燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法技术

本发明专利技术公开了燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法，属于食品包装材料制备技术领域。按照下述步骤进行：燕麦蛋白/普鲁兰多糖成膜液的制备；负载Nisin燕麦蛋白/普鲁兰多糖成膜液的制备；超声处理负载Nisin燕麦蛋白/普鲁兰多糖成膜液的制备；流延成膜，烘干即可得复合膜。本发明专利技术在复合膜的制备过程中，加入Nisin提高了复合膜的机械性能，同时使复合膜具备良好的抑菌性，使用多模式超声波处理技术，有利于增强燕麦蛋白、普鲁兰多糖及Nisin之间的交联度，且超声处理降低了复合膜的透光率，提高了复合膜的阻水性能以及阻氧性。本发明专利技术将复合膜采用涂层处理方式应用于草莓保鲜，明显降低了草莓的腐烂率、失重率及硬度损失，延长了草莓的货架期。

【技术实现步骤摘要】
燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法
本专利技术涉及食品包装材料制备
，特指一种以燕麦蛋白和普鲁兰多糖为原料，添加甘油增塑剂和乳酸链球菌素(Nisin)抑菌剂，采用超声处理的方法制备负载Nisin燕麦蛋白/普鲁兰多糖复合膜薄膜包装材料。
技术介绍
目前，全球塑料产量已超过3亿吨。在生产的所有塑料中，约有40％用于包装，这些塑料不可降解，对环境构成严重威胁，为此开发一种可再生和环境友好型的可降解薄膜已经成为国内外学者的研究对象，新型可降解绿色食品包装材料取代传统的塑料包装材料已经成为了未来的发展趋势。燕麦被称为“第三主粮”，是一种产量丰富、营养价值极高的全价食品。燕麦中蛋白质含量多数在16％左右，最高可达20％，居粮谷类作物首位，且燕麦蛋白被公认为是氨基酸配比全面且合理的谷物蛋白。燕麦蛋白产量大，价格低，有较好的成膜性以及天然可降解性，使其在可食用薄膜方面具备特有的优势。但是单一的燕麦蛋白膜机械性能以及阻隔性能均有一定的缺陷，因此考虑加入多糖制备复合膜，解决单一组分成品膜存在的各种问题，调节加入成分比例来改善膜性能，满足不同包装材料的需要。普鲁兰多糖是一种由出芽短梗发酵产生的单一胞外水溶性微生物多糖。普鲁兰多糖食品包装膜无色、无味、可食用，并且与其他高分子多糖相比，其显著优点为阻气性好，氧和二氧化碳几乎不能通过；另外，其水溶液黏度较低，不受温度、pH、金属离子等的影响，具有良好的成膜性、黏附性及抗氧化性。甘油是一种无色、透明、无臭、粘稠的液体，味甜，具有吸湿性。在食品中有广泛的应用，在制作保鲜涂膜中可起到增加延展性的作用。Nisin，又称乳酸链球菌素，分子式为C143H228N42O37S7，分子量为3510，是一种从乳酸链球菌发酵产物中提取的一类具有很强杀菌作用的多肽化合物，是一种天然防腐剂、抑菌剂，并且在食用后能在消化道中很快被蛋白水解酶消化成氨基酸，是目前唯一允许作为防腐剂在食品中使用的细菌素。Nisin对大多数革兰氏阳性菌G+有抑菌作用，特别是细菌芽孢，如：金黄色葡萄球菌，李斯特氏菌，肉毒梭菌，蜡状芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌等。Nisin无毒、耐酸、热稳定性好，具有抗菌性。加入Nisin制备复合膜，可以提升膜的相关性能，拓宽复合膜的应用范围。超声作为一种非热物理加工技术，由于其绿色高效、操作简单，更加适合在食品工业中应用，研究表明，超声波能对介质产生空穴作用，促使介质化学键的断裂，同时超声的空化作用会将更多的反应中心暴露出来，这些反应中心与分子重组形成各种化学键，从而增加膜的机械强度，改善其阻隔性能。目前，利用燕麦蛋白以及普鲁兰多糖制备复合膜的研究未见报道，对燕麦蛋白/普鲁兰多糖复合膜进行超声波处理的研究尚未见报道。草莓是多年生的草本植物，含有大量活性成分，如酚类化合物，纤维，微量营养素和矿物质等，其果肉鲜美营养丰富深受人们喜爱，同时具有抗炎，抗氧化，降压，降血脂及增强人体免疫力等保健功效，有“水果皇后”的美称[。但是草莓果皮薄且组织娇嫩，易受机械损伤及外界微生物侵染，导致果实腐败变质。目前对草莓保鲜的方法大多都是低温冷藏，效果较好但成本高，因此，需要一种高效低成本的保鲜方法，延长草莓的货架期，减少经济损失。本专利技术以燕麦蛋白和普鲁兰多糖为原料，添加甘油增塑剂，加入Nisin抑菌剂，制备负载Nisin燕麦蛋白/普鲁兰多糖复合膜，以期为解决单一组分膜机械性能和阻隔性能较差的问题，同时增加复合膜的抑菌性能，采用先进的多模式超声波技术，以期为解决两种基质材料间相容性较差的问题，达到食品包装的要求。同时将制备的复合膜应用于草莓保鲜中，达到延长草莓货架期的效果。
技术实现思路
为了解决上述问题，采用燕麦蛋白和普鲁兰多糖为薄膜材料的基质，添加甘油作为增塑剂，并采用超声处理的物理加工方法，研究超声处理条件对燕麦蛋白/普鲁兰多糖复合膜机械性能的影响，同时考察复合膜涂层处理对草莓的保鲜效果。本专利技术所述的燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法，按照下述步骤进行：(1)分别称取燕麦蛋白和普鲁兰多糖溶于蒸馏水中，室温下搅拌1h，配制成一定质量浓度的燕麦蛋白溶液和普鲁兰多糖溶液，将燕麦蛋白溶液pH调至8；(2)将燕麦蛋白溶液和普鲁兰多糖溶液按一定的比例混合，将Nisin用少量水溶解后加入上述混合溶液，同时缓慢加入一定量的甘油作为增塑剂，得到混合液；(3)将步骤(2)的混合液置于水浴恒温磁力搅拌器中，在一定的温度下密封搅拌若干时间，得到成膜液；(4)取成膜液于密封袋中，在室温下置于多模式超声处理设备中超声处理若干时间后取出；(5)取成膜液采用流延法成膜，静置10min，经60℃鼓风干燥4h；待膜成型后取出，冷却至室温即可得到保鲜膜。其中步骤(1)中用5mol/LNaOH将燕麦蛋白溶液pH调至8。其中步骤(2)所述混合液中燕麦蛋白和普鲁兰多糖的基质浓度为4g/100mL-12g/100mL，优选基质浓度为4g/100mL；其中步骤(2)所述混合液中燕麦蛋白与普鲁兰多糖质量比为3:1-1:3，优选2:2。其中步骤(2)所述混合液中Nisin浓度为0.02g/100mL-0.1g/100mL，优选Nisin的浓度为0.04g/100mL；以Nisin的质量与燕麦蛋白溶液、普鲁兰多糖溶液和Nisin的水溶液质量与体积比计。其中步骤(2)所述混合液中甘油增塑剂添加量为15％-30％，优选为所占溶质质量比的25％；以甘油增塑剂的质量与燕麦蛋白和普鲁兰多糖两者质量比计。其中步骤(3)所述的水浴的热处理时间为10min-40min，优选热处理时间为30min；其中步骤(3)所述的水浴的热处理温度为50℃-90℃，优选热处理温度为70℃；其中步骤(4)所述超声作用的具体参数为超声时间5min-30min，优选超声时间为10min；超声频率20kHz、40kHz、60kHz、20/40kHz、20/60kHz、40/60kHz、20/40/60kHz，优选超声频率20/60kHz；超声功率40W/L-80W/L，优选超声功率为50W/L。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术以燕麦蛋白和普鲁兰多糖为原料，加入甘油增塑剂及Nisin抑菌剂，制备负载Nisin燕麦蛋白/普鲁兰多糖复合膜，解决了单一组分膜机械性能和阻隔性能较差的问题，加入Nisin后，薄膜材料透光率得到改善，水溶性显著下降，增强了膜的阻水性能，且透氧性略微下降，利于延长食品的保质期。(2)本专利技术中使用的超声波处理处理技术为物理方法，超声波是一种绿色环保的物理加工方式，在食品工业中广泛应用，是制备食品包装材料的一种新型物理处理方法。(3)本专利技术在制备复合膜的过程中，使用多模式超声波处理技术，增加了燕麦蛋白与普鲁兰多糖的交联度，显著提升了膜的机械性能。加入Nisin后，膜经超声处理后显著降低了水溶性和透氧性，拓宽了薄膜的应用前景。(4)本专利技术将制备的复合膜以涂层的方式对草莓进行处理，明显降低了草莓的腐烂率、失重率及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：/n(1)分别称取燕麦蛋白和普鲁兰多糖溶于蒸馏水中，室温下搅拌1h，配制成一定质量浓度的燕麦蛋白溶液和普鲁兰多糖溶液，将燕麦蛋白溶液pH调至8；/n(2)将燕麦蛋白溶液和普鲁兰多糖溶液按一定的比例混合，将Nisin用少量水溶解后加入上述混合溶液，同时缓慢加入一定量的甘油作为增塑剂，得到混合液；/n(3)将步骤(2)的混合液置于水浴恒温磁力搅拌器中，在一定的温度下密封搅拌若干时间，得到成膜液；/n(4)取成膜液于密封袋中，在室温下置于多模式超声处理设备中超声处理若干时间后取出；/n(5)取成膜液采用流延法成膜，静置10min，经60℃鼓风干燥4h；待膜成型后取出，冷却至室温即可得到保鲜膜。/n

【技术特征摘要】
1.燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)分别称取燕麦蛋白和普鲁兰多糖溶于蒸馏水中，室温下搅拌1h，配制成一定质量浓度的燕麦蛋白溶液和普鲁兰多糖溶液，将燕麦蛋白溶液pH调至8；
(2)将燕麦蛋白溶液和普鲁兰多糖溶液按一定的比例混合，将Nisin用少量水溶解后加入上述混合溶液，同时缓慢加入一定量的甘油作为增塑剂，得到混合液；
(3)将步骤(2)的混合液置于水浴恒温磁力搅拌器中，在一定的温度下密封搅拌若干时间，得到成膜液；
(4)取成膜液于密封袋中，在室温下置于多模式超声处理设备中超声处理若干时间后取出；
(5)取成膜液采用流延法成膜，静置10min，经60℃鼓风干燥4h；待膜成型后取出，冷却至室温即可得到保鲜膜。


2.根据权利要求1所述燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法，其特征在于其中步骤(1)中用5mol/LNaOH将燕麦蛋白溶液pH调至8。


3.根据权利要求1所述燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法，其特征在于其中步骤(2)所述混合液中燕麦蛋白和普鲁兰多糖的基质浓度为4g/100mL-12g/100mL，优选基质浓度为4g/100mL。


4.根据权利要求1所述燕麦蛋白与普鲁兰多糖复合果蔬保鲜膜的超声波制备方法，其特征在于其中步骤(2)所述混合液中燕麦蛋白与普鲁兰多糖质量比为3:1-1:3，优选2:2。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：任晓锋，曲文娟，陈欢鑫，梁秋芳，马海乐，亢利鑫，侯婷，刘宇轩，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32