一种溶菌酶复合食品包装膜的制备方法与流程

本发明属于食品包装用复合膜制备技术领域，具体涉及一种溶菌酶复合食品包装膜的制备方法。

背景技术：

溶菌酶根据来源不同可分为动物源溶菌酶、植物源溶菌酶以及微生物源溶菌酶。根据其作用的微生物不同可分为两类，一类是细菌细胞壁溶菌酶，一类是真菌细胞壁溶菌酶。前者可分为作用于糖苷链的细胞壁溶菌酶和作用于肽和酰胺部分的细胞壁溶菌酶，后者可分为酵母细胞壁溶菌酶和霉菌细胞壁溶菌酶。

溶菌酶的化学名称是n-乙酰胞壁质聚糖水解酶，其分子由129个氨基酸组成，2200个原子，分子量为14388～18000。分子中碱性氨基酸、酰氨残基及芳香族氨基酸较高，如：色氨酸的比例较高。溶菌酶是一种碱性球蛋白，等电点高达10.7～11.0，分子内有4个二硫键交联，化学性质非常稳定，对热也极为稳定，作用的最适温度为4℃～50℃。当ph值在1.2～11.3范围内剧烈变化时，其结构几乎不变；在酸性的环境中，溶菌酶对热的稳定性很强，ph值为4～7，100℃处理1min仍能保持原酶活性；ph值为3时能耐100℃加热处理45min。

目前，了解最清楚并投入商业化生产的是鸡蛋蛋清溶菌酶，其分子量为14000，等电点为11.1，最适溶菌温度为50℃，最适ph值为7，鸡蛋蛋清溶菌酶化学性质非常稳定，在ph值为4～11.4的范围内，100℃处理1min仍保持原酶活性，但在碱性环境中该酶对热稳定性较差。在干燥条件下溶菌酶在室温下可以长期存放，其纯品为白色或微黄、黄色的结晶体或无定形粉末，无臭，味甜，易溶于水，遇碱易破坏，不溶于丙酮和乙醚等。

蛋白复合膜是指以蛋白质为原料，经过一定的技术加工，使生物大分子之间通过交联作用形成具有网络结构的薄膜，是一种食品保护性阻隔膜，既可做为食品包装材料，又可在食品消费过程中作为食品成分直接食用。与其他可食性膜相比，可食性蛋白膜具有以下优点：

(1)良好的阻水性，延缓食品中水分的迁移及扩展；

(2)较好的物理性能，能提高食品表面机械强度；

(3)具有可选择的透过性，阻止食品风味物质的挥发；

(4)可食性，与食品一起使用，对食品及环境无污染；

(5)抗氧化性，可作食品抗氧化物质的载体，强化食品营养。

溶菌酶作为蛋白质的一种，它形成的膜兼具上述优点，在食品包装方面具有潜在发展前景。随着现代包装业的快速发展，最大限度满足人民日益增长的生活需求。中国是世界包装制造和消费大国，塑料包装在包装产业总产值中的比例已超过30％。随着人类对食品品质及保鲜效果的严格要求，单一塑料薄膜已不能满足新型包装要求，而新型功能材料多数不能单独使用，且成本较高，因此通过复合技术将通用塑料与功能材料结合生产出新型复合包装材料的工艺应运而生并不断得到发展。

复合材料是由不同功能的基材层和粘合层形成的层状结构，由于结构不一，组成材料多，且各层基材的厚度变化、制造工艺与方法的不同，使复合包装材料品种很多，性能差异很大，但基本都具有如下性能：

(1)保护性，具有足够的力学强度，包括拉伸强度、破裂强度及耐折强度等，还有防水性、防寒性、密封性以及避光性、耐湿性、耐油性及绝缘性等；

(2)操作性，即方便包装作业、能适应机械化操作，不打滑、不带静电、抗卷翘，耐隔离性好，有折痕保持性；

(3)商品性，适宜印刷、利于流通且价格合理；

(4)卫生性，无臭、无毒且污染少，复合包装材料本身要清洁，不能含有危害人体健康的化学成分。

在复合包装材料中，最常见的是复合薄膜材料，根据基材不同，可大致分为纸塑复合型、塑塑复合型及纸塑铝复合型。如何将常用塑料膜与可食性蛋白膜进行复合，兼具二者优点，带来一种全新的复合材料，使其能应用在食品包装领域是非常值得研究的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种溶菌酶复合食品包装膜的制备方法，改变普通包装材料的表面介质，通过蛋白质的粘附作用使其附着在一般包装的表面，能快速形成致密的薄膜，提高其在食品保鲜中的应用效果。

本发明所采用的技术方案是，一种溶菌酶复合食品包装膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、分别配制溶菌酶的中性缓冲溶液、二硫键还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液，并将两者混合均匀，配制出复合液；

步骤2、将步骤1中的复合液取出一部分添加到包装袋中，要使该包装袋的内壁完全被复合液浸润，静置后将包装袋内的复合液倒掉；

步骤3、将经步骤3处理后的包装袋吹干，在包装袋的内壁上镀上了一层蛋白膜；

步骤4、重复步骤2和步骤3，蛋白膜一层一层地叠加起来，在包装袋表面形成溶菌酶复合食品包装膜。

本发明的特点还在于：

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、按照质量比为1：2.5～3分别称取三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和去离子水，再将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加到去离子水中，混合搅拌，待溶解后得到三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液，将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液等分成两份；

步骤1.2、称取溶菌酶，溶菌酶与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.42～0.55：1，将称取的溶菌酶添加到一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，搅拌使溶菌酶完全溶解，标记为溶菌酶的中性缓冲溶液；

称取三(2-羧乙基)磷盐酸盐，三(2-羧乙基)磷盐酸盐与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.5～0.65：1，将称取的三(2-羧乙基)磷盐酸盐添加到剩余的一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，形成混合溶液，再将混合液的ph值调节至4.5～8.0，标记为三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液；

步骤1.3、将经步骤1.2得到的三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液添加到溶菌酶的中性缓冲溶液中，混合均匀，配制出复合液。

溶菌酶的纯度为99％，活性为70000。

步骤2中的包装袋为bopp包装袋。

步骤2中的静置时间为50min～70min。

步骤3中用吹风机将经步骤3处理后的包装袋吹干。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明的制备方法，改变普通包装材料的表面介质，通过蛋白质的粘附作用使其附着在一般包装的表面，能快速形成致密的薄膜，能有效提高其在食品保鲜中的应用效果；

(2)本发明的制备方法简单，容易操作，制备周期短，非常适合推广使用；

(3)本发明的制备方法所制成的复合膜无毒、环保且无污染，在使用中不会对人体产生任何危害。

附图说明

图1是普通bopp包装袋表面接触角示意图；

图2是本发明的制备方法中镀有溶菌酶膜的bopp包装袋表面接触角示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种溶菌酶复合食品包装膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、分别配制溶菌酶的中性缓冲溶液、二硫键还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐(tris(2-carboxyethyl)phosphinehydrochloride，tcep)溶液，并将两者混合均匀，配制出复合液，具体按照以下方法实施：

步骤1.1、按照质量比为1：2.5～3分别称取三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和去离子水，再将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加到去离子水中，混合搅拌，待溶解后得到三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液，将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液等分成两份；

步骤1.2、称取溶菌酶，溶菌酶与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.42～0.55：1，将称取的溶菌酶添加到一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，搅拌使溶菌酶完全溶解，标记为溶菌酶的中性缓冲溶液；

称取三(2-羧乙基)磷盐酸盐，三(2-羧乙基)磷盐酸盐与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.5～0.65：1，将称取的三(2-羧乙基)磷盐酸盐添加到剩余的一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，形成混合溶液，再将混合液的ph值调节至4.5～8.0，标记为三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液；

步骤1.3、将经步骤1.2得到的三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液添加到溶菌酶的中性缓冲溶液中，混合均匀，配制出复合液。

步骤2、将步骤1中的复合液取出一部分添加到包装袋中，要使该包装袋的内壁完全被复合液浸润，静置50min～70min后，将包装袋内的复合液倒掉；

包装袋指的是bopp包装袋，其尺寸为10cm×10cm；

bopp包装袋是将透明的bopp薄膜对折利用塑封机封装成的袋子。

步骤3、用吹风机将经步骤3处理后的包装袋吹干，在包装袋的内壁上镀上了一层蛋白膜；

步骤4、重复步骤2和步骤3，蛋白膜一层一层地叠加起来，在包装袋表面形成溶菌酶复合食品包装膜。

本发明一种溶菌酶复合食品包装膜的制备方法中：

溶菌酶，99％纯度，活性70000，供应商：sigma试剂；

三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(tris-hclbuffer)，供应商：碧云天生物技术；

三(2-羧乙基)磷盐酸盐(tcep)，供应商：tci试剂；

bopp膜，(双向拉伸聚丙烯薄膜)，供应商：苍南县龙港金马镭射膜材料厂。

如图1及图2所示，分别为bopp包装袋内壁上没有镀蛋白膜前和镀蛋白膜后的表面接触角示意图；由图1中可以看出：普通bopp包装袋表面接触角约为100°(>90°)，表现为疏水性；而镀有蛋白质膜后的表面接触角约为70°(<90°)，表面为亲水性，说明蛋白质膜已经成功镀到bopp包装袋表面。

实施例1

步骤1、分别配制溶菌酶的中性缓冲溶液、二硫键还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐(tris(2-carboxyethyl)phosphinehydrochloride，tcep)溶液，并将两者混合均匀，配制出复合液，具体按照以下方法实施：

步骤1.1、按照质量比为1：2.8分别称取三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和去离子水，再将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加到去离子水中，混合搅拌，待溶解后得到三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液，将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液等分成两份；

步骤1.2、称取溶菌酶，溶菌酶与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.47：1，将称取的溶菌酶添加到一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，搅拌使溶菌酶完全溶解，标记为溶菌酶的中性缓冲溶液；

称取三(2-羧乙基)磷盐酸盐，三(2-羧乙基)磷盐酸盐与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.59：1，将称取的三(2-羧乙基)磷盐酸盐添加到剩余的一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，形成混合溶液，再将混合液的ph值调节至5.9，标记为三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液；

步骤1.3、将经步骤1.2得到的三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液添加到溶菌酶的中性缓冲溶液中，混合均匀，配制出复合液；

步骤2、将步骤1中的复合液取出一部分添加到包装袋中，要使该包装袋的内壁完全被复合液浸润，静置50min后，将包装袋内的复合液倒掉；

包装袋指的是bopp包装袋，其尺寸为10cm×10cm；

步骤3、用吹风机将经步骤3处理后的包装袋吹干，在包装袋的内壁镀上了一层蛋白膜；

步骤4、重复步骤2和步骤3，蛋白膜一层一层地叠加起来，在包装袋表面形成溶菌酶复合食品包装膜。

实施例2

步骤1、分别配制溶菌酶的中性缓冲溶液、二硫键还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐(tris(2-carboxyethyl)phosphinehydrochloride，tcep)溶液，并将两者混合均匀，配制出复合液，具体按照以下方法实施：

步骤1.1、按照质量比为1：2.9分别称取三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和去离子水，再将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加到去离子水中，混合搅拌，待溶解后得到三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液，将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液等分成两份；

步骤1.2、称取溶菌酶，溶菌酶与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.55：1，将称取的溶菌酶添加到一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，搅拌使溶菌酶完全溶解，标记为溶菌酶的中性缓冲溶液；

称取三(2-羧乙基)磷盐酸盐，三(2-羧乙基)磷盐酸盐与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.64：1，将称取的三(2-羧乙基)磷盐酸盐添加到剩余的一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，形成混合溶液，再将混合液的ph值调节至8.0，标记为三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液；

步骤1.3、将经步骤1.2得到的三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液添加到溶菌酶的中性缓冲溶液中，混合均匀，配制出复合液；

步骤2、将步骤1中的复合液取出一部分添加到包装袋中，要使该包装袋的内壁完全被复合液浸润，静置55min后，将包装袋内的复合液倒掉；

包装袋指的是bopp包装袋，其尺寸为10cm×10cm；

步骤3、用吹风机将经步骤3处理后的包装袋吹干，在包装袋的内壁镀上了一层蛋白膜；

步骤4、重复步骤2和步骤3，蛋白膜一层一层地叠加起来，在包装袋表面形成溶菌酶复合食品包装膜。

实施例3

步骤1、分别配制溶菌酶的中性缓冲溶液、二硫键还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐(tris(2-carboxyethyl)phosphinehydrochloride，tcep)溶液，并将两者混合均匀，配制出复合液，具体按照以下方法实施：

步骤1.1、按照质量比为1：2.5分别称取三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和去离子水，再将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加到去离子水中，混合搅拌，待溶解后得到三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液，将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液等分成两份；

步骤1.2、称取溶菌酶，溶菌酶与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.42：1，将称取的溶菌酶添加到一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，搅拌使溶菌酶完全溶解，标记为溶菌酶的中性缓冲溶液；

称取三(2-羧乙基)磷盐酸盐，三(2-羧乙基)磷盐酸盐与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.5：1，将称取的三(2-羧乙基)磷盐酸盐添加到剩余的一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，形成混合溶液，再将混合液的ph值调节至4.5，标记为三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液；

步骤1.3、将经步骤1.2得到的三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液添加到溶菌酶的中性缓冲溶液中，混合均匀，配制出复合液；

步骤2、将步骤1中的复合液取出一部分添加到包装袋中，要使该包装袋的内壁完全被复合液浸润，静置60min后，将包装袋内的复合液倒掉；

包装袋指的是bopp包装袋，其尺寸为10cm×10cm；

步骤3、用吹风机将经步骤3处理后的包装袋吹干，在包装袋的内壁镀上了一层蛋白膜；

步骤4、重复步骤2和步骤3，蛋白膜一层一层地叠加起来，在包装袋表面形成溶菌酶复合食品包装膜。

实施例4

步骤1、分别配制溶菌酶的中性缓冲溶液、二硫键还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐(tris(2-carboxyethyl)phosphinehydrochloride，tcep)溶液，并将两者混合均匀，配制出复合液，具体按照以下方法实施：

步骤1.1、按照质量比为1：2.6～3分别称取三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和去离子水，再将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加到去离子水中，混合搅拌，待溶解后得到三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液，将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液等分成两份；

步骤1.2、称取溶菌酶，溶菌酶与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.48：1，将称取的溶菌酶添加到一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，搅拌使溶菌酶完全溶解，标记为溶菌酶的中性缓冲溶液；

称取三(2-羧乙基)磷盐酸盐，三(2-羧乙基)磷盐酸盐与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.55：1，将称取的三(2-羧乙基)磷盐酸盐添加到剩余的一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，形成混合溶液，再将混合液的ph值调节至5.0，标记为三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液；

步骤1.3、将经步骤1.2得到的三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液添加到溶菌酶的中性缓冲溶液中，混合均匀，配制出复合液；

步骤2、将步骤1中的复合液取出一部分添加到包装袋中，要使该包装袋的内壁完全被复合液浸润，静置65min后，将包装袋内的复合液倒掉；

包装袋指的是bopp包装袋，其尺寸为10cm×10cm；

步骤3、用吹风机将经步骤3处理后的包装袋吹干，在包装袋的内壁镀上了一层蛋白膜；

步骤4、重复步骤2和步骤3，蛋白膜一层一层地叠加起来，在包装袋表面形成溶菌酶复合食品包装膜。

实施例5

步骤1、分别配制溶菌酶的中性缓冲溶液、二硫键还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐(tris(2-carboxyethyl)phosphinehydrochloride，tcep)溶液，并将两者混合均匀，配制出复合液，具体按照以下方法实施：

步骤1.1、按照质量比为1：2.7分别称取三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和去离子水，再将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加到去离子水中，混合搅拌，待溶解后得到三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液，将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液等分成两份；

步骤1.2、称取溶菌酶，溶菌酶与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.45：1，将称取的溶菌酶添加到一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，搅拌使溶菌酶完全溶解，标记为溶菌酶的中性缓冲溶液；

称取三(2-羧乙基)磷盐酸盐，三(2-羧乙基)磷盐酸盐与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.6：1，将称取的三(2-羧乙基)磷盐酸盐添加到剩余的一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，形成混合溶液，再将混合液的ph值调节至6.5，标记为三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液；

步骤1.3、将经步骤1.2得到的三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液添加到溶菌酶的中性缓冲溶液中，混合均匀，配制出复合液；

步骤2、将步骤1中的复合液取出一部分添加到包装袋中，要使该包装袋的内壁完全被复合液浸润，静置65min后，将包装袋内的复合液倒掉；

包装袋指的是bopp包装袋，其尺寸为10cm×10cm；

步骤3、用吹风机将经步骤3处理后的包装袋吹干，在包装袋的内壁镀上了一层蛋白膜；

步骤4、重复步骤2和步骤3，蛋白膜一层一层地叠加起来，在包装袋表面形成溶菌酶复合食品包装膜。

实施例6

步骤1、分别配制溶菌酶的中性缓冲溶液、二硫键还原剂三(2-羧乙基)磷盐酸盐(tris(2-carboxyethyl)phosphinehydrochloride，tcep)溶液，并将两者混合均匀，配制出复合液，具体按照以下方法实施：

步骤1.1、按照质量比为1：3分别称取三羟甲基氨基甲烷盐酸盐和去离子水，再将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐添加到去离子水中，混合搅拌，待溶解后得到三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液，将三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液等分成两份；

步骤1.2、称取溶菌酶，溶菌酶与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.52：1，将称取的溶菌酶添加到一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，搅拌使溶菌酶完全溶解，标记为溶菌酶的中性缓冲溶液；

称取三(2-羧乙基)磷盐酸盐，三(2-羧乙基)磷盐酸盐与步骤1.1中称取的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的质量比为0.62：1，将称取的三(2-羧乙基)磷盐酸盐添加到剩余的一份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐水溶液中，形成混合溶液，再将混合液的ph值调节至7.5，标记为三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液；

步骤1.3、将经步骤1.2得到的三(2-羧乙基)磷盐酸盐溶液添加到溶菌酶的中性缓冲溶液中，混合均匀，配制出复合液；

步骤2、将步骤1中的复合液取出一部分添加到包装袋中，要使该包装袋的内壁完全被复合液浸润，静置70min后，将包装袋内的复合液倒掉；

包装袋指的是bopp包装袋，其尺寸为10cm×10cm；

步骤3、用吹风机将经步骤3处理后的包装袋吹干，在包装袋的内壁镀上了一层蛋白膜；

步骤4、重复步骤2和步骤3，蛋白膜一层一层地叠加起来，在包装袋表面形成溶菌酶复合食品包装膜。

本发明一种溶菌酶复合食品包装膜的制备方法，改变普通包装材料的表面介质，通过蛋白质的粘附作用使其附着在一般包装的表面，能快速形成致密的薄膜，提高其在食品保鲜中的应用效果。