一种红枣膳食纤维抗菌保鲜可食用膜及其制备方法

本发明属于食品工程领域，具体涉及一种红枣膳食纤维抗菌保鲜可食用膜及其制备方法。

背景技术：

1、狗头红枣富含多糖、蛋白质和维生素等营养成分，具有良好的抗氧化、抗肿瘤、抗衰老以及改善心脑血管的生理活性。膳食纤维是一类具有多种生理活性的多糖，在人体消化过程中具有重要作用。与不溶性膳食相比，可溶性膳食纤维具有更好的生理活性。可溶性膳食纤维具有调节血糖水平、降低胆固醇、改善肠道菌群、预防心脑血管等慢性疾病的生理活性。此外，基于膳食纤维的持水性和膨胀力可改善人体肠道健康。

2、当前，食品塑料包装的滥用已造成日益严重的环境污染问题，也导致一定的食品安全隐患。随着消费者对食品安全和环境保护意识的提高，开发可食用、可降解、天然且无污染的绿色保鲜包装材料已经成为食品包装领域的研究热点。天然聚合物具有安全、环保、可再生和良好的生物相容性等优势，被广泛用于开发绿色包装材料。绿色保鲜包装材料是基于不同天然可食用聚合物分子(多糖类、脂质类、蛋白质类)间的相互作用而形成的一种具有三维网状结构特征的薄膜，在适当的条件下该薄膜可以被微生物完全降解，降解产物不会造成环境污染。研究表明，将绿色保鲜包装材料应用于食品包装，可在一定程度上降低传统塑料包装滥用造成的环境污染和食品安全隐患。然而，抗菌保鲜性能低以及功能单一是绿色保鲜包装材料的应用弊端。

3、目前，开发绿色保鲜包装材料的主要原料是天然可食性多糖类、脂质类和蛋白质类物质。以脂质类物质为原料的可食用保鲜包装膜在制备过程中不易调控成膜厚度及均匀性，导致膜结构稳定性较差，易出现孔洞和裂纹。此外，可食用脂质膜容易产生蜡质口感，从而影响食用风味。以蛋白质类物质为原料的可食用保鲜包装膜虽然具有较好的机械性能和阻隔性能，但由于制备过程中大量塑化剂的添加导致膜透水率降低。此外，大量塑化剂的添加导致可食用蛋白质膜用于包装脂质类食品时容易造成食品安全隐患。所以现在常用的主要原料是天然可食性多糖类。

4、目前已报道的膳食纤维基可食用保鲜包装膜主要以玉米皮、大豆、藻类、胡麻来源的膳食纤维进行制备。玉米皮和大豆膳食纤维可食用膜制备过程中需添加海藻酸钠和羟甲基纤维素钠混合液进行增稠，但由于海藻酸钠在工业生产中用量较大，导致供应收缩；藻类、胡麻膳食纤维可食用膜虽未使用海藻酸钠作为增稠剂，但未添加天然可食用抗菌物质，导致膜抗菌保鲜性能较差；玉米皮和大豆膳食纤维可食用膜也存在抗菌保鲜性能和机械性能欠佳的应用弊端。总之，该类膳食纤维基可食用保鲜包装膜存在机械性能欠佳，抗菌保鲜活性不强、膜功能单一的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种红枣膳食纤维抗菌保鲜可食用膜及其制备方法，解决了现有膳食纤维基可食用保鲜包装膜机械性能欠佳、抗菌保鲜活性不强、膜功能单一的问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、本发明公开了一种红枣膳食纤维抗菌保鲜可食用膜的制备方法，包括以下步骤：

4、1)按照1g：(30～50)ml的料液比将红枣可溶性膳食纤维粉加入双蒸水中进行超声波均质，再进行热处理，冷却至室温后调节ph至9.0±0.5，得到红枣膳食纤维溶液；

5、2)在红枣膳食纤维溶液中加入羧甲基纤维素钠，搅拌至溶解后加入甘油，继续搅拌，得到混合溶液a；

6、所述羧甲基纤维素钠占红枣膳食纤维溶液质量的1.8％～2.6％(w/w)；

7、甘油占红枣膳食纤维溶液质量的0.6％～1.0％(w/w)；

8、3)在混合溶液a中加入反式肉桂醛纳米乳液，搅拌后得到混合溶液b；

9、所述反式肉桂醛纳米乳液占混合溶液b质量的1.0～2.0％(w/w)；

10、4)将混合溶液b离心脱气，将脱气后的混合液涂抹成膜，干燥、剥膜，得红枣膳食纤维抗菌保鲜可食用膜。

11、进一步，步骤1)中，超声波均质参数为：60±5w，5±1min。

12、进一步，步骤1)中，热处理的条件为于(95±2)℃热处理2min。

13、进一步，步骤2)中，搅拌采用磁力搅拌方式，温度为(70±2)℃，磁力搅拌参数为：1500±100rpm，5±0.5h。

14、进一步，步骤3)中，反式肉桂醛纳米乳液的制备方法为：

15、取反式肉桂醛和tween 80，混匀后加入双蒸水，超声处理至混合体系由无色透明变浑浊，则得到反式肉桂醛纳米乳液。

16、进一步，步骤4)中，将脱气后的混合液在基底上涂抹成膜，基底为聚四氟乙烯模具。

17、进一步，步骤4)中，干燥的方式有以下两种：

18、第一种干燥方式为：于温度(25±5)℃、相对湿度(55±5)％的条件下静置(48±1)h；

19、另一种干燥方式为：先于(55±5)℃干燥(1.5±0.5)h，然后于温度(25±5)℃、相对湿度(50±5)％的条件下自然干燥(1±0.5)h。

20、进一步，红枣可溶性膳食纤维粉以高值化开发红枣或红枣加工下脚料为原料来源。

21、本发明还公开了所述制备方法制备得到的红枣膳食纤维抗菌保鲜可食用膜。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

23、本发明公开的红枣膳食纤维抗菌保鲜可食用膜，将红枣可溶性膳食纤维粉经过超声波均质、加热溶胀、恒温磁力搅拌、离心脱气、热风干燥、自然静置和剥膜等一系列步骤，所制备的以红枣可溶性膳食纤维为主要基材的抗菌保鲜可食用膜。在本发明中，经过效果比较，选用效果最佳的食品级羧甲基纤维素钠(cmc)作为增稠剂，主要增加可食用膜的机械性能，原料易得，成本较低；加入甘油作为增塑剂，主要改善膜的表面光泽和柔韧性。

24、针对抗菌活性不强的问题，主要通过添加天然安全高效抗菌物质反式肉桂醛乳液来提高抗菌性能；针对功能单一问题，主要通过选择红枣膳食纤维(膳食纤维具有调节血糖水平、降低胆固醇、改善肠道菌群等生理保健活性)作为成膜基材以及添加反式肉桂醛纳米乳液(反式肉桂醛具有抗氧化、抗溃疡、降血压等生理保健活性)来解决，对于食品来说，该膜具有抗菌、抗氧化等功能，对于消费者来说，该膜具有降胆固醇、调节血糖水平、预防心脑血管等生理活性，使膜功能多样化。本发明所需的制膜原料来源广泛，制备工艺简单、操作门槛低、无需复杂精密设备、绿色环保，适合工业化生产。

25、对于本技术中的工艺参数，效果如下：红枣可溶性膳食纤维作为抗菌保鲜可食膜形成三维网状结构的主要原料，若添加量过低导致膜液稀薄，干燥后膜厚度太薄，阻隔性能和机械性能较差；若添加量过高又导致膜液粘稠，难以将膜液均匀涂布，干燥后膜透明度较差。而在1g：(30～50)ml的料液比范围内，可以较好的平衡上述问题。

26、均质和加热处理的目的使可溶性膳食纤维充分的吸水溶胀，便于形成分散体系。

27、调节ph至9.0±0.5的目的是在偏碱性条件下可溶性膳食纤维的多孔结构增多，吸附能力增强，继而理化特性得到改善，如吸附葡萄糖、抑制α-淀粉酶活性增强，从而降低血糖含量等。

28、羧甲基纤维素钠为增稠剂，可以通过自身分子结构中的氢键和纤维素基团与红枣可溶性膳食纤维相互作用形成致密网状结构，不仅可以稳定、乳化膜液，而且有助于增强膜的机械性能。羧甲基纤维素钠含量过低，膜机械性能较差；羧甲基纤维素钠含量过高，膜液粘稠难以均匀涂布，并且膜的透明度降低，溶解速度增加。而在1.8％～2.6％(w/w)范围内，可以较好的平衡上述问题。

29、甘油为增塑剂，主要通过削弱羧甲基纤维素钠与红枣可溶性膳食纤维分子之间的次价键改善膜的表面光泽和柔韧性。甘油含量过低，膜缺乏柔韧性，断裂伸长率较低；甘油含量过高，则会大幅降低膜的抗拉强度，容易断裂。而在0.6％～1.0％(w/w)的范围内，可以较好的平衡上述问题。

30、在红枣膳食纤维膜中加入反式肉桂醛可有效提高膜的抗菌保鲜活性及抗氧化、抗溃疡、降压等生理保健活性，从而提高膜的应用价值。但由于反式肉桂醛具有较强的挥发性和疏水性，直接添加到红枣膳食纤维膜液中会导致反式肉桂醛不能充分与膜液混合，且在膜液干燥过程中反式肉桂醛大量挥发影响膜抗菌保鲜活性和生理保健活性。此外，直接添加导致制备的膜具有较强的反式肉桂醛气味，用于食品包装会影响食品风味。将反式肉桂醛以纳米乳液的形式添加到膜液中制备可食用膜，可较好的解决上述问题。反式肉桂醛纳米乳液含量过低，膜的抗菌保鲜活性和生理保健活性较弱；反式肉桂醛纳米乳液含量过高，则会产生反式肉桂醛气味，影响食品风味。而在1.0％～2.0％(w/w)的范围内，可以较好的平衡上述问题。

31、进一步，本发明的红枣可溶性膳食纤维以高值化开发红枣或红枣加工下脚料(红枣渣)作为原料来源，价格低廉，成本低，而且可以综合可溶性膳食纤维的营养与生理保健活性。

32、本发明制备的红枣膳食纤维抗菌保鲜可食用膜，具有良好的阻隔性能(低透油系数、低水蒸气透过系数)、机械性能(高抗拉强度和断裂伸长率)以及抗菌性能(抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)，是新型的天然可降解、绿色环保的可食用膜，可广泛应用于食品/农产品抗菌保鲜包装以及生物医学新材料等领域。不仅可以实现高效保鲜(与普通保鲜膜相比该膜能延长冷鲜猪肉货架期3天)，还具有改善人体健康等生理保健活性。