一种抗菌保鲜液及其制备方法与应用与流程

本发明涉及一种保鲜液及其制备方法与应用，特别涉及一种抗菌保鲜液及其制备方法与应用，属于鲜切果蔬保鲜材料领域。

背景技术：

为了减少鲜切果蔬的风味物质散失和营养成分消耗，防止微生物侵染，有效延长鲜切果蔬贮藏保鲜和销售期限，从而提高商品价值和市场竞争力，鲜切果蔬保鲜技术得以广泛应用。例如中国专利申请201210261678.6或201210164045.3中公开的气调保鲜技术，该技术运用较广泛，但其成本高，运用不方便。作为日常生活保鲜手段，塑料保鲜袋或保鲜膜十分常用，例如中国专利申请201420297613.1或201620490993.X公开的保鲜膜或装置，但是塑料不可降解，这引起人们对可食性可降解材料研究的兴趣，各种可食性可降解保鲜液或保鲜包装材料被开发出来，例如CN 105454411A、CN102369991A、CN 102369978A、CN105694483A、CN102972506A中公开的保鲜液或保鲜片，但这些保鲜剂大多都是如苯甲酸钠或山梨酸钾作为防腐剂，易对人体造成毒副作用，此外，这些保鲜剂的使用方法单一，原材料价格较贵，应用受到限制。因此，本领域亟需开发一种安全性能高、使用方便、能有效延长保质期的可食且可降解的保鲜材料。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种抗菌保鲜液及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供由所述抗菌保鲜液形成的抗菌薄膜及含其的复合抗菌薄膜。

本发明的再一目的在于提供所述抗菌保鲜液、所述抗菌薄膜或所述复合抗菌薄膜的应用。

为实现上述目的，本发明提供一种抗菌保鲜液(亦可称胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液)，以其总量为100％计，其含有2wt.％～5wt.％的胶原蛋白、0.5wt.％～1.5wt.％柠檬酸、0.5wt.％～1wt.％氯化钙、0.5wt.％～1wt.％的甘油、0.1wt.％～0.5wt.％乳酸链球菌肽及余量的水。

优选地，前述抗菌保鲜液含有3wt.％～5wt.％的胶原蛋白、0.8wt.％～1.2wt.％柠檬酸、0.8wt.％～1wt.％氯化钙、0.8wt.％～1wt.％的甘油、0.3wt.％～0.5wt.％乳酸链球菌肽及余量的水。例如前述抗菌保鲜液含有3wt.％的胶原蛋白、1wt.％的柠檬酸、1wt.％的氯化钙、1wt.％的甘油、0.3wt.％的乳酸链球菌肽及余量的水，或其含有5wt.％的胶原蛋白、1.5wt.％的柠檬酸、1wt.％的氯化钙、1wt.％的甘油、0.5wt.％乳酸链球菌肽及余量的水。

本发明抗菌保鲜液是一种安全性能高、使用方便、能有效延长保质期的可食且可降解的保鲜材料。本发明的配方中，鱼鳞胶原蛋白能够在食品表面形成一种半渗透的阻隔膜，减少氧气的透过和水分的散失，为食品的贮藏保鲜提供良好的环境条件；乳酸链球菌肽能够在食品表面发挥良好的杀菌作用，抑制微生物的生长繁殖，保持食品的营养与卫生；氯化钙的加入能够增强或维持食品的硬度，保持食品的结构完整性和感官品质；柠檬酸的加入能够降低抗菌溶液的pH，远离鱼鳞胶原蛋白的等电点，增大其溶解性，维持乳酸链球菌肽在溶液及在食品表面成膜后的稳定性，同时较低的pH能够与乳酸链球菌肽协同产生杀菌作用；甘油作为塑化剂，增加膜的韧性和保湿性。

本发明抗菌保鲜液适用于多种鲜切果蔬，如鲜切哈密瓜，无需经过消毒处理，用本发明涉及到的抗菌保鲜液处理过后的鲜切哈密瓜只需放置于塑料托盘中，以保鲜膜覆盖，放置于0～10℃环境下贮藏即可，塑料托盘和保鲜膜无需消毒灭菌处理，即可达到良好的贮藏保鲜效果。

如无特殊说明，本发明所指含量或比例均为重量或重量比例。

优选地，本发明所述胶原蛋白为鱼鳞胶原蛋白。本发明所述鱼鳞胶原蛋白为从水产品加工副产物，可按现有技术制备得到，采用鱼鳞胶原蛋白可变废为宝，降低材料成本。

本发明还提供一种前述抗菌保鲜液的制备方法，其包括称取柠檬酸、胶原蛋白、氯化钙、甘油、乳酸链球菌肽；然后按照柠檬酸、胶原蛋白、氯化钙、甘油、乳酸链球菌肽的顺序依次加入水中得所述抗菌保鲜液，加入每种物质搅拌澄清后再加入下一种物质；优选地，还对所得抗菌保鲜液进行脱气。

本发明还提供一种抗菌薄膜(亦可称胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜薄膜)，其是由前述抗菌保鲜液失去水分后形成的。

作为本发明一具体实施方式，前述抗菌薄膜可由前述的抗菌保鲜液按如下方法制备得到的：

用预热的流延刀将前述的抗菌保鲜液均匀涂在流延机的钢带上，进入加热区后，控制该加入区中的钢带的温度为75～90℃，并用热风干燥7～15min，进入冷却区，控制该冷却区中钢带温度为40～50℃，并以湿度为20～40％的冷风降温5～10min后，用冷却刮刀揭膜，得到所述抗菌薄膜。

如上所述，本发明提供了前述抗菌薄膜的制备方法，其包括用预热的流延刀将前述的抗菌保鲜液均匀涂在流延机的钢带上，进入加热区后，控制该加入区中的钢带温度为75～90℃，并用热风干燥7～15min，进入冷却区，控制该冷却区中钢带温度为40～50℃，并以湿度为20～40％的冷风降温5～10min后，用冷却刮刀揭膜，得到所述抗菌薄膜。例如将胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液通过预热的流延刀涂布在加热至75～85℃的钢带上，在热风干燥下干燥10min，然后在钢带40℃加热和30％湿度的冷风降温5min后，利用刮刀揭膜，收卷，得到胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜薄膜。

本发明还可提供一种复合抗菌薄膜，其含有前述的抗菌薄膜。优选地，该复合抗菌膜包括基层及与其贴合的前述抗菌薄膜，所述基层包括塑料薄膜、纸张或无纺布。该复合抗菌薄膜可以涂膜的方式将前述抗菌保鲜液涂布在塑料薄膜、纸张或无纺布上，待抗菌保鲜液蒸发失去水分后，形成的抗菌薄膜即贴合在基层上。

本发明提供前述的抗菌保鲜液，或前述的抗菌薄膜，或前述的复合抗菌薄膜在鲜切果蔬如鲜切苹果、鲜切哈密瓜、鲜切草莓等的保鲜中的应用。优选地，该鲜切果蔬为鲜切哈密瓜。

作为本发明的一具体实施方式，当采用所述抗菌保鲜液时，无需将鲜切果蔬进行消毒处理，直接将其浸渍于其中，晾干后贮藏；或无需将鲜切果蔬进行消毒处理，直接向其表面喷洒所述抗菌溶液，晾干后贮藏。抗菌保鲜液晾干后会在鲜切果蔬表面形成一层薄膜，该薄膜对鲜切果蔬起保鲜作用。贮藏的方式本发明不作限定，按照一般方式即可，例如在常温下(如0～10℃)或在冷藏条件下均可。

当采用所述抗菌薄膜或所述复合抗菌薄膜时，无需将鲜切果蔬进行消毒处理，使用它们或由它们制成的薄膜袋将鲜切果蔬包覆，使其与空气隔离，然后储藏。

作为本发明一具体实施方式，当处理鲜切哈密瓜时，无需经过消毒处理，用本发明涉及到的抗菌保鲜液处理过后的鲜切哈密瓜只需放置于塑料托盘中，以保鲜膜覆盖，放置于0～10℃环境下贮藏即可，塑料托盘和保鲜膜无需消毒灭菌处理，即可达到良好的贮藏保鲜效果。

综上可知，本发明主要提供了一种抗菌保鲜液或由其制成的抗菌薄膜，这类抗菌保鲜液或抗菌薄膜是一种安全性能高、使用方便、能有效延长保质期的可食且可降解的保鲜材料。

附图说明

图1为本发明实施例4中4种保鲜膜的扫描电镜图。

图2为本发明实施例4中保鲜膜的红外光谱图。

图3A及图3B为本发明实施例4中大肠杆菌(E.coli)与金黄色葡萄球菌(S.aureus)的生长曲线。

图4为本发明实施例4中对照组及CN1～CN4的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈效果图。

图5为本发明实施例4中待处理前的鲜切哈密瓜的照片。

图6为本发明实施例4中对照组处理后第8天的鲜切哈密瓜的照片。

图7为本发明实施例4中CN1处理后第8天鲜切哈密瓜的照片。

图8为本发明实施例4中对照组及CN1～CN4对鲜切哈迷瓜失重率的影响图。

图9为本发明实施例4中对照组及CN1～CN4对鲜切哈迷瓜菌落总数的影响图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中，各原始试剂材料均可商购获得，未注明具体条件的实验方法为所属领域熟知的常规方法和常规条件，或按照仪器制造商所建议的条件。

实施例1

本实施例提供一种鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液及其制备方法与使用方法，以其总重量为100％计，其由下列重量的成分组成：鱼鳞胶原蛋白3wt.％、柠檬酸0.5wt.％、氯化钙1wt.％、甘油1wt.％、乳酸链球菌肽0.3wt.％，余量为蒸馏水。

本实施例鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液可按如下方法制备：按重量称取的柠檬酸、鱼鳞鱼胶蛋白、氯化钙、甘油、乳酸链球菌肽按照先后顺序依次溶于蒸馏水中，加入每种物质后待溶液搅拌澄清后加入下一种物质，加入最后一种物质后搅拌至溶液澄清，在真空条件下脱气0.5小时即得所述抗菌保鲜液。

可采用如下方式使用本实施例制备得到的鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液：将鲜切果蔬浸泡于上述溶液中1min后，在空气中晾干，保鲜液在鲜切果蔬表面形成一层半透明的抗菌保鲜膜，然后将浸渍处理的鲜切果蔬置于常温下或冷藏条件下贮藏。

实施例2

本实施例提供一种鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液及其制备方法与应用，以其总重量为100％计，其由下列重量的成分组成：鱼鳞胶原蛋白4wt.％、柠檬酸1wt.％、氯化钙1wt.％、甘油1wt.％、乳酸链球菌肽0.4wt.％，余量为蒸馏水。

本实施例鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液可按如下方法制备：按重量称取的柠檬酸、鱼鳞鱼胶蛋白、氯化钙、甘油、乳酸链球菌肽按照先后顺序依次溶于蒸馏水中，加入每种物质后待溶液搅拌澄清后加入下一种物质，加入最后一种物质后搅拌至溶液澄清，然后在真空条件下脱气0.5小时即得本实施例抗菌保鲜液。

可采用如下方式使用本实施例制备得到的鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液：用喷雾器向鲜切果蔬表面喷洒上述溶液，喷涂均匀后，在空气中晾干，置于常温下或冷藏条件下贮藏。

实施例3

本实施例提供一种鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液及其制备方法与应用，以其总重量为100％计，其由下列重量的成分组成：鱼鳞胶原蛋白3wt.％、柠檬酸1wt.％、氯化钙0.75wt.％、甘油1wt.％、乳酸链球菌肽0.5wt.％，余量为蒸馏水。

本实施例鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜液可按如下方法制备：按重量称取的柠檬酸、鱼鳞胶蛋白、氯化钙、甘油、乳酸链球菌肽按照先后顺序依次溶于蒸馏水中，加入每种物质后待溶液搅拌澄清后再加入下一种物质，加入最后一种物质后搅拌至溶液澄清，然后在真空条件下脱气0.5小时即得本实施例抗菌保鲜液。

本实施例按如下方法以如上制备得到的抗菌保鲜液为原料来制备鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜膜：用预热的流延刀将上述抗菌保鲜液均匀涂在流延机的钢带上，进入加热区后，控制该加热区中钢带的温度为80℃，并用热风干燥10min，进入冷却区，控制该冷却区中钢带温度为40℃，并以湿度为20～40％的冷风降温5min后，用冷却刮刀揭膜，得到鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌保鲜膜。

用上述抗菌保鲜膜制袋或包覆在鲜切果蔬表面，与空气隔离，放置于常温或冷藏环境下贮藏。

按本实施例相同的方法，以实施例1中的抗菌保鲜液制备抗菌保鲜膜，测得该膜的性能参数如下表1所示：

表1鱼鳞胶原蛋白/乳酸链球菌肽抗菌薄膜的性能

实施例4

本实施例研究下表2中保鲜液的性能及其效果，其中对照组为蒸馏水。

表2抗菌保鲜液原料组成

(1)保鲜膜的扫描电镜图

抗菌保鲜液按照实施例1相同的方法制备，并将CN0、CN1、CN2和CN3保鲜液按照实施例3的方法，分别制备成CN0、CN1、CN2和CN3可食性保鲜膜，将保鲜膜剪切成小块，经过喷金处理后，在加速电压5.00KV下，通过扫描电镜观察薄膜样品的微观结构。所得结果如图1所示，从图1中可以看出，胶原蛋白在干燥过程中，与氯化钙络合形成直径200nm胶原蛋白纤维，排列整齐致密。随着乳酸链球菌素的含量增加，薄膜的仍然表现致密，但薄膜的表面有盐的结晶析出，这是因为商用乳酸链球菌素产品是由乳酸链球菌素与氯化钠复配形成的，随着溶液的蒸干，氯化钠在薄膜表面析出结晶。

(2)保鲜膜的红外光谱检测

将上述制得的CN0、CN1、CN2和CN3可食性保鲜膜分别在60℃条件下干燥6个小时后，在研钵中研磨粉碎后，与溴化钾混合，挤压成片，通过傅里叶红外光谱仪对薄膜进行检测。所得结果如图2所示，从图2中可以看出，鱼鳞胶原粉末的4个特征峰分别为：3298cm^-1(酰胺-A的N-H键)，2958cm^-1(酰胺-B的-CH₂不对称伸缩峰)，1649cm^-1(与酰胺-I的COO氢键键合C＝O拉伸峰)，1543cm^-1(N-H的弯曲振动峰和酰胺-II的C-N键的弹性振动峰)。对于乳酸链球菌素粉末，酰胺-A的N-H键，与酰胺-I的COO氢键键合C＝O拉伸峰，N-H的弯曲振动峰和酰胺-II的C-N键的弹性振动峰分别在3288cm^-1、1657cm^-1和1535cm^-1，与胶原蛋白吸收峰的不同可能是由于氨基酸排列以及与氯化钠的螯合导致的。与鱼鳞胶原蛋白的特征峰相比，CN0、CN1、CN2和CN3保鲜膜的酰胺-A的振幅显著下降，这可能是由于N-H与柠檬酸键合导致的。酰胺-I和酰胺-II的吸收峰转移至1657^-1cm和1557^-1cm，这可能是因为酰胺-I(C＝O键)与钙离子螯合导致。

(3)保鲜液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的影响

将对照组及CN0、CN1、CN2、CN3分别加入大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌落含量为10³CFU/ml的液体培养基中，随着时间变化，测量液体培养基中的菌落含量，得到对照组及保鲜液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长曲线的影响。所得结果如图3A和图3B所示，从图3A及图3B中可以看出没有添加保鲜液的液体培养基中，大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的菌落数随着时间的延长加速增长。CN0保鲜液能够使液体培养基中的大肠杆菌保持在3.5log(cfu/ml)具有良好的抑制作用。CN1、CN2、CN3保鲜液分别在6、4、2小时内完全抑制大肠杆菌的生长。对于金黄色葡萄球菌，CN0在第6个小时能够完全抑制其生长繁殖，CN1、CN2、CN3在第2个小时就能够完全抑制金黄色葡萄球菌。可以看出在鱼鳞胶原蛋白保鲜液中添加0.1％～0.5％的乳酸链球菌素能够极其有效地抑制微生物的生长繁殖，且对于金黄色葡萄球菌的抑制作用更为显著。

按照标准方法测试对照组及CN1～CN4的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈，所得结果如图4所示，从图4中可以看出，抗菌保鲜液对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作用随着乳酸链球菌素含量的增加而增强。在保鲜液中乳酸链球菌素含量相同的情况下，保鲜液对金黄色葡萄球菌的抑菌效果要强于大肠杆菌。抑菌圈直径见表3。

表3对照组及CN1～CN4保鲜液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径

“-”代表无抑菌效果。a,b,c代表抑菌效果的显著性差异(P<0.05)。

(4)鲜切哈密瓜的失重率测定

将鲜切哈密瓜分别浸泡于对照组及各抗菌保鲜液中1min后，在空气中晾干，保鲜液在鲜切果蔬表面形成一层半透明的抗菌保鲜膜，然后将浸渍处理的鲜切哈密瓜每组样品取三个托盘放置在冷藏0～4℃环境下贮藏，分别在第0、2、4、6和8天对样品的重量进行称量。失重率＝a/b×100％其中a为贮后总重，b为贮前总重。

图5为待处理前的鲜切哈密瓜的照片，图6为对照组处理后第8天的鲜切哈密瓜的照片，可以看出有果块有大量失水，表面有大量菌斑形成。图7为CN1处理后第8天鲜切哈密瓜的照片，显示果块有部分失水，表面无肉眼可见菌落。对比图6及图7可以看出用抗菌保鲜液处理过的鲜切哈密瓜在第8天感官明显好于对照组，可见抗菌保鲜液可以有效维持鲜切哈密瓜品质，延长其保质期。

图8为对照组及CN1～CN4对鲜切哈迷瓜失重率的影响图，从图中可以看出对照组的失重率在0至10天快速上升至5.2％，而其余四组样品的失重率始终低于2.1％，证明本发明抗菌保鲜液能够有效减少水分的流失。

(5)鲜切哈密瓜的菌落总数的测定

参照GB4789.2-2010食品卫生微生物学检验，菌落总数的测定进行测定：称取25g样品放入盛有225mL生理盐水的无菌均质袋中，用拍击式均质器拍打1min～2min，制成1:10的样品菌夜。沿管壁缓慢(1ml移液枪移取1:10匀液1ml注入9ml生理盐水的无菌试管，振荡试管形成1:100的匀液。按上述步骤做等梯度稀释。根据样品污染状况的估计选择2-3个稀释度的样品匀液，每个做两组平行，空白生理盐水做对照。及时将15ml-20ml冷制46摄氏度的平板计数琼脂溶液培养基(倾注平皿，并转动平皿使其混合均匀。待脂凝固后，将平板翻转，在37℃条件下培养约24小时。所得结果如图图9为对照组及CN1～CN4对鲜切哈迷瓜菌落总数的影响，从图9中可以看出菌落总数6log(CFU/ml)为最低可食用标准可见，对照组在第4天菌落数超过6log(CFU/ml)不可食用。CN0组的样品在第10天不可食用，而CN1、CN2、CN3的菌落数仍低于6log(CFU/ml)。表明本发明抗菌保鲜液能够有效代替果皮减少微生物在鲜切哈密瓜表面的繁殖，其能够延长鲜切哈密瓜的货架期至第10天，相对于无处理组能够延长6天。以上实验表明本发明抗菌保鲜液对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最好，对大肠杆菌的抑菌效果次之，其能够有效延长鲜切哈密瓜的保质期4～6天。

最后说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的实施过程和特点，而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的保护范围当中。