一种细菌纤维素‑茶多酚复合抑菌膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种细菌纤维素‑茶多酚复合抑菌膜制备的方法，其特征在于以细菌纤维素为原料，结合茶多酚，经细菌纤维素水凝胶的制备、纯化、制备复合膜、成膜步骤制成细菌纤维素‑茶多酚复合抑菌膜。解决了细菌纤维素不具有抗菌性以及质脆、易碎等缺陷，将其与茶多酚复合成膜，形成了细菌纤维素‑茶多酚复合抑菌膜制备工艺，提高复合膜的抑菌性，增强其功能特性，为食品包装工业提供更好的原材料。

A preparation method of bacterial cellulose tea polyphenols antibacterial film

The invention discloses a method for bacterial cellulose tea polyphenol compound film preparation, characterized by bacterial cellulose as raw material, combined with tea polyphenols, the bacterial cellulose hydrogel preparation, purification and preparation of composite film, film forming steps of bacterial cellulose tea polyphenol compound film. To solve the bacterial cellulose has no antibacterial and crisp, fragile and other defects, and the tea polyphenol composite film, formation of bacterial cellulose tea polyphenol compound film preparation process, improve the antibacterial composite membrane, enhance the functional properties of raw materials, to provide better food packaging industry.

【技术实现步骤摘要】
一种细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜的制备方法
本专利技术涉及一种细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜制备的方法，属于食品包装膜加工

技术介绍
细菌纤维素是一种由细菌分泌，性质和结构与纤维素相同的聚合物，具有良好的持水性、透气性、取向性、可降解性等优点，但研究表明，细菌纤维素膜不具有抗菌性，同时质脆、易碎，近年来大量的学者将细菌纤维素同抗菌材料进行复合，赋予其抗菌性能以优化膜的性能。朱会霞等人将细菌纤维素同聚赖氨酸复合制膜，发现其具有作为色拉米香肠肠衣的潜质，且复合膜结构均匀。薛璐将木醋杆菌在大豆乳清中发酵得到的细菌纤维素作为脂肪模拟物和乳化剂加入到低脂肉肠中，在外观、风味、口感上和对照组相比没有明显差别的基础上，可减少28％～56％的热量。在食品包装方面，JIPA等人将细菌纤维素同山梨酸钾和PVA复合，制得一种具有抗菌性的活性食品包装。贾士儒将细菌纤维素应用到肠衣的制作中，制得的抑菌肠衣不仅具有良好的机械性能，而且可以依靠其独特的抑菌性能延长食用肠的货架期。茶多酚，又名茶单宁或茶鞣质，是天然茶叶中多羟基酚类及其衍生物的总称。目前茶多酚在食品领域多作为天然保鲜剂和防腐剂。研究表明，茶多酚自身的抗菌和抗氧化功能，能有效抑制微生物的生长繁殖以及脂肪氧化。蓝蔚青通过试验发现，经茶多酚浸渍处理后的带鱼段在贮藏期其pH、TVB-N以及菌落总数明显低于对照组，能明显延长产品的货架期。作为目前最具前景的食品添加剂，茶多酚被广泛的应用于食品中以延长食品的货架期，但是至今没有将其与细菌纤维素复合成膜的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜制备的方法，本专利技术制备方法利用细菌纤维素水凝胶浸泡于茶多酚溶液中，加入增塑剂后烘干至恒重，本专利技术将浸泡条件和时间进行优化，所制备的复合膜具有更好的抑菌性和结构性能，更加有利于这种复合膜体系应用在食品包装中。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜制备的方法，包括以下步骤：细菌纤维素水凝胶的制备；纯化；制备复合膜；成膜。本专利技术优化了细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜的制备条件，探究不同的茶多酚浓度、浸泡时间和甘油浓度对复合膜的抑菌性、力学性能(拉伸强度和断裂伸长率)、吸水率、水蒸气透过率、厚度和透光率的影响。通过单因素的实验方法确定最优的水平组合。通过单因素试验得出，当茶多酚浓度为0.2％、浸泡时间为4小时、甘油浓度为15％时，制备的细菌纤维素-茶多酚复合膜的综合性能最好。解决了茶多酚浓度、浸泡时间和甘油浓度在细菌纤维素-茶多酚复合膜制备过程中的问题，为食品包装方面提供了更多的技术支持。附图说明图1不同茶多酚浓度对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜抑菌性能的影响；图2不同茶多酚浓度对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜力学性能(拉伸强度和断裂伸长率)的影响；图3不同茶多酚浓度对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜透光率的影响；图4不同浸泡时间对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜抑菌性能的影响；图5不同浸泡时间对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜力学性能(拉伸强度和断裂伸长率)的影响；图6不同浸泡时间对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜透光率的影响；图7不同甘油浓度对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜力学性能(拉伸强度和断裂伸长率)的影响；图8不同甘油浓度对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜透光率的影响；具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。一、细菌纤维素水凝胶的制备固体斜面培养基：葡萄糖40g/L，酵母浸粉10g/L，琼脂15g/L，pH4.5；液体种子培养基：葡萄糖40g/L，酵母浸粉10g/L，pH4.5；发酵种子培养基：葡萄糖40g/L，酵母浸粉10g/L，pH4.5。将冷冻保存的木醋杆菌接种到新的斜面固体培养基上，30℃恒温培养24h。挑取斜面上长出的新菌落接种到液体种子培养基中，恒温静置培养12h，以4％的接种量接入发酵培养基中，30℃恒温静止培养一周。二、纯化参照周莲的处理方法，并作适当修改。将培养后得到的细菌纤维素水凝胶用去离子水反复冲洗，以去除其表面残留的培养基与杂质。后将其浸泡在1％的NaOH溶液中，80℃恒温水浴2h，并持续浸泡使水凝胶成无色透明状，采用低浓度醋酸处理其致pH为中性，得到实验所需细菌纤维素水凝胶。三、制备复合膜将细菌纤维素水凝胶裁剪成20cm×20cm的正方形，浸泡于一定浓度的茶多酚溶液中，一定时间后取出，放入一定浓度的增塑剂(甘油)中1-2s，迅速取出后，沥干表面多余液体，置于50℃恒温烘箱干燥致恒重。四、成膜将上述烘干后的复合膜准备待用。根据考察的单因素改变相应的试验参数。1、单因素试验设计分别考茶多酚浓度(0，0.10％，0.20％，0.40％，0.60％，0.80％，1.00％)、浸泡时间(0h，2h，4h，6h，8h，10h，12h)和甘油浓度(0，5％，10％，15％，20％，25％)对细菌纤维素-茶多酚复合膜抑菌性、力学性能(拉伸强度和断裂伸长率)、吸水率、水蒸气透过率、厚度和透光率的影响。五、单因素实验1、茶多酚浓度对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜性质的影响表1茶多酚浓度对细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜厚度、吸水率和水蒸气透过率的影响注：a～f同列标注不同的字母表示样品存在显著性差异(P<0.05)；相同字母表示差异不显著(P>0.05)图1表明了不同茶多酚浓度制得的细菌纤维素膜对金黄色葡萄球菌、假单胞菌和大肠杆菌抑菌能力的大小。从图中可知，茶多酚浓度大于0.2％时，抑菌圈直径增加幅度明显(P<0.05)，并随着浓度的增大而不断增大。0.2％即为能有效抑制三种肉源腐败菌的生长的最低浓度。图2表明了不同茶多酚浓度对复合膜拉伸强度和断裂伸长率的影响。从图中可以看出，拉伸强度随着浓度的增加而不断减小，断裂伸长率正好相反。拉伸强度由原来的46.3MPa降低到30.7MPa左右，差异显著(P<0.05)。断裂伸长率逐渐上升，但保持在5％以下。从图3中可知，不同浓度的复合膜其透光率同波长呈现正相关。相同波长下的，茶多酚浓度越高，透光率越低。茶多酚分子进入细菌纤维素复合膜后占据了原有的孔洞结构，使能使光通过的通路减少，因此透光率下降。但是透光率下降的并不明显，茶多酚的添加对复合膜透光率的影响不大。从表1中可以看出，随着茶多酚浓度的增加，吸水率和水蒸气透过率呈现下降的趋势，厚度值逐渐上升，差异性显著(P<0.05)。复合膜所含的茶多酚分子占据了原有细菌纤维素膜的孔洞结构，使容纳水分子以及气体通过的孔隙空间变小，从而使水蒸气透过率以及吸水率明显下降。选取茶多酚浓度分别为0，0.10％，0.20％，0.40％，0.60％，0.80％，1.00％，其中0.2％是有效抑制三种肉源腐败菌的生长的最低浓度，尽管茶多酚浓度对复合膜透光率的影响不大，但是随着茶多酚浓度的增加，复合膜拉伸强度和断裂伸长率呈现逐渐降低的趋势，同吸水率和水蒸气透过率呈现相同的趋势，因此，茶多酚最佳浓度为0.2％。2、浸泡时间对细菌纤维素-茶多酚复合膜性质的影响表2浸泡时间对细菌纤维素-茶多复合酚抑菌膜厚度、吸水率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细菌纤维素‑茶多酚复合抑菌膜制备的方法，其特征在于所述方法步骤如下：步骤一：细菌纤维素水凝胶的制备：将冷冻保存的木醋杆菌接种到新的斜面固体培养基上，在30℃恒温培养24h。挑取斜面上长出的新菌落接种到液体种子培养基中，恒温静置12h，以一定量的接种量接入到发酵培养基中，30℃恒温培养一周；步骤二：纯化：将细菌纤维素水凝胶用去离子水反复冲洗，浸泡在一定浓度的NaOH溶液中，80℃恒温水浴2h至水凝胶成无色透明状，采用低浓度醋酸处理至pH为7；步骤三：制备复合膜：将细菌纤维素水凝胶裁剪成形，浸泡于一定浓度茶多酚溶液中，一定时间后取出放入一定浓度的甘油中1‑2s，迅速沥干表面多余液体，烘干致恒重；步骤四：成膜：将上述烘干后的复合膜准备待用。

【技术特征摘要】
1.一种细菌纤维素-茶多酚复合抑菌膜制备的方法，其特征在于所述方法步骤如下：步骤一：细菌纤维素水凝胶的制备：将冷冻保存的木醋杆菌接种到新的斜面固体培养基上，在30℃恒温培养24h。挑取斜面上长出的新菌落接种到液体种子培养基中，恒温静置12h，以一定量的接种量接入到发酵培养基中，30℃恒温培养一周；步骤二：纯化：将细菌纤维素水凝胶用去离子水反复冲洗，浸泡在一定浓度的NaOH溶液中，80℃恒温水浴2h至水凝胶成无色透明状，采用低浓度醋酸处理至pH为7；步骤三：制备复合膜：将细菌纤维素水凝胶裁剪成形，浸泡于一定浓度茶多酚溶液中，一定时间后取出放入一定浓度的甘油中1-2s，迅速沥干表面多余液体，烘干致恒重；步骤四：成膜：将上述烘干后的复合膜准备待用。2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤一中所述的斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏秀芳，李芳菲，潘男，王博，孔保华，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23