL；
（4）涂膜液的制备：将配制好的壳聚糖溶液和糊化的玉米淀粉溶液按1：1比例混合，并加入复合氨基酸锌，在水浴条件下共混，再加入添加量为0.6%的甘油作为增塑剂，制成pH为3.0的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜液；
（5）草莓保鲜：将新鲜草莓于壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌膜液中浸泡，取出后放入纱网架上，避免粘连，以温度为30℃风干，使草莓表面膜液形成薄膜，于室温/冷藏条件下放置。
2.根据权利要求1所述的一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中玉米淀粉溶液利用恒温磁力搅拌30min，并在75～85℃下水浴30min，搅拌糊化，形成悬浮液。
3.根据权利要求1所述的一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中混合液利用6mol/L氢氧化钠或1mol/L硫酸调节溶液pH。
4.根据权利要求1所述的一种用于草莓保鲜的壳聚糖/淀粉/复合氨基酸锌可食性膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中新鲜草莓浸泡于壳聚糖/蛋白/复合氨基酸锌涂膜液时间为10s。
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CN1337185A (zh) * 2000-08-16 2002-02-27 葛林龙 多因子重组的分子微囊化食品保鲜剂
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复合氨基酸锌、铁螯合物的制备及抗菌和抗氧化性研究;苏永成 等;食品研究与开发;第42卷(第14期);第43-48页 *

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