一种鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种鱼鳞蛋白‑仙草胶‑芦笋粉营养可食膜及其制备方法，属于食品、药品包装技术领域。其从罗非鱼鱼鳞中提取胶原蛋白，仙草根、茎、叶中提取制备的仙草胶、芦笋粉和蔓越莓粉为基料，加入羧甲基纤维素钠和甘油制成。本发明专利技术工艺过程简单，材料均对人体无害，且有营养价值，具有较好的抗菌和抗氧化效果，在自然环境下能完全降解，对环境无污染。

A nutritive edible film of fish scale protein-Xiancao gum-asparagus powder and its preparation method

The invention relates to a fish scale protein, Xiancao gum and asparagus powder nutritional edible film and a preparation method thereof, belonging to the technical field of food and drug packaging. Collagen was extracted from Tilapia scales. Xiancao gum, asparagus powder and cranberry powder were extracted from roots, stems and leaves of Xiancao, and added with sodium carboxymethyl cellulose and glycerol. The process of the invention is simple, the material is harmless to human body, has nutritional value, has good antimicrobial and antioxidant effects, can be completely degraded in natural environment, and has no pollution to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜及其制备方法
本专利技术涉及一种鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜及其制备方法，尤其涉及一种制备机械性能良好、抗菌抗氧化性能优异的鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的方法及应用，属于食品、药品包装

技术介绍
蛋白质具有成膜性好、生物相容性佳的优点，但存在机械强度不足、耐水性低、热封性差以及抗氧化性、抑菌性弱等问题，难以适应食品包装材料多功能性的需求，因此需要辅以其它成膜原料，以改善膜的物理-机械性能和抗菌保鲜特性。鱼鳞胶原蛋白作为一种蛋白质，具有独特的分子结构和巨大的分子间交联潜力，成膜性好，可生物降解，含人体多种必需氨基酸，营养价值高，在食品中的用量不受限制，因而用鱼鳞胶原蛋白作可食膜较有优势，但其依旧存在机械强度不足、耐水性低、热封性差以及抗氧化性、抑菌性弱等问题，需要对其性质进行改良，才可适应食品包装材料多功能性的需求。仙草胶是一种能赋予膜材料新功能特性的物质，不仅具有抑菌和抗氧化功能，更为重要的是能够促进胶原蛋白形成凝胶以及与淀粉等物质形成具有独特机械性能的复合可食膜。将仙草胶与鱼鳞胶原蛋白作为基材，并添加辅助物构建的新型膜材料，不仅可以改善单一鱼鳞胶原蛋白膜的物理-机械性能，而且能提高蛋白膜的抗氧化、抗菌性能。芦笋粉和蔓越莓粉中均含有多糖类化合物、酚类化合物、可溶性膳食纤维等物质，不仅能提高膜的机械性能，而且具有抗氧化作用。甘油属于亲水性物质，与蛋白共混时，容易进入蛋白分子中，与蛋白分子结合形成氢键，改善了包装膜机械性能和表面性能。羧甲基纤维素钠具有许多特殊性质，如增稠、粘结、成膜、持水、乳化，且本身无毒、无嗅、不易发酵、热稳定性好等特点，可以改善鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的成膜性能和热稳定性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决塑料作为包装材料在使用过程中污染较大且不能降解的问题，以及同时为改善鱼鳞废弃和仙草用途少、附加值低的现状做出贡献。提供了一种鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的制备方法，制备得到的鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜具有抗菌性、抗氧化性、生物可降解性并且具有较好的机械性能。本专利技术的技术方案，一种鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜，按重量份数计配方比例如下：4-10份罗非鱼鱼鳞蛋白，6-20份仙草胶，0.4-2份芦笋粉，0.4-2份蔓越莓粉，1.2-2.4份甘油，0.2-1份羧甲基纤维素钠和200-500份去离子水。进一步的，所述红鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的厚度为0.056-0.074mm。进一步的，其从罗非鱼鱼鳞中提取胶原蛋白，仙草根、茎、叶中提取制备的仙草胶、芦笋粉和蔓越莓粉为基料，加入羧甲基纤维素钠和甘油制成。进一步的，按重量份数计步骤如下：（1）罗非鱼鱼鳞蛋白粉的提取：①鱼鳞预处理：将罗非鱼干鱼鳞进行清洗、脱灰；②提胶：脱灰处理后的鱼鳞清洗干净并干燥后，将鱼鳞和水按质量体积比为1:8-14浸泡，水浴加热至60-75℃后，保温3-4.5h，去除鱼鳞残渣，得到鱼鳞胶原蛋白原液；③离心过滤：将鱼鳞胶原蛋白原液离心过滤得到上清液，用微孔滤膜过滤杂质，微孔滤膜的孔径为16-25μm；④脱色脱味：离心过滤的鱼鳞胶原蛋白溶液经过分别装有强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂并且串联的柱子，两者树脂体积比1:2-1:1；⑤浓缩：将过阴阳离子柱后的鱼鳞胶原蛋白液经旋转蒸发器浓缩，浓缩后的浓度达到8%-15%；⑥冷冻干燥：采用冷冻干燥机进行干燥，制得罗非鱼鱼鳞蛋白粉；（2）仙草胶的制备：①预处理：将干燥后的仙人草根茎叶快速清洗后，再用去离子水清洗至没有泥沙，干燥后剪切成2-5cm小段在80-90℃烘箱中烘干，再粉碎成仙草粉末；②微波处理：将仙草粉末和0.10-0.15mol/L的Na2CO3溶液按质量体积比为1:25-40混合，在300-500W微波功率条件下处理50-120s；③热水提取：采用水浴加热法提取，提取温度100℃，提取时间0.8-1.5h，得到仙草胶原液；④离心过滤：将仙草胶原液离心过滤得到上清液，用微孔滤膜过滤杂质，微孔滤膜的孔径为18-30μm；⑤浓缩：将过滤后的仙草胶溶液经旋转蒸发器浓缩，浓缩后的仙草胶溶液中多糖浓度达到5%-10%；⑥脱色：在浓缩后的溶液中按照质量体积比加入树脂5%-15%，用盐酸调节pH值到4.5-6，水浴温度50-70℃，搅拌速度100-300rpm，脱色时间3-4h，过滤后得到仙草胶；（3）配料：分别称取4-10份步骤（1）制备所得的罗非鱼鱼鳞蛋白，6-20份步骤（2）制备所得仙草胶，0.4-2份芦笋粉，0.4-2份蔓越莓粉，1.2-2.4份甘油，0.2-1份羧甲基纤维素钠和200-500份去离子水；（4）复配：将罗非鱼鱼鳞蛋白粉、芦笋粉、蔓越莓粉溶解到去离子水中，而后加入甘油、羧甲基纤维素钠，放在磁力搅拌器上搅拌5-15min，温度50-70℃，转速500-1000rpm，之后采用循环水真空泵抽滤除气泡，抽滤时间3-15min，制得成膜液；（5）成膜：将150-200mL膜液倒在面积为850-900cm2的表面干燥洁净的亚克力板槽中，流延成膜，然后置于温度为30-80℃、湿度为50-80%的温湿度调节试验箱中干燥3-6h，取出冷却后揭膜制备得到鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜。进一步的，步骤（1）中鱼鳞预处理具体如下：将干鱼鳞用清水清洗2-3次，去掉鱼鳞表面杂质，50-70℃条件下烘干鱼鳞，然后将鱼鳞浸泡在0.3-0.6mol/L盐酸溶液中，在20-25℃下搅拌处理1.5-2.5h，反应结束后，用清水清洗2-3次，洗去残留的浸泡液，清洗到pH为3.6-4.0，得到脱灰后的鱼鳞。进一步的，所述鱼鳞胶原蛋白粉的提取和仙草胶的制备过程中，离心过滤时的离心机转速为4500-6000rpm，离心时间为10-18min。进一步的，步骤（1）④所述离子交换时的流速为6-10mL/min。进一步的，步骤（2）⑥中所述树脂采用弱碱性大孔吸附树脂D345。进一步的，步骤（1）所得罗非鱼鱼鳞胶原蛋白粉的分子量在3000-10000kDa。进一步的，步骤（2）所得仙草胶的分子量在80-150kDa。进一步的，所述鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的抗拉强度为18.94-24.23MPa；断裂伸长率为40.22%-51.73%。本专利技术的关键在于：将仙草胶与罗非鱼鱼鳞胶原蛋白按比例共混，并加入提高机械性能和表面性能的甘油、羧甲基纤维素钠、芦笋粉、蔓越莓粉，制备具有抗菌性能、抗氧化性能和良好机械性能的包装膜。共混仙草胶导致蛋白膜中非特异性交联、静电相互作用、氢键、疏水作用力以及二硫键发生了显著变化。仙草胶和蛋白质之间存在着强烈的相互作用（如：美拉德反应产生的共价交联，分子间氢键等），并因此产生了良好的相容性。通过分析膜中分子构象的变化，发现共混适量仙草胶使蛋白膜中有序结构增加，无序结构减少，改变了膜的机械性能和阻隔性。通过对冷却猪肉的TVB-N值、TBARs值、色泽、硬度、韧性和菌落总数等评定指标进行综合对比，发现鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜可更有效地延缓冷却猪肉的TVB-N值、TBARs值的上升，延长肉色的保持时间，延缓肉的韧性和硬度的降低，抑制细菌总数，从而延长冷却猪肉的货架期，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鱼鳞蛋白‑仙草胶‑芦笋粉营养可食膜，其特征是按重量份计配方比例如下：4‑10份罗非鱼鱼鳞蛋白，6‑20份仙草胶，0.4‑2份芦笋粉，0.4‑2份蔓越莓粉，1.2‑2.4份甘油，0.2‑1份羧甲基纤维素钠和200‑500份去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜，其特征是按重量份计配方比例如下：4-10份罗非鱼鱼鳞蛋白，6-20份仙草胶，0.4-2份芦笋粉，0.4-2份蔓越莓粉，1.2-2.4份甘油，0.2-1份羧甲基纤维素钠和200-500份去离子水。2.如权利要求1所述鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜，其特征是：所述红鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的厚度为0.056-0.074mm。3.权利要求1所述鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的制备方法，其特征是：其从罗非鱼鱼鳞中提取胶原蛋白，仙草根、茎、叶中提取制备的仙草胶、芦笋粉和蔓越莓粉为基料，加入羧甲基纤维素钠和甘油制成。4.如权利要求3所述鱼鳞蛋白-仙草胶-芦笋粉营养可食膜的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下：（1）罗非鱼鱼鳞蛋白粉的提取：①鱼鳞预处理：将罗非鱼干鱼鳞进行清洗、脱灰；②提胶：脱灰处理后的鱼鳞清洗干净并干燥后，将鱼鳞和水按质量体积比为1:8-14浸泡，水浴加热至60-75℃后，保温3-4.5h，去除鱼鳞残渣，得到鱼鳞胶原蛋白原液；③离心过滤：将鱼鳞胶原蛋白原液离心过滤得到上清液，用微孔滤膜过滤杂质，微孔滤膜的孔径为16-25μm；④脱色脱味：离心过滤的鱼鳞胶原蛋白溶液经过分别装有强酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂并且串联的柱子，两者树脂体积比1:2-1:1；⑤浓缩：将过阴阳离子柱后的鱼鳞胶原蛋白液经旋转蒸发器浓缩，浓缩后的浓度达到8%-15%；⑥冷冻干燥：采用冷冻干燥机进行干燥，制得罗非鱼鱼鳞蛋白粉；（2）仙草胶的制备：①预处理：将干燥后的仙人草根茎叶快速清洗后，再用去离子水清洗至没有泥沙，干燥后剪切成2-5cm小段在80-90℃烘箱中烘干，再粉碎成仙草粉末；②微波处理：将仙草粉末和0.10-0.15mol/L的Na2CO3溶液按质量体积比为1:25-40混合，在300-500W微波功率条件下处理50-120s；③热水提取：采用水浴加热法提取，提取温度100℃，提取时间0.8-1.5h，得到仙草胶原液；④离心过滤：将仙草胶原液离心过滤得到上清液，用微孔滤膜过滤杂质，微孔滤膜的孔径为18-30μm；⑤浓缩：将过滤后的仙草胶溶液经旋转蒸发器浓缩，浓缩后的仙草胶溶液中多糖浓度达到5%-10%；⑥脱色：在浓缩后的溶液中按照质量体积比加入树脂5%-15...

【专利技术属性】
技术研发人员：马淑凤，李保强，王利强，宋会民，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32