一种花青素智能包装膜及其制备方法

本发明属于食品包装材料领域，更具体地，涉及一种花青素智能包装膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们对食品安全问题的日益重视以及食品包装技术的迅速发展。传统的食品包装材料已不能满足人们的需求，能够实时监测食品新鲜度的智能包装膜受到广泛关注。

2、食品在储存期间，由于微生物的生长或代谢，会产生改变食品包装环境ph值的物质。例如，畜禽肉类/水产品在储藏过程中会产生挥发性盐基氮(如氨气)等碱性物质，导致包装环境ph升高；而果蔬在储藏过程中会产生乙酸等酸性物质，导致包装环境ph降低。在包装材料中嵌入对氨气/乙酸等代谢物质有颜色响应的ph敏感指示材料，可以通过观察指示材料颜色变化达到实时监测食品新鲜度的目的。花青素是来自各种植物和果蔬的天然色素，天然、无毒、安全、可降解，在不同的ph值下有明显的颜色反应。因此，花青素新鲜度指示膜的制备成为众多学者的重点研究对象。

3、目前，花青素新鲜度指示膜已有较多报道，例如专利cn114989465a公开了一种监测鸡肉新鲜度的海藻酸钠-紫薯皮花青素智能指示膜制备的方法，专利cn115165870a公开了一种南美白对虾新鲜度指示比色膜及其制备方法、应用，专利cn113186613a公开了一种智能检测海水鱼腐败变质的纳米纤维指示膜及其应用，专利cn114539799a公开了一种具有保鲜和可视化监测海鲜食品新鲜度的可降解塑料膜及其制备方法。

4、在实时监测食品新鲜度的基础上，研究人员发现将抗菌抗氧化材料加入到花青素新鲜度指示膜制备过程中，可得到多功能花青素新鲜度指示膜，实现对食品新鲜度的指示并同时延长食品的货架期。例如专利cn111363182a公开了一种mofs负载花青素的功能分区式新鲜度指示膜的制备方法，专利cn114946928a公开了高香芹酚型牛至精油/壳聚糖智能抗菌指示薄膜及其制备方法。

5、然而，当前多功能花青素新鲜度指示膜的制备还存在两个问题：1、当前报道的花青素新鲜度指示膜或多功能花青素新鲜度指示膜研究集中在畜禽肉类/水产品新鲜度的监测。然而，适用于果蔬新鲜度监测的花青素新鲜度指示膜目前尚未见报道。由于畜禽肉类/水产品和果蔬储藏过程产生的代谢物质不同，其对包装环境ph的影响存在差异，适用于畜禽肉类/水产品新鲜度监测的花青素保鲜膜并不能很好地用于果蔬新鲜度监测。2、多功能花青素新鲜度指示膜中常用的抗菌抗氧化成分，如氧化锌，纳米银，二氧化钛等存在一定安全性问题。因此适用于果蔬新鲜度实时监测并能绿色安全地延长果蔬货架期的多功能花青素保鲜膜的制备是当下亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的以上缺陷或改进需求，提供了一种花青素智能包装膜及其制备方法，能实时监测果蔬新鲜度并延长果蔬货架期，同时还具有成本低廉、工艺简单的优点。

2、为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种花青素智能包装膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

3、s1：将结冷胶、亚硒酸钠、抗坏血酸分别溶于水中，得到浓度为2mg/ml的结冷胶溶液、0.01m的亚硒酸钠溶液和0.04m的抗坏血酸溶液；

4、s2：将步骤s1中得到的结冷胶溶液、亚硒酸钠溶液和抗坏血酸溶液等体积混合并在400rpm、25℃条件下反应4h，透析4天得到纳米硒溶液；

5、s3：将步骤s2得到的纳米硒溶液与浓度为0.5wt.％的结冷胶溶液混合，在400rpm转速下搅拌2h，静置消泡2h消泡后倒入培养皿，30℃的条件下静置8h得到纳米硒复合凝胶；

6、s4：制备得到葡萄皮花青素混合溶液；

7、s5：将步骤s4得到的葡萄皮花青素混合溶液在400rpm转速下搅拌2h，静置2h消泡后流延到步骤s3中纳米硒复合凝胶表面，在温度为30℃的条件下干燥36h，然后置于恒温恒湿箱中48h得到所述花青素智能包装膜。

8、本发明制备的花青素智能包装膜的智能体现在其功能的多样性，即本发明制备的花青素智能包装膜既具有果蔬新鲜度指示作用还具有抗菌抗氧化作用。

9、进一步地，制备葡萄皮花青素混合溶液的方法包括：

10、(1)：将壳聚糖溶于浓度为1wt.％乙酸溶液中，得到质量分数为1wt.％的壳聚糖溶液；将聚乙烯醇溶于水中，得到质量分数为1wt.％聚乙烯醇溶液；

11、(2)：将步骤(1)中得到的壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液均匀混合，然后将甘油加入壳聚糖和聚乙烯醇混合溶液中得到成膜基质混合溶液；

12、(3)：将葡萄皮花青素加入步骤(2)中得到的成膜基质混合溶液中，调整所得混合溶液ph为3.5～4.5，得到葡萄皮花青素混合溶液。

13、进一步地，所述步骤s3中，纳米硒溶液与结冷胶溶液的质量比为1:14～2:13。

14、进一步地，所述步骤(2)中的壳聚糖与聚乙烯醇的质量比为6:4～7:3。

15、进一步地，所述步骤(2)中，以所述成膜基质混合溶液的总重量计，甘油质量分数为0.2wt.％～0.4wt.％。

16、进一步地，所述步骤(3)中的葡萄皮花青素混合溶液中的葡萄皮花青素的浓度为0.2mg/ml～0.4mg/ml。

17、进一步地，所述步骤s5中纳米硒复合凝胶和葡萄皮花青素混合溶液的质量比为1:2～1:1。

18、进一步地，所述步骤s5中恒温恒湿箱的温度为25℃，湿度为55％。

19、本发明的另一个方面提出了所述的花青素智能包装膜的制备方法制备得到的花青素智能包装膜。

20、总体而言，通过本发明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：

21、(1)本发明的制备条件温和、操作简便，所得花青素智能包装膜中各组成(壳聚糖、聚乙烯醇、甘油、结冷胶、纳米硒)均具有良好的生物相容性及安全性。

22、(2)本发明制备的花青素智能包装膜具有优异的机械性能、对乙酸具有良好的颜色响应性，且具有优异的抗菌抗氧化性能，在果蔬新鲜度实时监测和延长果蔬货架期方面具有广阔的应用前景。

23、(3)本发明可实现葡萄皮这一废弃物的资源化利用。

24、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种花青素智能包装膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的花青素智能包装膜的制备方法，其中，制备葡萄皮花青素混合溶液的方法包括：

3.根据权利要求1所述的花青素智能包装膜的制备方法，其中，所述步骤s3中，纳米硒溶液与结冷胶溶液的质量比为1:14～2:13。

4.根据权利要求2所述的花青素智能包装膜的制备方法，其中，所述步骤(2)中的壳聚糖与聚乙烯醇的质量比为6:4～7:3。

5.根据权利要求2所述的花青素智能包装膜的制备方法，其中，所述步骤(2)中，以所述成膜基质混合溶液的总重量计，甘油质量分数为0.2wt.％～0.4wt.％。

6.根据权利要求2所述的花青素智能包装膜的制备方法，其中，所述步骤(3)中的葡萄皮花青素混合溶液中的葡萄皮花青素的浓度为0.2mg/ml～0.4mg/ml。

7.根据权利要求1所述的花青素智能包装膜的制备方法，其中，所述步骤s5中纳米硒复合凝胶和葡萄皮花青素混合溶液的质量比为1:2～1:1。

8.根据权利要求1所述的花青素智能包装膜的制备方法，其中，所述步骤s5中恒温恒湿箱的温度为25℃，湿度为55％。

9.权利要求1-8中任意一项所述的花青素智能包装膜的制备方法制备得到的花青素智能包装膜。

技术总结
本发明属于食品包装材料领域，公开了一种花青素智能包装膜及其制备方法。具体采用如下步骤制备：以结冷胶、亚硒酸钠、抗坏血酸为原料制备纳米硒溶液；将纳米硒溶液与结冷胶混合制备纳米硒复合凝胶；以壳聚糖、聚乙烯醇、甘油、葡萄皮花青素为原料制备葡萄皮花青素混合溶液；将葡萄皮花青素溶液磁力搅拌、静置消泡后流延到纳米硒复合凝胶表面，进一步干燥、恒温恒湿处理后得到花青素智能包装膜，即多功能葡萄皮花青素膜。本发明具有成本低廉、操作便捷的特点，所得多功能葡萄皮花青素膜具有优异的生物相容性及安全性，可用于指示果蔬的新鲜度并延长其货架期。本发明实现了葡萄皮的资源化利用并拓宽了智能包装的应用领域。

技术研发人员：陈旭,祝振洲,李书艺,向红霞,王雪华
受保护的技术使用者：武汉轻工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15