阅读说明：本技术 一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜及其制备方法 (Chitosan-silk fibroin edible film and preparation method thereof ) 是由 殷献华 钱静 张嘉帅 孟晶晶 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤：步骤S1、季铵化壳聚糖溶液的制备；步骤S2、丝素蛋白溶液的制备；步骤S3、壳聚糖-丝素蛋白的制备；步骤S4、壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备。本发明还公开了根据所述一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法制成的一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜。本发明公开的壳聚糖-丝素蛋白可食膜阻湿性能好、能够有效地延缓果蔬的衰老和褐变,抑制果蔬中微生物的增长,提高果蔬的贮藏期和最大限度保持其原有品质和商品价值,使用安全、环保,具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。(The invention relates to a preparation method of a chitosan-silk fibroin edible film, which is characterized by comprising the following steps: step S1, preparing a quaternized chitosan solution; step S2, preparing a silk fibroin solution; step S3, preparing chitosan-silk fibroin; and S4, preparing the chitosan-silk fibroin edible film. The invention also discloses a chitosan-silk fibroin edible film prepared by the preparation method of the chitosan-silk fibroin edible film. The chitosan-silk fibroin edible film disclosed by the invention has good moisture resistance, can effectively delay the aging and browning of fruits and vegetables, inhibits the growth of microorganisms in the fruits and vegetables, improves the storage period of the fruits and vegetables, keeps the original quality and commodity value of the fruits and vegetables to the maximum extent, is safe and environment-friendly to use, and has higher economic value, social value and ecological value.)

一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及可食膜技术领域，尤其涉及一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜及其制备方法。

背景技术

新鲜的果蔬营养价值高，深受消费者喜爱，但其在室温下货架期短，较易腐烂。随着人们对绿色食品认知度的提高，如何提高果蔬的贮藏期和最大限度保持其原有品质和商品价值，已成为食品科学领域研究的焦点之一。

可食膜是可食性保鲜膜的简称，可食膜具有保鲜效果好、使用方便、实用性好等特点，制作工艺简单、成本低、可食、易降解、对环境不产生污染，是一种极具开发潜势的食品包装材料，也是涂膜保鲜技术中经常用到的一种保鲜材料，其通常由具有成膜功能的保鲜剂涂覆在果实表面，静置一段时间后在果实表面形成，其能阻断果实与空气进行气体交换，从而减少营养物质消耗、延缓衰老，因此，发展性能优异的可食膜显得尤为重要。

目前所使用的可食性保鲜膜在果蔬保鲜中虽然已取得了显著的成果，但也存在着问题，多糖亲水性强，导致膜的阻湿性能差，在较高的湿度环境下容易吸潮发黏；蛋白质膜具有很强的亲水性，抗水能力差。

屠洁等在食品与机械，第26卷第6期，2010年11月，《壳聚糖-甘油-丝素共混膜的制备及性能研究》一文中采用流涎法制备壳聚糖－甘油－丝素共混膜，以膜的伸长强度和断裂伸长率为指标，考察各组分混配比例对膜性能的影响。结果显示：壳聚糖可增强膜的拉伸强度，但当壳聚糖浓度≥10g/L，膜的断裂伸长率出现下降；添加甘油可提高膜的拉伸强度和断裂伸长率；丝素蛋白的添加可使膜的拉伸强度略有上升，同时较明显地提升了断裂伸长率。进一步采用10g/L壳聚糖、10g/L甘油、0～10g/L丝素蛋白成膜，并考察其抑菌性能。结果表明：含5g/L丝素蛋白的共混膜即可完全抑制金黄色葡萄球菌的生长，含20g/L丝素蛋白的共混膜可完全抑制大肠杆菌的生长，丝素蛋白的添加大大提高了壳聚糖共混膜的抑菌性能。在论文中只是对共混膜的力学性能和抗菌性进行了研究，但是没有在食品保鲜作用进行论证；其不是可食膜；由于没有添加表面活性剂、增塑剂，单纯的壳聚糖溶液、丝素蛋白溶液共混形成的膜易老化开裂、阻湿性差。

因此，开发一种阻湿性能好、能够有效地延缓果蔬的衰老和褐变，抑制果蔬中微生物的增长，提高果蔬的贮藏期和最大限度保持其原有品质和商品价值的可食膜对促进涂膜保鲜技术的发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜；该可食膜阻湿性能好、能够有效地延缓果蔬的衰老和褐变，抑制果蔬中微生物的增长，提高果蔬的贮藏期和最大限度保持其原有品质和商品价值，使用安全、环保，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值；同时，本发明还提供了所述壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、季铵化壳聚糖溶液的制备：将季铵化壳聚糖溶解于去离子水中，在50-60℃下搅拌15-30分钟形成溶液，然后向溶液中加入质量百分浓度为1-3％的冰醋酸，以450-550rpm的转速继续保温机械搅拌35-45分钟，后静置，得到澄清透明的微黄色季铵化壳聚糖溶液；

步骤S2、丝素蛋白溶液的制备：将纳米丝素蛋白溶解于去离子水中，在55-65℃下搅拌20-35分钟形成溶液，然后向溶液中加入质量百分浓度为0.5-1.5％的冰醋酸，以500rpm的转速继续保温机械搅拌25-35分钟，后静置，得到丝素蛋白溶液；

步骤S3、壳聚糖-丝素蛋白的制备：将经过步骤S1制成的季铵化壳聚糖溶液和经过步骤S2制成的丝素蛋白溶液混合，搅拌均匀后，再向其中加入甘油、聚乙二醇和表面活性剂，然后在磁力搅拌器上搅拌30-40分钟，再用均质机均质3-5次，真空抽滤，冷却后备用，冷冻干燥即得样品；

步骤S4、壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备：将经过步骤S3中制成的壳聚糖-丝素蛋白溶于水中，再向其中加入海藻酸，在60-80℃的水浴下磁力搅拌2-3小时，得到混合溶液，再用真空泵抽气以去除溶液中的气泡，取溶液浇注于亚克力板上，再将亚克力板在60-80℃下干燥成膜，最后揭膜保存，得到壳聚糖-丝素蛋白可食膜。

进一步地，步骤S1中所述季铵化壳聚糖、去离子水、冰醋酸的配比为10g:(1-1.5L):(8-12mL)。

进一步地，步骤S2中所述纳米丝素蛋白、去离子水、冰醋酸的配比为(9-11g):(1-1.5L):(8-12mL)。

较佳地，步骤S3中所述季铵化壳聚糖溶液、丝素蛋白溶液、甘油、聚乙二醇和表面活性剂的质量比为1:1:(0.02-0.05):0.03:0.02。

较佳地，所述表面活性剂为吐温20、吐温80中的至少一种。

进一步地，步骤S4中所述壳聚糖-丝素蛋白、水、海藻酸的质量比为(2-5):100:0.3。

本发明的另一个目的在于提供一种采用上述壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法制备而成的壳聚糖-丝素蛋白可食膜。

进一步地，一种所述壳聚糖-丝素蛋白可食膜用于果蔬涂膜保鲜材料。

由于上述技术方案运用，本发明专利与现有技术相比具有下列优点：该可食膜阻湿性能好、能够有效地延缓果蔬的衰老和褐变，抑制果蔬中微生物的增长，提高果蔬的贮藏期和最大限度保持其原有品质和商品价值，使用安全、环保，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值；所述壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法简单易操作，反应条件温和，对设备依赖性不高。

具体实施方式

本发明涉及一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、季铵化壳聚糖溶液的制备：将季铵化壳聚糖溶解于去离子水中，在50-60℃下搅拌15-30分钟形成溶液，然后向溶液中加入质量百分浓度为1-3％的冰醋酸，以450-550rpm的转速继续保温机械搅拌35-45分钟，后静置，得到澄清透明的微黄色季铵化壳聚糖溶液；

步骤S2、丝素蛋白溶液的制备：将纳米丝素蛋白溶解于去离子水中，在55-65℃下搅拌20-35分钟形成溶液，然后向溶液中加入质量百分浓度为0.5-1.5％的冰醋酸，以500rpm的转速继续保温机械搅拌25-35分钟，后静置，得到丝素蛋白溶液；

步骤S3、壳聚糖-丝素蛋白的制备：将经过步骤S1制成的季铵化壳聚糖溶液和经过步骤S2制成的丝素蛋白溶液混合，搅拌均匀后，再向其中加入甘油、聚乙二醇和表面活性剂，然后在磁力搅拌器上搅拌30-40分钟，再用均质机均质3-5次，真空抽滤，冷却后备用，冷冻干燥即得样品；

步骤S4、壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备：将经过步骤S3中制成的壳聚糖-丝素蛋白溶于水中，再向其中加入海藻酸，在60-80℃的水浴下磁力搅拌2-3小时，得到混合溶液，再用真空泵抽气以去除溶液中的气泡，取溶液浇注于亚克力板上，再将亚克力板在60-80℃下干燥成膜，最后揭膜保存，得到壳聚糖-丝素蛋白可食膜。

进一步地，步骤S1中所述季铵化壳聚糖、去离子水、冰醋酸的配比为10g:(1-1.5L):(8-12mL)；步骤S2中所述纳米丝素蛋白、去离子水、冰醋酸的配比为(9-11g):(1-1.5L):(8-12mL)；步骤S3中所述季铵化壳聚糖溶液、丝素蛋白溶液、甘油、聚乙二醇和表面活性剂的质量比为1:1:(0.02-0.05):0.03:0.02；所述表面活性剂为吐温20、吐温80中的至少一种；步骤S4中所述壳聚糖-丝素蛋白、水、海藻酸的质量比为(2-5):100:0.3。

本发明的另一个目的在于提供一种采用上述壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法制备而成的壳聚糖-丝素蛋白可食膜。

进一步地，一种所述壳聚糖-丝素蛋白可食膜用于果蔬涂膜保鲜材；该可食膜阻湿性能好、能够有效地延缓果蔬的衰老和褐变，抑制果蔬中微生物的增长，提高果蔬的贮藏期和最大限度保持其原有品质和商品价值，使用安全、环保，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值；所述壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法简单易操作，反应条件温和，对设备依赖性不高。

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1

本实例提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、季铵化壳聚糖溶液的制备：将季铵化壳聚糖10g溶解于去离子水1L中，在50℃下搅拌15分钟形成溶液，然后向溶液中加入质量百分浓度为1％的冰醋酸8mL，以450rpm的转速继续保温机械搅拌35分钟，后静置，得到澄清透明的微黄色季铵化壳聚糖溶液；

步骤S2、丝素蛋白溶液的制备：将纳米丝素蛋白9g溶解于去离子水1L中，在55℃下搅拌20分钟形成溶液，然后向溶液中加入质量百分浓度为0.5％的冰醋酸8mL，以500rpm的转速继续保温机械搅拌25分钟，后静置，得到丝素蛋白溶液；

步骤S3、壳聚糖-丝素蛋白的制备：将经过步骤S1制成的季铵化壳聚糖溶液100g和经过步骤S2制成的丝素蛋白溶液100g混合，搅拌均匀后，再向其中加入甘油2g、聚乙二醇3g和吐温20 2g，然后在磁力搅拌器上搅拌30分钟，再用均质机均质3次，真空抽滤，冷却后备用，冷冻干燥即得样品；

步骤S4、壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备：将经过步骤S3中制成的壳聚糖-丝素蛋白2g溶于水100g中，再向其中加入海藻酸0.3g，在60℃的水浴下磁力搅拌2小时，得到混合溶液，再用真空泵抽气以去除溶液中的气泡，取溶液浇注于亚克力板上，再将亚克力板在60℃下干燥成膜，最后揭膜保存，得到壳聚糖-丝素蛋白可食膜。

本发明的另一个目的在于提供一种采用上述壳聚糖-丝素蛋白可食膜的制备方法制备而成的壳聚糖-丝素蛋白可食膜。

一种所述壳聚糖-丝素蛋白可食膜用于果蔬涂膜保鲜材料。

实施例2

本实例提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜，它与实例1中的基本一致，不同的是，步骤S1中所述季铵化壳聚糖、去离子水、冰醋酸的配比为10g:1.2L:9mL；步骤S2中所述纳米丝素蛋白、去离子水、冰醋酸的配比为9.5g:1.1L:9mL；步骤S3中所述季铵化壳聚糖溶液、丝素蛋白溶液、甘油、聚乙二醇和表面活性剂的质量比为1:1:0.03:0.03:0.02；所述表面活性剂为吐温80；步骤S4中所述壳聚糖-丝素蛋白、水、海藻酸的质量比为3:100:0.3。

实施例3

本实例提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜，它与实例1中的基本一致，不同的是，步骤S1中所述季铵化壳聚糖、去离子水、冰醋酸的配比为10g:1.3L:10mL；步骤S2中所述纳米丝素蛋白、去离子水、冰醋酸的配比为10g:1.3L:10mL；步骤S3中所述季铵化壳聚糖溶液、丝素蛋白溶液、甘油、聚乙二醇和表面活性剂的质量比为1:1:0.035:0.03:0.02；所述表面活性剂为吐温20；步骤S4中所述壳聚糖-丝素蛋白、水、海藻酸的质量比为3.5:100:0.3。

实施例4

本实例提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜，它与实例1中的基本一致，不同的是，步骤S1中所述季铵化壳聚糖、去离子水、冰醋酸的配比为10g:1.4L:11mL；步骤S2中所述纳米丝素蛋白、去离子水、冰醋酸的配比为10.5g:1.4L:11mL；步骤S3中所述季铵化壳聚糖溶液、丝素蛋白溶液、甘油、聚乙二醇和表面活性剂的质量比为1:1:0.04:0.03:0.02；所述表面活性剂为吐温20、吐温80按质量比2:3混合而成；步骤S4中所述壳聚糖-丝素蛋白、水、海藻酸的质量比为4:100:0.3。

实施例5

本实例提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜，它与实例1中的基本一致，不同的是，步骤S1中所述季铵化壳聚糖、去离子水、冰醋酸的配比为10g:1.5L:12mL；步骤S2中所述纳米丝素蛋白、去离子水、冰醋酸的配比为11g:1.5L:12mL；步骤S3中所述季铵化壳聚糖溶液、丝素蛋白溶液、甘油、聚乙二醇和表面活性剂的质量比为1:1:0.05:0.03:0.02；所述表面活性剂为吐温20；步骤S4中所述壳聚糖-丝素蛋白、水、海藻酸的质量比为5:100:0.3。

对比例1

本实例提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜，它与实例1中的基本一致，不同的是：步骤S1中用水溶性壳聚糖代替季铵盐壳聚糖。

对比例2

本实例提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜，它与实例1中的基本一致，不同的是：步骤S3中没有添加聚乙二醇。

对比例3

本实例提供一种壳聚糖-丝素蛋白可食膜，它与实例1中的基本一致，不同的是：步骤S3中没有添加海藻酸。

为了进一步说明本发明实施例的技术效果，对采用本发明实施例1-5及对比例1-3所制得的壳聚糖-丝素蛋白可食膜进行性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：

(1)拉伸强度：按照GB/T1040-1992塑料拉伸性能实验方法进行测定，拉伸速率100mm/min，测试温度为25℃。

(2)VC含量测定：按照根据国标GB6195 1986，采用2,6二氯靛酚滴定法进行测定，测定的是膜涂覆与番茄表面贮藏15天时的数值。

(3)抗菌性能测试：按照FZ/T73023-2006进行测定，选取测试的菌种是大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。

表1

从表1可以看出，本发明实施例公开的壳聚糖-丝素蛋白可食膜具有更加优异的机械力学性能、抗菌性能，且其用于果蔬表面保鲜时，能有效延长果蔬的储存期，改善保鲜效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。