微生物改性木质素复合胶原蛋白薄膜、制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及微生物改性木质素复合胶原蛋白薄膜、制备与应用，属于复合膜技术领域。将生物质使用碱预处理，得到初始富含木质素复合物，并进行灭菌；然后加入能够食用的真菌进行培养，所述能够食用的真菌用于使木质素降解，培养后去沉淀取上清液；将胶原蛋白溶胀并调节pH至碱性，然后加入上清液中，充分混匀，得到混合溶液；再倒入平板中，然后干燥，即得到微生物改性碱处理木质素复合胶原蛋白薄膜。本发明专利技术的复合膜具有抗菌活性高，抗氧化能力强，表面均匀，柔韧性好等优点；其原料为胶原蛋白和改性木质素，均为生物可再生资源，对环境危害小，成本低，成膜性强。成膜性强。成膜性强。

【技术实现步骤摘要】
微生物改性木质素复合胶原蛋白薄膜、制备与应用


[0001]本专利技术属于复合膜
，更具体地，涉及微生物改性木质素复合胶原蛋白薄膜、制备与应用。

技术介绍

[0002]胶原蛋白是一种从动物皮肤、肌腱和各种结缔组织中获得的蛋白质，可形成具有高表面均匀性、柔韧性的薄膜。在食品包装行业，由于对环境的危害较小，生物降解聚合物相比于化石基聚合物拥有更好的环境友好性和可持续发展性。胶原蛋白可以自组装形成具有高表面均匀性和柔韧性的薄膜，但其作为包装材料的应用受到机械强度低、抗菌性能弱、抗氧化性能弱的限制。研究表明，胶原膜的性能可以通过与其他天然聚合物(如多糖、精油和多酚)交联来改善。
[0003]木质素是一种丰富的天然聚合物，含有许多官能团(酚类和脂肪族羟基、羰基、羧基和甲氧基)。木质素作为仅次于纤维素的第二丰富的可再生和可生物降解的自然资源，具有抗氧化、抗菌和阻隔特性。其结构中含有许多不同比例的官能团，为化学改性和极性调整提供了空间，以产生与适当聚合物基质的相容性、特定的抗氧化性能和紫外线稳定效果。木质素具有芳香族和高度交联的结构，并且由于其官能团而具有很强的反应性，将生物质经过碱处理后经生物改性得到的木质素(APL)加入到复合薄膜中可以与胶原蛋白相互作用，加强胶原蛋白之间以及胶原蛋白和木质素(APL)之间的交联，从而增加其机械强度，但在实际应用中，木质素结构和分子量的异质性和顽固倾向限制了其反应活性，使其成为薄膜材料存在一定的限制。
[0004]综上所述，为了适应社会经济发展的需要以及响应国家可持续发展战略，提供一种安全环保的新型食品包装薄膜颇具意义。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种微生物改性木质素复合胶原蛋白膜及其制备方法与应用，以胶原蛋白网络为基体，添加生物改性后的木质素(APL)为辅料，制备出机械性能强，抗氧化性，抗菌活性高，表面均匀的绿色环保无毒害食品包装薄膜。
[0006]根据本专利技术第一方面，提供了一种微生物改性木质素复合胶原蛋白膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将生物质使用碱预处理，离心去除沉淀，得到富含木质素复合物，并进行灭菌；
[0008](2)向步骤(1)得到的灭菌后的富含木质素复合物溶液加入能够食用的真菌进行培养，所述能够食用的真菌用于使木质素降解，培养后去沉淀取上清液；
[0009](3)将胶原蛋白溶胀并调节pH至碱性，然后加入步骤(2)得到的上清液中，充分混匀，得到混合溶液；
[0010](4)将步骤(3)得到的混合溶液倒入平板中，然后干燥，即得到微生物改性木质素复合胶原蛋白薄膜。
[0011]优选地，步骤(2)中，所述能够食药用的真菌为刺孢小克银汉霉科、灵芝菌科、平菇菌科、裂褶菌科或炭角菌科。
[0012]优选地，步骤(3)中，包括向混合溶液中加入甘油。
[0013]优选地，所述甘油的质量为胶原蛋白的质量与上清液中固形物质量总和的10％
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20％。
[0014]优选地，步骤(2)中，所述培养的时间为3天
‑
10天。
[0015]优选地，步骤(3)中，所述胶原蛋白与上清液中固形物的质量比为(1
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5):1。
[0016]优选地，所述木质素来源于秸秆、草或树木。
[0017]根据本专利技术另一方面，提供了任意一项所述方法制备得到的微生物改性木质素复合胶原蛋白膜。
[0018]根据本专利技术另一方面，提供了所述的微生物改性木质素复合胶原蛋白膜用于食品包装膜的应用。
[0019]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0020](1)本专利技术对生物质进行碱处理得到富含木质素复合物，并对其进行生物改性得到的木质素(APL)。根据木质素(APL)中丰富的功能性组分，如：酚羟基，甲氧基，羧基等这一特点，利用微生物菌群对其进行发酵改性，提升了木质素(APL)的抗氧化性、抗菌性等，为获得优质食品薄膜提供了良好的材料。本专利技术的复合食品包装薄膜具有抗菌活性高，抗氧化能力强，表面均匀，柔韧性好等优点。其原料为胶原蛋白和改性木质素(APL)，均为生物可再生资源，对环境危害小，成本低，成膜性强，其合成的食品薄膜在应用前景上能与以化石基聚合物为原料制备的薄膜相媲美，在市场上占有一席之地。
[0021](2)本专利技术中木质素(APL)由于碱预处理通常含有多糖和单糖，这些多糖的含量会对后续膜的力学性能产生不同的影响。经过生物修饰后，真菌利用木质素(APL)中的糖，使其木质素(APL)中的总糖减少。根据成分分析，由于真菌对糖的消耗，所有真菌处理过的木质素(APL)中纤维素和半纤维素含量均有所降低，不同真菌处理过的木质素(APL)中组分的变化以及通过GC
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MS(气相色谱
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质谱联用仪)测得芳香族化合物含量，进一步证实了该真菌对木质素(APL)的降解作用。并随之与胶原蛋白结合制备薄膜，实现抗菌性、抗氧化性和机械强度的同时提高。因此，生物改性碱处理木质素，将复杂的大分子部分降解成有功能性的小分子单元，改善了胶原蛋白薄膜本身存在的低机械强度，低抗菌性与低抗氧化性等问题。本专利技术相比于改善胶原蛋白性能的传统方法，该方法操作简单，成本较低，产量可观，不会产生有毒有害的化学物质，是一种绿色简便的改善薄膜保鲜性能的手段。
[0022](3)本专利技术优选地，还包括加入甘油作为增塑剂，提升薄膜柔韧性。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的生产工艺流程图。
[0024]图2是根据本专利技术中生物改性碱处理木质素糖含量与可溶性固含量变化图。
[0025]图3是根据本专利技术中不同生物改性碱处理木质素经GC
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MS(气相色谱
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质谱联用仪)测得芳香族化合物差异。
[0026]图4是根据本专利技术制备的APL/胶原蛋白复合薄膜测得的表面SEM显微图；其中：A/
a:纯胶原蛋白薄膜；B/b:胶原蛋白/未改性APL复合薄膜；C/c:胶原蛋白/FR3改性APL复合薄膜；D/d:胶原蛋白/EN2改性APL复合薄膜；E/e:胶原蛋白/BP3改性APL复合薄膜；F/f:胶原蛋白/DS1改性APL复合薄膜；G/g:胶原蛋白/XY改性APL复合薄膜。
[0027]图5是根据本专利技术中不同生物改性碱处理木质素APL与胶原蛋白制备复合薄膜抗菌性测试图。
[0028]图6是根据本专利技术中不同生物改性碱处理木质素APL与胶原蛋白制备复合薄膜抗氧化性测试图。
[0029]图7是根据本专利技术中不同生物改性碱处理木质素APL与胶原蛋白制备复合薄膜机械强度测试图。
[0030]图8是根据本专利技术中不同生物改性碱处理木质素APL与胶原蛋白制备复合薄膜展示图。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物改性木质素复合胶原蛋白膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将生物质使用碱预处理，得到富含木质素复合物，并进行灭菌；(2)向步骤(1)得到的灭菌后的富含木质素复合物溶液加入能够食药用的真菌进行培养，所述能够食药用的真菌用于使木质素降解，培养后去沉淀取上清液；(3)将胶原蛋白液调节pH至碱性，然后加入步骤(2)得到的上清液中，充分混匀，得到混合溶液；(4)将步骤(3)得到的混合溶液倒入平板中，然后干燥，即得到微生物改性木质素复合胶原蛋白薄膜。2.如权利要求1所述的微生物改性木质素复合胶原蛋白膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述能够食药用的真菌为刺孢小克银汉霉科、灵芝菌科、平菇菌科、裂褶菌科或炭角菌科。3.如权利要求1或2所述的微生物改性木质素复合胶原蛋白膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，包括向混合溶液中加入甘油。4.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢尚县，周亚仙，阿丽特乃，
申请(专利权)人：广西神冠胶原生物集团有限公司，
类型：发明
国别省市：