CN116240676A - 一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜及其应用 - Google Patents

一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜及其应用，包括以下主要步骤：将胶原蛋白与玉米醇溶蛋白溶于60%（v/v）乙酸溶液:无水乙醇=7:3（v/v）的溶剂中；然后往溶剂中入没食子酸，溶解后超声5 min去气泡，得到胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸纺丝液；（3）将静电纺丝液在纺丝电压12kV，柱推速度0.06 mm/min，接收距离12 cm，温度25±2℃和相对湿度50±5%的条件下静电纺丝3 h；纺丝结束后，膜置于26℃烘干24 h，得到一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜成品。胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜可广泛应用于各种固体食品的包装，可延长食品的货架期，有良好的应用前景。

Description

一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜 及其应用
技术领域
本发明涉及一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜及其应用，属于食品科学与工程的技术领域。
背景技术
胶原蛋白由于其良好的生物相容性，可降解性，抵抗原性和无毒性广泛的运用于生物医学和食品包装领域的研究。由于单纯的胶原蛋白膜的热稳定性，疏水性和机械性能都比较差，且胶原蛋白膜缺乏在食品包装领域急需的抗菌功能性，因此要想促进胶原蛋白膜在食品包装领域的应用，需提高其热稳定性，疏水性和机械性能，且赋予其抗菌性能。
胶原蛋白膜的传统制备方法是流延法，其制备的膜存在膜表面不平整和微观结构不可控制等缺点。静电纺丝技术是制备纳米纤维材料的优良技术之一，在高压下，溶液在电场力的作用下克服表面张力被拉伸成纳米级别的纤细结构，其制备的纳米纤维膜具有较大的比表面积，孔隙率和良好的柔韧性。然而，目前还没有将静电纺丝技术应用到胶原蛋白膜的现有技术。
发明内容
针对胶原蛋白膜在食品包装领域的应用所存在的问题，本发明申请提供一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜及其应用。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜及其应用，包括如下步骤：（1）将胶原蛋白溶于60%（v/v）乙酸溶液:无水乙醇=7:3（v/v）的溶剂中，搅拌，待胶原蛋白完全溶解后，加入玉米醇溶蛋白，并使其溶解；（2）往步骤（1）的溶液中加入没食子酸，搅拌1h～3h，然后超声5 min去气泡，得到胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸纺丝液；（3）将步骤（2）制备的静电纺丝液在纺丝电压12kV，柱推速度0.06 mm/min，接收距离12 cm，温度25±2℃和相对湿度50±5%的条件下静电纺丝3 h；（4）纺丝结束后，膜置于26 ℃烘干24 h，得到一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜成品。
所述步骤（1）中胶原蛋白加入量以加入的质量（g）占溶剂体积（mL）的百分比计算，为5%～30%。
所述步骤（1）中玉米醇溶蛋白加入量以加入的质量（g）占溶剂体积（mL）的百分比计算，为5%～30%。
所述步骤（2）中没食子酸的加入量以加入的质量占胶原蛋白和玉米玉米醇溶蛋白总质量的百分比计，为1%～15%。制备的胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜可广泛应用与各类食品的包装中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）热稳定性高且疏水性强。与单一的胶原蛋白膜相比，本发明通过胶原蛋白与与玉米醇溶蛋白共混电纺制备的复合纳米纤维膜，其热稳定性高且疏水性强，在食品包装领域有更好的应用前景。
（2）赋予胶原蛋白膜抗菌性能。与单一的胶原蛋白膜相比，本发明通过胶原蛋白、与玉米醇溶蛋白和没食子酸共混电纺制备的复合纳米纤维膜，由于没食子酸的加入，赋予了胶原蛋白膜的抗菌性能，在食品包装领域有着更好的应用效果。
附图说明
图1为不同处理方式的罗非鱼肉在4℃保藏过程中挥发性盐基氮含量的变化。
图2为不同处理方式的罗非鱼肉在4℃保藏过程中菌落总数的变化。
具体实施方式
下面，结合实施例对本发明的技术方案进行说明，但是，本发明并不限于下述的实施例。
实施例1 胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜的制备及其在罗非鱼肉保鲜中的应用。
室温条件下，称取1.12 g 胶原蛋白溶于10mL60%（v/v）乙酸溶液:无水乙醇=7:3（v/v）的溶剂中，搅拌，待胶原蛋白完全溶解后，加入1.68 g玉米醇溶蛋白，待玉米醇溶蛋白完全溶解后，分别加入0%和8%（w/w）（相对于胶原蛋白与玉米醇溶蛋白的总质量）没食子酸，搅拌3 h，得到含不同没食子酸含量的胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸纺丝液，超声5min去气泡，在纺丝电压12kV，柱推速度0.06 mm/min，接收距离12 cm，温度25±2℃和相对湿度50±5%的条件下静电纺丝3 h。纺丝结束后，膜置于26 ℃烘干24 h，并从铝箔上小心揭下，放于封口袋中，置于干燥器内备用。将制得的电纺膜根据其没食子酸含量分别命名为GA0（没食子酸添加量为0%）和GA8（没食子酸添加量为8%）。
将鲜活的罗非鱼低温致死，依次去头，尾，内脏，骨和皮，并将其剖成2片，沥干。在超净工作台中，用75%的酒精棉擦拭鱼肉表面，取背部鱼肉并切割成2*2*1cm的小块，待酒精沥干后，将所有鱼肉随机分成3组，一组不裹膜，另外两组分别用已灭菌的GA0和GA8电纺膜包裹，将所有样品置于无菌培养皿中并贮藏于4 ℃冰箱，每隔0、1、3、5、7和10 d对鱼肉进行挥发性盐基氮与细菌总数测定。其中，以不覆膜的鱼肉为空白组，覆有GA0电纺膜的鱼肉作为对照组，覆GA8电纺膜的鱼肉作为样品组。
不同处理方式的罗非鱼肉在4℃保藏过程中挥发性盐基氮含量的变化如图1所示。由图1可知，贮藏时间越长，三组鱼肉的TVB-N值越大（图1），但GA8组增加较为缓慢，说明GA8组鱼肉含有更少的含氮碱性物质，这与鱼肉pH变化趋势相似。GA0组鱼肉的TVB-N高于（P＞0.05）空白组，这可能是因为GA0电纺膜为鱼肉表面的腐败微生物提供更丰富的营养蛋白，加快了鱼肉的腐败变质。GA8组鱼肉的TVB-N显著（P＜0.05）低于GA0和空白组，表明GA8电纺膜有明显的抗菌特性，这主要与没食子酸的添加有关。贮藏5 d时，空白组，GA0组和GA8组鱼肉的TVB-N值分别为20.01，21.07和17.09 mg/100g鱼肉，而GB 2733-1025《鲜、冻动物性水产品》中规定淡水鱼的挥发性盐基氮含量不高于20 mg/100g，说明空白组和GA0组鱼肉已无法满足市场销售水平，而GA8组鱼肉的TVB-N（21.76 mg/100 g）在第10 d时才高于国标水平，表明GA8电纺膜能有效抑制鱼肉中TVB-N的生成，且可至少延长罗非鱼肉货架期2天。
不同处理方式的罗非鱼肉在4℃保藏过程中菌落总数的变化如图2所示。由图2可知，随着贮藏时间的延长，三组鱼肉的菌落总数均呈递增趋势。贮藏3 d时，三组鱼肉菌落总数均快速增加，可能与微生物生长处于对数期相关，但均未超过鱼肉菌落总数的可接受最大限度6 log10 CFU/g[141]，且GA8组鱼肉的菌落总数显著（P＜0.05）低于空白组和GA0组，表明GA8电纺膜具有显著的抑菌作用。贮藏5 d时，空白组，GA0组和GA8组鱼肉的挥发性盐基氮分别为6.12、6.06和5.53 log10 CFU/g，说明空白组和GA0组鱼肉已超出可接受范围。贮藏10d时，空白组（6.70 log10 CFU/g）和GA0组（6.95 log10 CFU/g）的菌落总数显著高于（P＜0.05）GA8组（6.12 log10 CFU/g），其中GA0组接近鱼肉不可接受的最大限度7 log10 CFU/g，说明GA8电纺膜能有效抑制鱼肉的腐败。空白组，GA0组和GA8组鱼肉分别在5、5和10 d达到鱼肉可接受最大限值，表明GA8电纺膜可至少延长罗非鱼肉货架期2天，这与挥发性盐基氮的结果相同。

Claims (5)

1.一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜，其特征在于：该方法包括如下步骤：（1）将胶原蛋白溶于60%（v/v）乙酸溶液:无水乙醇=7:3（v/v）的溶剂中，搅拌，待胶原蛋白完全溶解后，加入玉米醇溶蛋白，并使其溶解；（2）往步骤（1）的溶液中加入没食子酸，搅拌1h～3h，然后超声5 min去气泡，得到胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸纺丝液；（3）将步骤（2）制备的静电纺丝液在纺丝电压12kV，柱推速度0.06 mm/min，接收距离12 cm，温度25±2℃和相对湿度50±5%的条件下静电纺丝3 h；（4）纺丝结束后，膜置于26℃烘干24 h，得到一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜成品。
2.根据权利要求1所述的一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜，其特征在于： 所述步骤（1）中胶原蛋白加入量以加入的质量（g）占溶剂体积（mL）的百分比计算，为5%～30%。
3.根据权利要求1所述的一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜，其特征在于：所述步骤（1）中玉米醇溶蛋白加入量以加入的质量（g）占溶剂体积（mL）的百分比计算，为5%～30%。
4.根据权利要求1所述的一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜，其特征在于：所述步骤（2）中没食子酸的加入量以加入的质量占胶原蛋白和玉米玉米醇溶蛋白总质量的百分比计，为1%～15%。
5.根据权利要求1所述的一种胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜，其特征在于胶原蛋白/玉米醇溶蛋白/没食子酸复合纳米纤维抗菌膜可广泛应用于各类固体食品的包装。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117188038A (zh) * 2023-09-06 2023-12-08 西藏自治区农牧科学院农产品开发与食品科学研究所 一种醇溶蛋白纳米纤维膜及其制备方法
CN117802697A (zh) * 2024-03-01 2024-04-02 中国农业大学 一种提升玉米醇溶蛋白纳米纤维膜机械强度的方法

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