一种生物基食品新鲜度指示膜及其制备方法

1.本发明涉及食品智能包装技术领域，更具体地，涉及一种生物基食品新鲜度指示膜及其制备方法。


背景技术：

2.对于食品来说，包装能够降低低温度、光线和湿度等可能导致食品变质的外部因素的影响，同时还能防止食品损坏，能有效地保证食品的安全性。但肉类制品在贮藏过程中，在微生物和酶的作用下，食品中的蛋白质、脂肪等营养物质容易分解代谢，从而导致品质劣变、新鲜度下降。
3.公开号为cn112378906a的中国发明专利公开了一种基于天然色素的肉品新鲜度指示标签的制备方法，具体步骤如下：将卡拉胶粉末溶于去离子水中，并充分搅拌，加入甘油得卡拉胶溶液；将天然色素溶解后得到指示剂溶液；将指示剂溶液添加到卡拉胶溶液，脱气后，倒入聚苯乙烯培养皿中得完全胶凝的指示剂膜；将魔芋葡甘聚糖溶解并在去离子水中并搅拌，加入甘油；将山茶油添加到魔芋葡甘聚糖溶液中，将混合物用高速分散器分散、超声得到成膜乳液，脱气后，倒入完全胶凝的指示剂膜上，干燥即可。上述技术方案可以对肉品的新鲜度进行检测，但花青素的稳定性较差，会影响标签的指示效果；且上述指示标签性能有限，只能显示肉类新鲜度，不具备抗菌性，不能防止食品损坏。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种生物基食品新鲜度指示膜，添加了天然花青素粉末，花青素的稳定性好，能够通过颜色来展现肉类食品的新鲜度，还具备抗菌性，可以延长食品的保质期。
5.本发明的另一目的在于提供上述生物基食品新鲜度指示膜的制备方法。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现：
7.一种生物基食品新鲜度指示膜，其特征在于，由以下重量份数的原料制备而成：花青素粉末：5～10份、海藻酸钠：30～40份、cacl2：20～30份、可溶性淀粉：20～35份、壳聚糖：20～35份、甘油：5～15份、乙酸：2～5份。
8.进一步的，所述花青素粉末由以下重量份数的原料制备而成：脱水紫甘蓝粉末：5～10份、醋酸/70％乙醇水溶液：48～70份。
9.进一步地，所述花青素微胶囊由以下重量份数的原材料制备而成：花青素粉末：5～10份、海藻酸钠：30～40份、cacl2：20～30份、去离子水：500～600份。
10.一种所述生物基食品新鲜度指示膜的制备方法，包括以下步骤：
11.s1.将洗净的紫甘蓝脱水干燥，然后打碎成粉末状，将紫甘蓝粉末加入到醋酸/70％乙醇水溶液中，超声波协同加热提取，经过滤、离心后得提取液，对提取液进行纯化，再真空冷冻干燥得花青素粉末；
12.s2.取花青素粉末加入到去离子水中，得到花青素溶液；将海藻酸钠加入到去离子
水中搅拌脱气得到海藻酸钠溶液，将花青素溶液与海藻酸钠溶液混合得到混合溶液；再配制cacl2溶液，将海藻酸钠滴入cacl2溶液中得到花青素微胶囊；
13.s3.在去离子水中加入壳聚糖和乙酸，搅拌均匀后进行超声处理脱气，得壳聚糖溶液；
14.s4.在去离子水中加入可溶性淀粉，水浴加热搅拌，得淀粉溶液，对淀粉溶液进行超声处理脱气，然后将淀粉溶液冷却至常温后继续搅拌；
15.s5.将处理好的壳聚糖溶液和淀粉溶液混合，加入甘油搅拌均匀，然后加入花青素粉末，经超声振荡脱气处理、搅拌和超声脱气处理，得混合膜溶液；
16.s6.将混合膜溶液倒入水平放置的玻璃培养皿中，干燥后得生物基食品新鲜度指示膜。
17.进一步的，步骤s1中所述纯化处理为使用大孔树脂对提取液进行纯化。
18.进一步的，所述醋酸/70％乙醇水溶液的ph值为2.8～3.0。
19.进一步的，步骤s1中所述脱水干燥过程的温度为40～50℃，干燥时间为 20～30h，所述加热提取过程的温度为50～60℃，提取时间为30～60min。
20.进一步的，步骤s2中所述花青素溶液浓度为1～2mg/ml，所述花青素溶液与海藻酸钠溶液的质量比为1:3。
21.进一步的，步骤s4中所述水浴搅拌温度为50～65℃，搅拌时间为1-2h。
22.进一步的，步骤s6中所述干燥过程温度为35～45℃，时间为20～24h。
23.一种上述制备方法制备得到的生物基食品新鲜度指示膜。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
25.本发明采用超声波协同萃取花青素，进一步提高花青素的萃取率，之后采用大孔树脂对混合溶液进行提纯进一步去除提取花青素中的杂质，提高花青素的纯度，从而进一步提高指示膜的监测食品新鲜度的灵敏度。本发明还采用海藻酸钠溶液与cacl2溶液对花青素进行微胶囊化，提高花青素的稳定性。
26.本发明采用淀粉、壳聚糖、天然花青素制备智能指示膜，与其他指示膜相比，由于壳聚糖具有较好的抗菌性，因此该指示膜无生物毒性、抗菌性、成本低，具备良好的成膜性，具有较好的抗菌性，且生物降解性好，符合绿色包装及可持续发展的趋势。花青素具有较强的抗氧化性，可赋予指示膜保鲜能力，延长食品的货架寿命。
附图说明
27.图1为本发明的制备流程图；
28.图2为本发明的使用效果图。
具体实施方式
[0029][0030]
为了便于理解本发明，下文将结合实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0031]
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的
保护范围。
[0032]
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0033]
实施例1
[0034]
本实施例提供一种生物基食品新鲜度指示膜的制备方法，由以下重量份数的原料制备而成：花青素粉末：8份、海藻酸钠：30份、cacl2：20份、可溶性淀粉：35份、壳聚糖：25份、甘油：10份、乙酸：5份；其中，花青素粉末由以下重量份数的原料制备而成：脱水紫甘蓝粉末：10份、醋酸/70％乙醇水溶液： 60份。具体制备方法包括以下步骤：
[0035]
s1.将洗净的紫甘蓝放入40℃烘箱中脱水干燥24h，然后打碎成粉末状，取 10份脱水紫甘蓝粉末加入到60份的醋酸/70％乙醇水溶液(ph＝2.8～3.0)中，在50℃下超声波协同加热提取30min，经过滤、离心后地提取液，再使用大孔树脂 hpd100a对提取液进行纯化，真空冷冻干燥得花青素粉末；
[0036]
s2.取8份花青素粉末加入到200份去离子水中，得到花青素溶液；将30份海藻酸钠加入到400份去离子水中搅拌脱气得到海藻酸钠溶液，将花青素溶液与海藻酸钠溶液按照1:3的质量比混合得到混合溶液；再将20份cacl2加入到350 份去离子水中得到cacl2溶液，将海藻酸钠滴入cacl2溶液中得到花青素微胶囊；
[0037]
s3.在300份去离子水中加入35份壳聚糖和5份乙酸，搅拌好后超声处理 10min脱气，得壳聚糖溶液；
[0038]
s4.在400份去离子水中加入35份可溶性淀粉，50℃下水浴搅拌1h，得淀粉溶液，对淀粉溶液超声处理15min脱气，然后将淀粉溶液冷却至常温后继续搅拌 20min；
[0039]
s5.将处理好的壳聚糖溶液和淀粉溶液混合，加入10份甘油搅拌均匀，然后加入花青素微胶囊，超声振荡处理40min、再搅拌5h，超声处理5min脱气，得混合膜溶液；
[0040]
s6.将混合膜溶液倒入水平放置的剥离培养皿中，然后置于35℃的鼓风干燥箱中干燥20h，得生物基食品新鲜度指示膜。
[0041]
实施例2
[0042]
本实施例提供一种生物基食品新鲜度指示膜的制备方法，由以下重量份数的原料制备而成：花青素粉末：5份、海藻酸钠：35份、cacl2：25份、可溶性淀粉：35份、壳聚糖：28份、甘油：15份、乙酸：5份；其中，花青素粉末由以下重量份数的原料制备而成：脱水紫甘蓝粉末：8份、醋酸/70％乙醇水溶液：60 份。具体制备方法包括以下步骤：
[0043]
s1.将洗净的紫甘蓝放入50℃烘箱中脱水干燥28h，然后打碎成粉末状，取8 份脱水紫甘蓝粉末加入到60份的醋酸/70％乙醇水溶液(ph＝2.8～3.0)中，在60℃下超声波协同加热提取50min，经过滤、离心后地提取液，再使用大孔树脂 hpd100a对提取液进行纯化，真空冷冻干燥得花青素粉末；
[0044]
s2.取5份花青素粉末加入到200份去离子水中，得到花青素溶液；将35份海藻酸钠加入到400份去离子水中搅拌脱气得到海藻酸钠溶液，将花青素溶液与海藻酸钠溶液按照1:3的质量比混合得到混合溶液；再将25份cacl2加入到350 份去离子水中得到cacl2溶液，将海藻酸钠滴入cacl2溶液中得到花青素微胶囊；
[0045]
s3.在300份去离子水中加入35份壳聚糖和5份乙酸，搅拌好后超声处理 10min脱气，得壳聚糖溶液；
[0046]
s4.在400份去离子水中加入35份可溶性淀粉，60℃下水浴搅拌2h，得淀粉溶液，对淀粉溶液超声处理15min脱气，然后将淀粉溶液冷却至常温后继续搅拌20min；
[0047]
s5.将处理好的壳聚糖溶液和淀粉溶液混合，加入15份甘油搅拌均匀，然后加入花青素微胶囊，超声振荡处理40min、再搅拌5h，超声处理5min脱气，得混合膜溶液；
[0048]
s6.将混合膜溶液倒入水平放置的剥离培养皿中，然后置于40℃的鼓风干燥箱中干燥24h，得生物基食品新鲜度指示膜。
[0049]
本实施例制备的生物基食品新鲜度指示膜花青素添加量较少，相应的新鲜度智能指示膜的颜色为浅紫色，在肉类食品新鲜度的监测中变色更灵敏、效果更明显，。
[0050]
实施例3
[0051]
本实施例参照实施例1，提供一种生物基食品新鲜度指示膜的制备方法，具体制备方法与实施例1相同，与实施例1不同之处在于，原材料组成如下：花青素粉末：10份、海藻酸钠：40份、cacl2：25份、可溶性淀粉：35份、壳聚糖： 30份、甘油：15份、乙酸：5份；其中，花青素粉末由以下重量份数的原料制备而成：脱水紫甘蓝粉末：8份、醋酸/70％乙醇水溶液：70份；花青素微胶囊由以下重量份数的原料制备而成：花青素粉末：10份、海藻酸钠：40份、cacl2： 25份、去离子水：500份。
[0052]
本实施例制备的生物基食品新鲜度指示膜花青素添加量较多，相应的新鲜度智能指示膜的颜色为深紫色，在肉类食品新鲜度的监测中变色较为缓慢。
[0053]
实施例4
[0054]
本实施例参照实施例1，提供一种生物基食品新鲜度指示膜的制备方法，具体制备方法与实施例1相同，与实施例1不同之处在于，原材料组成如下：花青素粉末：8份、海藻酸钠：40份、cacl2：30份、可溶性淀粉：35份、壳聚糖： 35份、甘油：5份、乙酸：5份；其中，花青素粉末由以下重量份数的原料制备而成：脱水紫甘蓝粉末：10份、醋酸/70％乙醇水溶液：60份；花青素微胶囊由以下重量份数的原料制备而成：花青素粉末：8份、海藻酸钠：40份、cacl2： 30份、去离子水：600份。
[0055]
本实施例制备的生物基食品新鲜度指示膜甘油添加量较少，相应的新鲜度智能指示膜的拉伸强度较高，但脆性较大。
[0056]
实施例5
[0057]
本实施例参照实施例1，提供一种生物基食品新鲜度指示膜的制备方法，具体制备方法与实施例1相同，与实施例1不同之处在于，原材料组成如下：花青素粉末：8份、海藻酸钠：35份、cacl2：30份、可溶性淀粉：353份、壳聚糖： 35份、甘油：15份、乙酸：5份；其中，花青素粉末由以下重量份数的原料制备而成：脱水紫甘蓝粉末：10份、醋酸/70％乙醇水溶液：60份；花青素微胶囊由以下重量份数的原料制备而成：花青素粉末：8份、海藻酸钠：35份、cacl2： 30份、去离子水：550份。
[0058]
本实施例制备的生物基食品新鲜度指示膜甘油添加量较高，相应的新鲜度智能指示膜的拉伸强度较低，但韧性较好。
[0059]
本技术中生物基食品新鲜度指示膜的抑菌性能由平板菌落计数法测试，具体实验步骤如下：
[0060]
取一定量的(106cfu/ml)的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌悬液滴加在抗菌保鲜膜表面上，涂抹均匀后，置于37
±
1℃的培养箱内培养4h。然后将其浸泡在 pbs缓冲液的离心管
中，在37
±
1℃恒温摇床上震荡10min后，将细菌洗脱pbs 缓冲液中稀释。吸取60μl稀释后的pbs缓冲液涂布到琼脂培养基平板上，37
ꢀ±
1℃下培养24h，每组重复3次。以未加保鲜膜的细菌悬液为对照组。
[0061]
实施例1～5制备的生物基食品新鲜度指示膜的抑菌率如下表所示：
[0062][0063]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。