一种可降解胶原包装材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种鱼鳞胶原蛋白基质的易降解包装材料的制备方法，属于食品包装加工技术领域。该材料以从淡水鱼鱼鳞中提取胶原蛋白制备的鱼鳞胶原蛋白为基质，加入小麦淀粉、石榴花提取物、精油、甘油、海藻酸钠制成。本发明专利技术可以减少废弃鱼鳞造成的环境污染，提高鱼鳞的高值化利用。本发明专利技术工艺简单，制成的包装材料具有较高的拉伸强度、优异的韧性和可塑性、较好的抗菌和抗氧化效果，在自然环境中可降解，对环境无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解胶原包装材料的制备方法
本专利技术属于食品包装加工
，尤其涉及一种制备机械性能良好、抗菌和抗氧化性能优良的鱼鳞胶原蛋白基质的易降解食品包装材料的方法。
技术介绍
相较于不可降解的食品包装材料带来的环境污染问题，可降解食品包装材料受到了广泛的关注。其中蛋白质为基质的包装材料，具有良好的可塑性和生物兼容性，但存在机械强度不高、耐水性差、抑菌性弱等缺点。因此以蛋白质基质的包装材料通常需要添加其他基材、增塑剂、抑菌剂等改善其机械性能，提高材料的抗氧化和抑菌性能。鱼鳞胶原蛋白是一种良好的蛋白质包装材料来源，研究表明以鱼磷胶原蛋白为基材制备的可食性薄膜具有较好的透气性和一定的机械性，被作为一种潜在的塑料薄膜替代物应用于食品保鲜的研究中。利用鱼鳞生产鱼鳞胶原蛋白，不仅减少了环境污染，还可提高鱼鳞的高值化利用价值。但鱼鳞胶原蛋白包装材料仍存在抑菌性差、抗氧化程度低等问题，因此通过添加石榴花提取物和精油等改善材料的结构，促进胶原蛋白凝胶网络的生成并与小麦淀粉基材形成机械性能较好的复合包装材料，从而提高材料的抑菌保鲜能力。甘油和海藻酸钠则可进入蛋白分子中进一步提高材料的成型性能、机械性能和表面性能。因此，从技术效果、市场要求、环保经济等方面考虑，鱼鳞胶原蛋白基质的易降解食品包装材料具有广阔的开发与应用前景。
技术实现思路
本专利技术是为了解决作为包装材料的塑料难以降解带来的环境污染问题，同时可以提高淡水鱼鱼鳞的利用率，提供了一种鱼鳞胶原蛋白基质的易降解食品包装材料的制备方法，制备的到的鱼鳞胶原蛋白基质包装材料具有抗氧化、抗菌和易降解及良好的机械性能。本专利技术的鱼鳞胶原蛋白基质食品包装材料按重量计包含以下组分：淡水鱼鳞胶原蛋白10-20份，小麦淀粉0.4-4份，石榴花提取物粗粉0.1-2份，精油0.1-1份，甘油0.2-1份，海藻酸钠0.1-1份，去离子水100-500份。进一步的以从淡水鱼鱼鳞中提取的胶原蛋白制备的淡水鱼鱼鳞胶原蛋白为基料，加入小麦淀粉、石榴花提取的石榴花提取物粉，再加入精油，甘油和海藻酸钠制成。上述鱼鳞胶原蛋白基质的易降解食品包装材料的制备方法，包含如下步骤：(1)淡水鱼鱼鳞胶原蛋白粉的提取：①鱼鳞预处理：淡水鱼鱼鳞进行清洗、脱钙；②提取胶原蛋白：预处理后的鱼鳞洗干净后冷冻干燥，以料液比为1:25g/ml,胃蛋白酶添加量为4％，用1M盐酸调节pH为1.5，在超声功率为350W下超声30min后于25℃浸提4h，抽滤得到鱼鳞胶原蛋白溶液；③浓缩：鱼鳞胶原蛋白溶液经旋转蒸发仪浓缩至原体积的10％-15％。④冷冻干燥：使用冷冻干燥机进行干燥，在温度为-80℃条件下将其预冻24h后，将冷冻干燥机的各项参数为初始温度-60℃，然后4h之后开始进行抽真空，之后以5℃/h的温度增长直至温度升到30℃，在此温度下恒温4h，制得鱼鳞蛋白粉。(3)石榴花提取物的制备：①预处理：将新鲜的石榴花用去离子水清洗3次，后置于35℃烘箱烘干，再粉碎成石榴花粉末；②动态高压微射流处理：将石榴花粉末与70％乙醇按质量体积比为1:10-15混合，用高压均质机40Mpa处理2次，每次15-30s，再用动态高压微射流处理2次。③热水提取：采用水浴加热法提取，提取温度65℃，提取时间1-2h，得到石榴花提取物溶液；④离心：将石榴花提取物溶液离心过滤得到上清液。⑤浓缩：将离心后的石榴花提取物溶液经旋转蒸发仪浓缩，浓缩至原体积的5-10％；⑥冷冻干燥：采用冷冻干燥机进行干燥，在温度为-80℃条件下将其预冻24h后，将冷冻干燥机的各项参数为初始温度-60℃，然后4h之后开始进行抽真空，之后以5℃/h的温度增长直至温度升到30℃，在此温度下恒温4h，制得石榴花提取物粗粉；(3)配料：分别称取淡水鱼鳞胶原蛋白10-20份，小麦淀粉0.4-4份，石榴花提取物粗粉0.1-2份，精油0.1-1份，甘油0.2-1份，海藻酸钠0.1-1份，去离子水100-500份。(4)复配：将淡水鱼鱼鳞胶原蛋白和小麦淀粉溶解于去离子水中，于磁力搅拌器上50-60℃搅拌5-10min后，继续加入石榴花提取物粗粉、精油、甘油、海藻酸钠，获得混合溶液。将混合溶液在高压均质机40Mpa下处理2次，每次15-30s，再经动态高压微射流在30-60Mpa处理2次后于磁力水浴锅中水浴20-40min，转速为600-1000rpm/min，温度为55-65℃，随后使用真空泵抽滤除气泡，得到成型液；(5)成膜：取50-100mL成型液倒入15×10×5cm的模具中热压成型，取出冷却后经裁边处理得到鱼鳞明胶蛋白包装材料。进一步的，步骤(1)中淡水鱼鳞选自草鱼、青鱼、鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲫鱼中的一种或几种的混合。进一步的，步骤(1)中鱼鳞的预处理具体如下：将新鲜淡水鱼鱼鳞用去离子水浸泡后，水洗3次，沥干后，加入10％的柠檬酸，固液比为1:20-25(g/mL)，于磁力搅拌器上处理50-80min，转速为800-1000rpm/min结束后清洗3次，得到脱钙鱼鳞。进一步的，步骤(2)②所述动态高压微射流压力为120Mpa。进一步的，步骤(2)④所述离心时离心机转速为5000rpm/min，温度为-4℃，时间为15-20min。进一步的，步骤(3)中所述精油为丁香、茶树、菊花、柠檬、葡萄柚、甜橙精油中的一种或几种的混合。进一步的，步骤(4)中所述动态高压微射流压力为30-60Mpa。本专利技术所述鱼鳞胶原蛋白食品包装材料的抗拉强度为12.34-21.15MPa；断裂伸长率为21.43％-38.10％。本专利技术的关键在于：将淡水鱼鱼鳞胶原蛋白与小麦淀粉、石榴花提取物、精油按比例共混，并加入提高机械性能和表面性能的甘油、海藻酸钠，制备具有抗菌性能、抗氧化性能和良好机械性能的包装材料。共混小麦淀粉、精油、石榴花提取物导致胶原蛋白分子间的作用力(如氢键、二硫键等)和构象(如有序结构增加)发生改变，因此改变了胶原蛋白基质材料的机械性能和阻隔性性能。通过对冷鲜鱼肉的色泽、质构、TVB-N值、TBARs值和菌落总数等评定指标进行对比，发现鱼鳞胶原蛋白基质材料可更有效地增加鱼肉色泽、韧性、硬度的保持时间，延缓TVB-N值、TBARs值的上升，抑制细菌总数，从而增加冷鲜鱼肉的货架期，由此证明鱼鳞胶原蛋白基质包装材料具备良好的抗氧化和抗菌性能。本专利技术的优点：(1)本专利技术制备的鱼鳞胶原蛋白基质包装材料为生物质材料，可完全降解，对环境无污染。(2)本专利技术制备的鱼鳞胶原蛋白基质包装材料含有的石榴花提取物和精油能有效增加鱼肉制品的色泽、韧性、硬度的保持时间；具有抗氧化能力，可延缓肉制品TVB-N值、TBARs值的上升；具有较好的抗菌能力，可有效抑制食品中微生物的生长繁殖，延长食品货架期。(3)本专利技术制备的鱼鳞胶原蛋白基质包装材料有较好的可塑性、阻隔性能。(4)本专利技术制备工艺简单，操作简便，具有较好的发展前景，对保护环境和提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鱼鳞胶原蛋白基质的易降解食品包装材料，其特征在于，按重量份数计由以下组分组成：淡水鱼鳞胶原蛋白10-20份，小麦淀粉0.4-4份，石榴花提取物粗粉0.1-2份，精油0.1-1份，甘油0.2-1份，海藻酸钠0.1-1份，去离子水100-500份。/n

【技术特征摘要】
1.一种鱼鳞胶原蛋白基质的易降解食品包装材料，其特征在于，按重量份数计由以下组分组成：淡水鱼鳞胶原蛋白10-20份，小麦淀粉0.4-4份，石榴花提取物粗粉0.1-2份，精油0.1-1份，甘油0.2-1份，海藻酸钠0.1-1份，去离子水100-500份。


2.一种如权利要求1所述鱼鳞胶原蛋白基质的易降解食品包装材料的制备方法，其特征在于：以从淡水鱼鱼鳞中提取的胶原蛋白制备的鱼鳞胶原蛋白为基料，加入小麦淀粉、石榴花中提取的石榴花提取物粉，再加入精油，甘油和海藻酸钠制成。


3.根据权利要求2所述鱼鳞胶原蛋白基质的易降解食品包装材料的制备方法，其特征在于，制备方法由以下步骤组成：
(1)淡水鱼鱼鳞胶原蛋白的提取：
①鱼鳞预处理：淡水鱼鱼鳞进行清洗、脱钙；
②提取胶原蛋白：预处理后的鱼鳞洗净干燥后，以料液比为1:25g/ml,胃蛋白酶添加量为4％，用1M盐酸调节pH为1.5，在超声功率为350W下超声30min后于25℃浸提4h，抽滤得到鱼鳞胶原蛋白溶液；
③浓缩：鱼鳞胶原蛋白溶液经旋转蒸发仪浓缩至原体积的10％-15％；
④冷冻干燥：使用冷冻干燥机进行干燥，在温度为-80℃条件下将其预冻24h，再将冷冻干燥机的各项参数为初始温度-60℃，然后4h之后开始进行抽真空，之后以5℃/h的温度增长直至温度升到30℃，在此温度下恒温4h，制得鱼鳞胶原蛋白粉；
(2)石榴花提取物的制备：
①预处理：将新鲜的石榴花用去离子水清洗3次，后置于35℃烘箱烘干，再粉碎成石榴花粉末；
②动态高压微射流处理：将石榴花粉末与70％乙醇按质量体积比为1:10-15混合，用高压均质机40Mpa处理2次，每次15-30s，再用动态高压微射流处理2次；
③热水提取：采用水浴加热法提取，提取温度65℃，提取时间1-2h，得到石榴花提取物溶液；
④离心：将石榴花提取物溶液离心得到上清液；
⑤浓缩：将离心后的石榴花提取物溶液经旋转蒸发仪浓缩，浓缩至原体积的5-10％；
⑥冷冻干燥：采用冷冻干燥机进行干燥，在温度为-80℃条件下将其预冻24h后，将冷冻干燥机的各项参数为初始温度-60℃，然后4h之后开始进行抽真空，之后以5℃/h的温度增长直至温度升到30℃，在此温度下恒温4...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂宗财，胡月明，王辉，李贞，张晶晶，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：江西;36