一种低花青素泄露的海藻酸钠/纤维素纳米晶体/蜂蜡基疏水性指示膜的制备方法技术

本发明专利技术属于食品智能指示型包装领域，涉及一种低花青素泄露的海藻酸钠/纤维素纳米晶体/蜂蜡基疏水性指示膜的制备方法。步骤为：制备海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜溶液；将成膜溶液干燥得到纳米智能指示膜；配制蜂蜡疏水溶液；将疏水溶液覆盖到纳米智能指示膜表面形成疏水层，得到疏水性纳米智能指示膜。本发明专利技术所使用的原材料均为天然来源，绿色环保，安全；利用纤维素纳米晶体的分子络合性质和蜂蜡的水阻隔性质，实现了低花青素泄漏量和高疏水稳定性，确保了智能指示膜在实际应用中良好的指示效果，延长了智能指示膜的使用寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种低花青素泄露的海藻酸钠/纤维素纳米晶体/蜂蜡基疏水性指示膜的制备方法


[0001]本专利技术属于食品智能包装领域，具体涉及一种低花青素泄露的海藻酸钠/纤维素纳米晶体/蜂蜡基疏水性指示膜的制备方法。

技术介绍

[0002]1、无损可视化智能指示膜监测肉类新鲜度，符合实时保障食品安全的迫切需求
[0003]生鲜肉因新鲜、营养价值高，消费认可度和需求量逐年增加。但生鲜肉具有易腐性，尽管在实际供应链中人们已经采取冷链运输保持低温，但其新鲜度仍易下降，失去原有营养价值，甚至损害人体健康。常规新鲜度检测方法包括感官检测、理化分析、微生物检测等，但均具有破损性，且仅限专业人员操作、步骤繁琐、耗时耗力。近年来，食品智能指示膜以其快速、无损、便携等优势受到人们广泛关注。它可以通过复合、印刷或粘贴于常规包装，以颜色变化提供包装内肉类的新鲜度信息，实时监测其安全状态。因此，食品新鲜度智能指示膜的开发顺应了消费者对食品安全的重视、符合高速发展的市场需求。
[0004]2、天然花青素智能指示膜应用广泛，符合环境友好型的社会需求
[0005]海藻酸钠作为常见的天然、生物可食性、可降解性多糖类包装材料之一，具有优异的透明度和良好的成膜性质，故广泛应用于食品智能指示膜的开发。pH指示剂也是开发智能指示膜的另一个重要材料，分为化学合成和天然两类。化学合成类pH指示剂(如溴甲酚绿、甲基红等)种类多、指示速度快，但存在化学成分的安全隐患。基于此，越来越多指示膜的开发开始关注天然水溶性花青素，来源于花卉、水果和谷物，具有极高的安全性。同时，利用花青素的指示性质(不同pH下结构转变而引起颜色变化)，可通过颜色显示生鲜肉因腐败生成的酸性和碱性物质，从而实现可视化的新鲜度监测。如有文献公开的红树莓花青素/海藻酸钠智能指示膜，其颜色随着猪肉腐败由深红色变为深蓝色，实现了新鲜度检测。
[0006]3、现有天然花青素智能指示膜开发存在的技术缺陷
[0007]现有的智能包装技术中，多数文献专注于开发各类花青素/多糖指示膜，如枸杞花青素/淀粉指示膜、紫薯花青素/淀粉指示膜、红甘蓝花青素/壳聚糖指示膜等。但这些技术可能存在一些缺陷。
[0008](1)所涉及的花青素不稳定，易受高湿度肉类包装环境影响而泄露，虽不具危害性，但严重影响指示膜的变色效果。例如，专利CN 11290468 A采用了玉米淀粉、羧甲基纤维素和花青素作为成膜材料制备新鲜度指示膜，但由于花青素本身稳定性差，容易出现指示效果不稳定的问题。
[0009](2)所涉及的多糖成膜基质属水溶性，易受高湿度环境影响而被溶解，在加速花青素泄露的基础上，还会导致指示膜使用寿命降低。例如，专利CN 113279287A采用了黑果枸杞花青素溶液浸泡滤纸，能够快速制备新鲜度指示膜，但由于指示膜复原性差和花青素的环境敏感性，故指示膜易外观受损、指示不灵敏，使用周期短的情况。
[0010]4、现有技术缺陷的解决思路
[0011]针对智能指示膜中水溶性花青素的泄露问题，纤维素纳米晶体可通过其分子络合性质提供一种解决思路。其机制在于：(1)纤维素纳米晶体的高比表面积具有抑制水分子吸附的作用；(2)纤维素纳米晶体的长线状分子链上含有大量的羟基，可以通过氢键等相互作用将花青素固定在其缠绕的网络结构中，提高花青素的稳定性。
[0012]针对智能指示膜水稳定性差、使用寿命短的问题，蜂蜡可通过其低表面能性质提供一种解决思路。其机制在于：蜂蜡的长线分子链和低表面能可诱导其形成微纳米级的层状表面，具有网络状交错凸起形貌，水分子与其接触时，接触面的气/液/固三相线不连续，空气被困在空隙中形成一层“空气垫”，固液实际接触面积远小于表观接触面积，减小了水分子向薄膜内部的渗透面积，保证了疏水性。
[0013]因此，纤维素纳米晶体和蜂蜡的复合使用可能具有降低智能指示膜中花青素泄露量，提高指示膜疏水性的潜力，能保证指示膜的指示效果和使用寿命。

技术实现思路

[0014]针对现有开发的智能指示膜的色素泄露严重、使用寿命低等问题。本专利技术旨在解决所述问题，提供一种海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体/蜂蜡基指示膜，可同时实现低花青素泄露量和高疏水性的功能。
[0015]为了实现以上目的，本专利技术的具体实施步骤如下：
[0016]步骤一、制备海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜溶液：
[0017]S1.将一定质量的海藻酸钠溶于蒸馏水，充分混合得到海藻酸钠成膜溶液；
[0018]S2.将一定质量的黑豆皮花青素溶于S1制备的海藻酸钠成膜溶液中，充分混合得到海藻酸钠/黑豆皮花青素成膜溶液；
[0019]S3.将一定质量的纤维素纳米晶体溶于蒸馏水中，充分溶解后置于超声波细胞破碎仪中在一定条件下进行破碎处理，得到溶液体系均匀的纤维素纳米晶体悬浮液；
[0020]S4.将S3制备的纤维素纳米晶体悬浮液与S2制备的海藻酸钠/黑豆皮花青素成膜溶液充分混合得到海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜溶液；
[0021]步骤二、制备纳米智能指示膜：
[0022]将步骤一得到的海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜溶液置于超声波清洗器中处理一定时间，去除气泡；取一定体积的成膜溶液倾注于膜胚上，在一定条件下干燥、揭膜得到纳米智能指示膜；
[0023]步骤三：制备疏水溶液：
[0024]取一定质量融化蜂蜡与正己烷
‑
聚二甲基硅氧烷溶液混合，超声波清洗器中处理一定时间混匀得到蜂蜡疏水溶液。
[0025]步骤四：纳米智能指示膜的疏水处理：
[0026]取步骤三制备的蜂蜡疏水溶液以一定方式覆盖到纳米智能指示膜表面，形成疏水层，静置一定时间得到疏水性纳米智能指示膜。
[0027]优选的，步骤一S1中所述海藻酸钠成膜溶液中海藻酸钠的质量浓度为0.5～2.0g/100mL。
[0028]优选的，步骤一S2中所述海藻酸钠/黑豆皮花青素成膜溶液中黑豆皮花青素质量浓度为0.02～0.3g/100mL。
[0029]优选的，步骤一S3中所述海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜溶液中纤维素纳米晶体质量浓度为0.015～0.15g/100mL，所述一定超声破碎条件为功率500～700W，时间10～30min。
[0030]优选的，步骤二中所述超声波清洗时间为25～35min，所述成膜溶液体积为25～35mL，所述干燥条件为温度25～35℃，相对湿度5～15％，时间36～60h。
[0031]优选的，步骤三中所述蜂蜡质量浓度为1～10g/100mL，所述聚二甲基硅氧烷与正己烷体积比为1：(0.1～0.3)，所述超声波处理时间为25～35min。
[0032]优选的，步骤四中所述疏水层形成方式为喷雾/涂布/浸渍，所述静置时间为36～60h。
[0033]疏水性纳米智能指示膜应用于花青素泄露量和疏水稳定检测，具体步骤如下：
[0034](1)将疏水性纳米智能指示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低花青素泄露的海藻酸钠/纤维素纳米晶体/蜂蜡基疏水性指示膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、制备海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜溶液：S1.将一定质量的海藻酸钠溶于蒸馏水，充分混合得到海藻酸钠成膜溶液；S2.将一定质量的黑豆皮花青素溶于S1制备的海藻酸钠成膜溶液中，充分混合得到海藻酸钠/黑豆皮花青素成膜溶液；S3.将一定量的纤维素纳米晶体溶于蒸馏水中，充分溶解后置于超声波细胞破碎仪中在一定条件下进行破碎处理，得到溶液体系均匀的纤维素纳米晶体悬浮液；S4.将S3制备的纤维素纳米晶体悬浮液与S2制备的海藻酸钠/黑豆皮花青素成膜溶液充分混合得到海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜溶液；步骤二、制备纳米智能指示膜：将步骤一得到的海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜溶液置于超声波清洗器中处理一定时间，去除气泡；取一定体积的成膜溶液倾注于膜胚上，在一定条件下干燥后得到纳米智能指示膜；步骤三：制备疏水溶液：取一定质量融化蜂蜡与正己烷
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聚二甲基硅氧烷溶液混合，超声波清洗器中处理一定时间混匀得到蜂蜡疏水溶液。步骤四：智能指示膜的疏水处理：取步骤三制备的蜂蜡疏水溶液以一定方式覆盖到智能指示膜表面，形成疏水层，静置一定时间得到疏水性纳米智能指示膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一S1中所述海藻酸钠成膜溶液中海藻酸钠的质量浓度为0.5～2.0g/100mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一S2中所述海藻酸钠/黑豆皮花青素成膜溶液中黑豆皮花青素质量浓度为0.02～0.3g/100mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一S3中所述海藻酸钠/黑豆皮花青素/纤维素纳米晶体成膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏秀芳，石硕，孔保华，张浩，刘骞，王博，张宏伟，陈倩，孙方达，刘昊天，王辉，王浩，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：