一種抗菌保鮮液及其制備方法與應用與流程

本發明涉及一種保鮮液及其制備方法與應用，特別涉及一種抗菌保鮮液及其制備方法與應用，屬于鮮切果蔬保鮮材料領域。

背景技術：

為了減少鮮切果蔬的風味物質散失和營養成分消耗，防止微生物侵染，有效延長鮮切果蔬貯藏保鮮和銷售期限，從而提高商品價值和市場競爭力，鮮切果蔬保鮮技術得以廣泛應用。例如中國專利申請201210261678.6或201210164045.3中公開的氣調保鮮技術，該技術運用較廣泛，但其成本高，運用不方便。作為日常生活保鮮手段，塑料保鮮袋或保鮮膜十分常用，例如中國專利申請201420297613.1或201620490993.X公開的保鮮膜或裝置，但是塑料不可降解，這引起人們對可食性可降解材料研究的興趣，各種可食性可降解保鮮液或保鮮包裝材料被開發出來，例如CN 105454411A、CN102369991A、CN 102369978A、CN105694483A、CN102972506A中公開的保鮮液或保鮮片，但這些保鮮劑大多都是如苯甲酸鈉或山梨酸鉀作為防腐劑，易對人體造成毒副作用，此外，這些保鮮劑的使用方法單一，原材料價格較貴，應用受到限制。因此，本領域亟需開發一種安全性能高、使用方便、能有效延長保質期的可食且可降解的保鮮材料。

技術實現要素：

本發明的目的之一在于提供一種抗菌保鮮液及其制備方法。

本發明的另一目的在于提供由所述抗菌保鮮液形成的抗菌薄膜及含其的復合抗菌薄膜。

本發明的再一目的在于提供所述抗菌保鮮液、所述抗菌薄膜或所述復合抗菌薄膜的應用。

為實現上述目的，本發明提供一種抗菌保鮮液(亦可稱膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液)，以其總量為100％計，其含有2wt.％～5wt.％的膠原蛋白、0.5wt.％～1.5wt.％檸檬酸、0.5wt.％～1wt.％氯化鈣、0.5wt.％～1wt.％的甘油、0.1wt.％～0.5wt.％乳酸鏈球菌肽及余量的水。

優選地，前述抗菌保鮮液含有3wt.％～5wt.％的膠原蛋白、0.8wt.％～1.2wt.％檸檬酸、0.8wt.％～1wt.％氯化鈣、0.8wt.％～1wt.％的甘油、0.3wt.％～0.5wt.％乳酸鏈球菌肽及余量的水。例如前述抗菌保鮮液含有3wt.％的膠原蛋白、1wt.％的檸檬酸、1wt.％的氯化鈣、1wt.％的甘油、0.3wt.％的乳酸鏈球菌肽及余量的水，或其含有5wt.％的膠原蛋白、1.5wt.％的檸檬酸、1wt.％的氯化鈣、1wt.％的甘油、0.5wt.％乳酸鏈球菌肽及余量的水。

本發明抗菌保鮮液是一種安全性能高、使用方便、能有效延長保質期的可食且可降解的保鮮材料。本發明的配方中，魚鱗膠原蛋白能夠在食品表面形成一種半滲透的阻隔膜，減少氧氣的透過和水分的散失，為食品的貯藏保鮮提供良好的環境條件；乳酸鏈球菌肽能夠在食品表面發揮良好的殺菌作用，抑制微生物的生長繁殖，保持食品的營養與衛生；氯化鈣的加入能夠增強或維持食品的硬度，保持食品的結構完整性和感官品質；檸檬酸的加入能夠降低抗菌溶液的pH，遠離魚鱗膠原蛋白的等電點，增大其溶解性，維持乳酸鏈球菌肽在溶液及在食品表面成膜后的穩定性，同時較低的pH能夠與乳酸鏈球菌肽協同產生殺菌作用；甘油作為塑化劑，增加膜的韌性和保濕性。

本發明抗菌保鮮液適用于多種鮮切果蔬，如鮮切哈密瓜，無需經過消毒處理，用本發明涉及到的抗菌保鮮液處理過后的鮮切哈密瓜只需放置于塑料托盤中，以保鮮膜覆蓋，放置于0～10℃環境下貯藏即可，塑料托盤和保鮮膜無需消毒滅菌處理，即可達到良好的貯藏保鮮效果。

如無特殊說明，本發明所指含量或比例均為重量或重量比例。

優選地，本發明所述膠原蛋白為魚鱗膠原蛋白。本發明所述魚鱗膠原蛋白為從水產品加工副產物，可按現有技術制備得到，采用魚鱗膠原蛋白可變廢為寶，降低材料成本。

本發明還提供一種前述抗菌保鮮液的制備方法，其包括稱取檸檬酸、膠原蛋白、氯化鈣、甘油、乳酸鏈球菌肽；然后按照檸檬酸、膠原蛋白、氯化鈣、甘油、乳酸鏈球菌肽的順序依次加入水中得所述抗菌保鮮液，加入每種物質攪拌澄清后再加入下一種物質；優選地，還對所得抗菌保鮮液進行脫氣。

本發明還提供一種抗菌薄膜(亦可稱膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮薄膜)，其是由前述抗菌保鮮液失去水分后形成的。

作為本發明一具體實施方式，前述抗菌薄膜可由前述的抗菌保鮮液按如下方法制備得到的：

用預熱的流延刀將前述的抗菌保鮮液均勻涂在流延機的鋼帶上，進入加熱區后，控制該加入區中的鋼帶的溫度為75～90℃，并用熱風干燥7～15min，進入冷卻區，控制該冷卻區中鋼帶溫度為40～50℃，并以濕度為20～40％的冷風降溫5～10min后，用冷卻刮刀揭膜，得到所述抗菌薄膜。

如上所述，本發明提供了前述抗菌薄膜的制備方法，其包括用預熱的流延刀將前述的抗菌保鮮液均勻涂在流延機的鋼帶上，進入加熱區后，控制該加入區中的鋼帶溫度為75～90℃，并用熱風干燥7～15min，進入冷卻區，控制該冷卻區中鋼帶溫度為40～50℃，并以濕度為20～40％的冷風降溫5～10min后，用冷卻刮刀揭膜，得到所述抗菌薄膜。例如將膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液通過預熱的流延刀涂布在加熱至75～85℃的鋼帶上，在熱風干燥下干燥10min，然后在鋼帶40℃加熱和30％濕度的冷風降溫5min后，利用刮刀揭膜，收卷，得到膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮薄膜。

本發明還可提供一種復合抗菌薄膜，其含有前述的抗菌薄膜。優選地，該復合抗菌膜包括基層及與其貼合的前述抗菌薄膜，所述基層包括塑料薄膜、紙張或無紡布。該復合抗菌薄膜可以涂膜的方式將前述抗菌保鮮液涂布在塑料薄膜、紙張或無紡布上，待抗菌保鮮液蒸發失去水分后，形成的抗菌薄膜即貼合在基層上。

本發明提供前述的抗菌保鮮液，或前述的抗菌薄膜，或前述的復合抗菌薄膜在鮮切果蔬如鮮切蘋果、鮮切哈密瓜、鮮切草莓等的保鮮中的應用。優選地，該鮮切果蔬為鮮切哈密瓜。

作為本發明的一具體實施方式，當采用所述抗菌保鮮液時，無需將鮮切果蔬進行消毒處理，直接將其浸漬于其中，晾干后貯藏；或無需將鮮切果蔬進行消毒處理，直接向其表面噴灑所述抗菌溶液，晾干后貯藏。抗菌保鮮液晾干后會在鮮切果蔬表面形成一層薄膜，該薄膜對鮮切果蔬起保鮮作用。貯藏的方式本發明不作限定，按照一般方式即可，例如在常溫下(如0～10℃)或在冷藏條件下均可。

當采用所述抗菌薄膜或所述復合抗菌薄膜時，無需將鮮切果蔬進行消毒處理，使用它們或由它們制成的薄膜袋將鮮切果蔬包覆，使其與空氣隔離，然后儲藏。

作為本發明一具體實施方式，當處理鮮切哈密瓜時，無需經過消毒處理，用本發明涉及到的抗菌保鮮液處理過后的鮮切哈密瓜只需放置于塑料托盤中，以保鮮膜覆蓋，放置于0～10℃環境下貯藏即可，塑料托盤和保鮮膜無需消毒滅菌處理，即可達到良好的貯藏保鮮效果。

綜上可知，本發明主要提供了一種抗菌保鮮液或由其制成的抗菌薄膜，這類抗菌保鮮液或抗菌薄膜是一種安全性能高、使用方便、能有效延長保質期的可食且可降解的保鮮材料。

附圖說明

圖1為本發明實施例4中4種保鮮膜的掃描電鏡圖。

圖2為本發明實施例4中保鮮膜的紅外光譜圖。

圖3A及圖3B為本發明實施例4中大腸桿菌(E.coli)與金黃色葡萄球菌(S.aureus)的生長曲線。

圖4為本發明實施例4中對照組及CN1～CN4的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈效果圖。

圖5為本發明實施例4中待處理前的鮮切哈密瓜的照片。

圖6為本發明實施例4中對照組處理后第8天的鮮切哈密瓜的照片。

圖7為本發明實施例4中CN1處理后第8天鮮切哈密瓜的照片。

圖8為本發明實施例4中對照組及CN1～CN4對鮮切哈迷瓜失重率的影響圖。

圖9為本發明實施例4中對照組及CN1～CN4對鮮切哈迷瓜菌落總數的影響圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現結合具體實施例對本發明的技術方案進行以下詳細說明，應理解這些實例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。實施例中，各原始試劑材料均可商購獲得，未注明具體條件的實驗方法為所屬領域熟知的常規方法和常規條件，或按照儀器制造商所建議的條件。

實施例1

本實施例提供一種魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液及其制備方法與使用方法，以其總重量為100％計，其由下列重量的成分組成：魚鱗膠原蛋白3wt.％、檸檬酸0.5wt.％、氯化鈣1wt.％、甘油1wt.％、乳酸鏈球菌肽0.3wt.％，余量為蒸餾水。

本實施例魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液可按如下方法制備：按重量稱取的檸檬酸、魚鱗魚膠蛋白、氯化鈣、甘油、乳酸鏈球菌肽按照先后順序依次溶于蒸餾水中，加入每種物質后待溶液攪拌澄清后加入下一種物質，加入最后一種物質后攪拌至溶液澄清，在真空條件下脫氣0.5小時即得所述抗菌保鮮液。

可采用如下方式使用本實施例制備得到的魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液：將鮮切果蔬浸泡于上述溶液中1min后，在空氣中晾干，保鮮液在鮮切果蔬表面形成一層半透明的抗菌保鮮膜，然后將浸漬處理的鮮切果蔬置于常溫下或冷藏條件下貯藏。

實施例2

本實施例提供一種魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液及其制備方法與應用，以其總重量為100％計，其由下列重量的成分組成：魚鱗膠原蛋白4wt.％、檸檬酸1wt.％、氯化鈣1wt.％、甘油1wt.％、乳酸鏈球菌肽0.4wt.％，余量為蒸餾水。

本實施例魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液可按如下方法制備：按重量稱取的檸檬酸、魚鱗魚膠蛋白、氯化鈣、甘油、乳酸鏈球菌肽按照先后順序依次溶于蒸餾水中，加入每種物質后待溶液攪拌澄清后加入下一種物質，加入最后一種物質后攪拌至溶液澄清，然后在真空條件下脫氣0.5小時即得本實施例抗菌保鮮液。

可采用如下方式使用本實施例制備得到的魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液：用噴霧器向鮮切果蔬表面噴灑上述溶液，噴涂均勻后，在空氣中晾干，置于常溫下或冷藏條件下貯藏。

實施例3

本實施例提供一種魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液及其制備方法與應用，以其總重量為100％計，其由下列重量的成分組成：魚鱗膠原蛋白3wt.％、檸檬酸1wt.％、氯化鈣0.75wt.％、甘油1wt.％、乳酸鏈球菌肽0.5wt.％，余量為蒸餾水。

本實施例魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮液可按如下方法制備：按重量稱取的檸檬酸、魚鱗膠蛋白、氯化鈣、甘油、乳酸鏈球菌肽按照先后順序依次溶于蒸餾水中，加入每種物質后待溶液攪拌澄清后再加入下一種物質，加入最后一種物質后攪拌至溶液澄清，然后在真空條件下脫氣0.5小時即得本實施例抗菌保鮮液。

本實施例按如下方法以如上制備得到的抗菌保鮮液為原料來制備魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮膜：用預熱的流延刀將上述抗菌保鮮液均勻涂在流延機的鋼帶上，進入加熱區后，控制該加熱區中鋼帶的溫度為80℃，并用熱風干燥10min，進入冷卻區，控制該冷卻區中鋼帶溫度為40℃，并以濕度為20～40％的冷風降溫5min后，用冷卻刮刀揭膜，得到魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌保鮮膜。

用上述抗菌保鮮膜制袋或包覆在鮮切果蔬表面，與空氣隔離，放置于常溫或冷藏環境下貯藏。

按本實施例相同的方法，以實施例1中的抗菌保鮮液制備抗菌保鮮膜，測得該膜的性能參數如下表1所示：

表1魚鱗膠原蛋白/乳酸鏈球菌肽抗菌薄膜的性能

實施例4

本實施例研究下表2中保鮮液的性能及其效果，其中對照組為蒸餾水。

表2抗菌保鮮液原料組成

(1)保鮮膜的掃描電鏡圖

抗菌保鮮液按照實施例1相同的方法制備，并將CN0、CN1、CN2和CN3保鮮液按照實施例3的方法，分別制備成CN0、CN1、CN2和CN3可食性保鮮膜，將保鮮膜剪切成小塊，經過噴金處理后，在加速電壓5.00KV下，通過掃描電鏡觀察薄膜樣品的微觀結構。所得結果如圖1所示，從圖1中可以看出，膠原蛋白在干燥過程中，與氯化鈣絡合形成直徑200nm膠原蛋白纖維，排列整齊致密。隨著乳酸鏈球菌素的含量增加，薄膜的仍然表現致密，但薄膜的表面有鹽的結晶析出，這是因為商用乳酸鏈球菌素產品是由乳酸鏈球菌素與氯化鈉復配形成的，隨著溶液的蒸干，氯化鈉在薄膜表面析出結晶。

(2)保鮮膜的紅外光譜檢測

將上述制得的CN0、CN1、CN2和CN3可食性保鮮膜分別在60℃條件下干燥6個小時后，在研缽中研磨粉碎后，與溴化鉀混合，擠壓成片，通過傅里葉紅外光譜儀對薄膜進行檢測。所得結果如圖2所示，從圖2中可以看出，魚鱗膠原粉末的4個特征峰分別為：3298cm^-1(酰胺-A的N-H鍵)，2958cm^-1(酰胺-B的-CH₂不對稱伸縮峰)，1649cm^-1(與酰胺-I的COO氫鍵鍵合C＝O拉伸峰)，1543cm^-1(N-H的彎曲振動峰和酰胺-II的C-N鍵的彈性振動峰)。對于乳酸鏈球菌素粉末，酰胺-A的N-H鍵，與酰胺-I的COO氫鍵鍵合C＝O拉伸峰，N-H的彎曲振動峰和酰胺-II的C-N鍵的彈性振動峰分別在3288cm^-1、1657cm^-1和1535cm^-1，與膠原蛋白吸收峰的不同可能是由于氨基酸排列以及與氯化鈉的螯合導致的。與魚鱗膠原蛋白的特征峰相比，CN0、CN1、CN2和CN3保鮮膜的酰胺-A的振幅顯著下降，這可能是由于N-H與檸檬酸鍵合導致的。酰胺-I和酰胺-II的吸收峰轉移至1657^-1cm和1557^-1cm，這可能是因為酰胺-I(C＝O鍵)與鈣離子螯合導致。

(3)保鮮液對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的影響

將對照組及CN0、CN1、CN2、CN3分別加入大腸桿菌和金黃色葡萄球菌菌落含量為10³CFU/ml的液體培養基中，隨著時間變化，測量液體培養基中的菌落含量，得到對照組及保鮮液對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長曲線的影響。所得結果如圖3A和圖3B所示，從圖3A及圖3B中可以看出沒有添加保鮮液的液體培養基中，大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的菌落數隨著時間的延長加速增長。CN0保鮮液能夠使液體培養基中的大腸桿菌保持在3.5log(cfu/ml)具有良好的抑制作用。CN1、CN2、CN3保鮮液分別在6、4、2小時內完全抑制大腸桿菌的生長。對于金黃色葡萄球菌，CN0在第6個小時能夠完全抑制其生長繁殖，CN1、CN2、CN3在第2個小時就能夠完全抑制金黃色葡萄球菌。可以看出在魚鱗膠原蛋白保鮮液中添加0.1％～0.5％的乳酸鏈球菌素能夠極其有效地抑制微生物的生長繁殖，且對于金黃色葡萄球菌的抑制作用更為顯著。

按照標準方法測試對照組及CN1～CN4的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈，所得結果如圖4所示，從圖4中可以看出，抗菌保鮮液對于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌作用隨著乳酸鏈球菌素含量的增加而增強。在保鮮液中乳酸鏈球菌素含量相同的情況下，保鮮液對金黃色葡萄球菌的抑菌效果要強于大腸桿菌。抑菌圈直徑見表3。

表3對照組及CN1～CN4保鮮液對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑

“-”代表無抑菌效果。a,b,c代表抑菌效果的顯著性差異(P<0.05)。

(4)鮮切哈密瓜的失重率測定

將鮮切哈密瓜分別浸泡于對照組及各抗菌保鮮液中1min后，在空氣中晾干，保鮮液在鮮切果蔬表面形成一層半透明的抗菌保鮮膜，然后將浸漬處理的鮮切哈密瓜每組樣品取三個托盤放置在冷藏0～4℃環境下貯藏，分別在第0、2、4、6和8天對樣品的重量進行稱量。失重率＝a/b×100％其中a為貯后總重，b為貯前總重。

圖5為待處理前的鮮切哈密瓜的照片，圖6為對照組處理后第8天的鮮切哈密瓜的照片，可以看出有果塊有大量失水，表面有大量菌斑形成。圖7為CN1處理后第8天鮮切哈密瓜的照片，顯示果塊有部分失水，表面無肉眼可見菌落。對比圖6及圖7可以看出用抗菌保鮮液處理過的鮮切哈密瓜在第8天感官明顯好于對照組，可見抗菌保鮮液可以有效維持鮮切哈密瓜品質，延長其保質期。

圖8為對照組及CN1～CN4對鮮切哈迷瓜失重率的影響圖，從圖中可以看出對照組的失重率在0至10天快速上升至5.2％，而其余四組樣品的失重率始終低于2.1％，證明本發明抗菌保鮮液能夠有效減少水分的流失。

(5)鮮切哈密瓜的菌落總數的測定

參照GB4789.2-2010食品衛生微生物學檢驗，菌落總數的測定進行測定：稱取25g樣品放入盛有225mL生理鹽水的無菌均質袋中，用拍擊式均質器拍打1min～2min，制成1:10的樣品菌夜。沿管壁緩慢(1ml移液槍移取1:10勻液1ml注入9ml生理鹽水的無菌試管，振蕩試管形成1:100的勻液。按上述步驟做等梯度稀釋。根據樣品污染狀況的估計選擇2-3個稀釋度的樣品勻液，每個做兩組平行，空白生理鹽水做對照。及時將15ml-20ml冷制46攝氏度的平板計數瓊脂溶液培養基(傾注平皿，并轉動平皿使其混合均勻。待脂凝固后，將平板翻轉，在37℃條件下培養約24小時。所得結果如圖圖9為對照組及CN1～CN4對鮮切哈迷瓜菌落總數的影響，從圖9中可以看出菌落總數6log(CFU/ml)為最低可食用標準可見，對照組在第4天菌落數超過6log(CFU/ml)不可食用。CN0組的樣品在第10天不可食用，而CN1、CN2、CN3的菌落數仍低于6log(CFU/ml)。表明本發明抗菌保鮮液能夠有效代替果皮減少微生物在鮮切哈密瓜表面的繁殖，其能夠延長鮮切哈密瓜的貨架期至第10天，相對于無處理組能夠延長6天。以上實驗表明本發明抗菌保鮮液對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最好，對大腸桿菌的抑菌效果次之，其能夠有效延長鮮切哈密瓜的保質期4～6天。

最后說明的是：以上實施例僅用于說明本發明的實施過程和特點，而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，均應涵蓋在本發明的保護范圍當中。