阅读说明：本技术 一种缓释型保鲜可食涂膜及制备方法和应用 (Slow-release type fresh-keeping edible coating film and preparation method and application thereof ) 是由 王虎虎 黄明远 徐幸莲 戚军 周光宏 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种缓释保鲜可食涂膜及制备方法和应用,属于食品加工与储藏保鲜领域。该方法先利用超声波和高压微射流技术制备了搭载有天然抗菌剂和抗氧化剂的具有缓释保鲜特性纳米活性涂膜,然后将其应用在熟肉制品保鲜中。本发明制备的缓释保鲜特性纳米活性涂膜工艺简单、操作便利,涂膜用到的所有原料绿色、安全,可与所涂覆的产品一同食用。熟肉制品经所制备的缓释型活性涂膜液浸泡或喷涂处理后,可长时间减缓肉制品的脂质氧化和菌落总数的增加,保持肉制品的新鲜度,延长货架期。(The invention discloses a slow-release fresh-keeping edible coating and a preparation method and application thereof, belonging to the field of food processing, storage and fresh keeping. The method firstly utilizes ultrasonic wave and high-pressure micro-jet technology to prepare the nano active coating film which carries natural antibacterial agent and antioxidant and has the slow-release preservation characteristic, and then the nano active coating film is applied to the preservation of cooked meat products. The nano active coating with the slow-release preservation characteristic prepared by the invention has the advantages of simple process and convenient operation, all raw materials used for coating are green and safe, and the nano active coating can be eaten together with the coated product. After the cooked meat product is soaked or sprayed by the prepared slow-release active coating liquid, the lipid oxidation and the increase of the total number of bacterial colonies of the meat product can be slowed down for a long time, the freshness of the meat product is kept, and the shelf life is prolonged.)

一种缓释型保鲜可食涂膜及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及食品加工与储藏保鲜领域，具体涉及一种缓释型保鲜可食涂膜及制备方法和应用。

背景技术

近年来肉制品安全备受关注，其在加工、储藏、运输和销售等多个环节易受外界影响，从而引肉制品的腐败变质，造成食用品质下降和经济损失。因此，肉制品的保鲜具有十分重要的意义。目前熟肉制品保鲜多采用真空包装加上二次高温热杀菌的方式，另外还有一些非热杀菌技术如辐照杀菌技术、脉冲电场杀菌技术等，这些方式虽然能够延长肉制品的货架期达到保鲜目的，但是肉制品的营养风味，质地和口感都会有很大的损失。

活性涂膜保鲜技术近几年越来越受关注。活性涂膜是指在通过浸泡或喷涂等方式在食品表面形成一层薄薄的涂层，将食品与外源环境隔开，使食品能够避免或减少外源环境的影响。同时能够采用乳化包埋等方式搭载多种活性物质，防止活性物质的快速消耗失活，使活性物质能够长时间发挥保鲜功效，从而能够延长食品的货架期。目前涂膜保鲜的研究主要集中于生鲜肉领域，且制备的涂膜体系以单一的水相体系研究较多，此类涂膜存在阻隔性差等问题。部分研究曾采用浓缩的植物精油为活性物质加入到涂膜中，所制得涂膜味道太浓烈，虽然有一定的保鲜效果，但影响食品本身的感官特性，不可食用，不适合在肉制品上的实际应用。因此，研究出能够应用在熟肉制品中具有缓释、可食、绿色、高效、安全等特性的可食膜势在必行。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供了应用于肉制品的缓释保鲜可食涂膜及其制备方法和应用，该可食膜能够有效延长熟肉制品的货架期。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种缓释型保鲜可食涂膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)、迷迭香油脂体系REO的制备：采用超声分散的技术，将脂溶性迷迭香提取物均匀分散在植物油中，使体系中的迷迭香浓度达到4.5-5.5g/L；

(2)、缓释型保鲜涂膜液的制备：将步骤(1)制备得到的迷迭香油脂体系REO加入含有质量浓度为0.1g/L-1g/L聚赖氨酸的可塑性水凝胶体系中，经分散得到涂膜粗乳液，利用压力为80MPa-150MPa，3-5个循环参数的高压微射流技术使涂膜粗乳液纳米化，得到油相粒径在100nm-500nm的纳米缓释涂膜液；

(3)、熟肉制品中的应用：将纳米缓释型涂膜液通过浸泡或喷涂方式应用于熟肉品中。

一种缓释型保鲜可食涂膜，该可食涂膜是通过如下方法制备得到：

(1)、迷迭香油脂体系REO的制备：采用超声分散的技术，将脂溶性迷迭香提取物均匀分散在植物油中，使体系中的迷迭香浓度达到4.5-5.5g/L；

(2)、缓释型保鲜涂膜液的制备：将步骤(1)制备得到的迷迭香油脂体系REO加入含有质量浓度为0.1g/L-1g/L聚赖氨酸的可塑性水凝胶体系中，经分散得到涂膜粗乳液，利用压力为80MPa-150MPa，3-5个循环参数的高压微射流技术使涂膜粗乳液纳米化，得到油相粒径在100nm-500nm的纳米缓释涂膜液；

(3)、熟肉制品中的应用：将纳米缓释型涂膜液通过浸泡或喷涂方式应用于熟肉品中。

本发明技术方案中：步骤(1)中超声分散的功率为180-200W，超声分散的时间为80-100min。

本发明技术方案中：步骤(2)中迷迭香油脂体系REO与含有质量浓度为0.1g/L-1g/L的可塑性水凝胶体系的体积比为0.1～5：95～99.9。

本发明技术方案中：步骤(2)中聚赖氨酸的质量浓度为0.35g/L-0.45g/L。

本发明技术方案中：步骤(2)中高压微射流技术的操作压力为80MPa-120MPa。

本发明技术方案中：步骤(3)中浸泡法是将烧鸡等肉制品浸没于缓释型涂膜液中2-3min，取出凝固后包装冷藏；所所得喷涂法是将缓释型涂膜液在0.25-0.35MPa压力下喷射覆盖至烧鸡等肉品表面，冷却凝固后包装冷藏。

本发明技术方案所述的缓释型保鲜可食涂膜在食品包装材料方面的应用。

在一些优选的技术方案中：所述的可食涂膜在肉制品保鲜材料方面的应用。

本发明技术方案中：可塑性水凝胶体系是包括明胶与壳聚糖，以及适量可食用着色物质如酱油或焦糖。

在一些优选的技术方案中：明胶与壳聚糖的质量浓度比为5:0.1～3。

本发明技术方案中：脂溶性迷迭香提取物为市售产品或者采用如下方法提取得到：

脂溶性迷迭香精油的提取工艺：

迷迭香固体原料经微波真空干燥使其水分含量在5％以下，经粉碎、水蒸气蒸馏后，残渣用乙醇-水进行回流提取，其中提取温度80℃、乙醇体积分数90％、料液比1:10(g/mL)，提取时间为60min，滤液经浓缩、过滤、干燥后得到脂溶性迷迭香提取物。

本发明的有益效果：

(1)工艺简单，操作便利，涂膜所用原料绿色、安全、可食；

(2)将迷迭香提取物包埋于纳米涂膜液中，同时搭载了高效广谱的生物防腐剂聚赖氨酸，制备出具有缓释特性的纳米涂膜液能够使保鲜剂的作用时间更长，从而达到延长货架期的目的；

(3)选用明胶-壳聚糖作为成膜物质，其冷凝成胶后更能有效地将涂膜液粘附在肉制品表面，形成的凝胶具有的良好弹性口感符合人们的感官特性；

(4)传统的真空包装二次热杀菌技术会影响肉制品的品质和风味特性，本发明很好的解决了此问题，采用生物保鲜技术，研制出了具有缓释保鲜特性的可食用膜，能够使肉制品的货架期延长。

附图说明

图1为不同含量REO浓度的涂膜液微射流处理前后微观粒径图像。

图2为微射流技术处理前后涂膜液的粒径及Zeta电位分布。

图3为4℃冷藏期间不同涂膜处理下鸡肉的菌落总数(TVC)情况。

图4为4℃冷藏期间不同涂膜处理下鸡肉的脂质氧化(TBARS)情况。

其中图2中“Coarse emulsion”为未经微射流处理的粗涂膜乳液；“Nanoemulsion”为经微射流处理后的纳米缓释涂膜乳液。

图3和图4中，CK为对照组，样品未涂覆任何物质；E1组，样品涂覆了仅含有迷迭香提取物的涂膜液，涂膜液经过微射流处理；E2组，样品涂覆了仅含有聚赖氨酸的涂膜液，涂膜液经过微射流处理；E3组，样品涂覆了含有迷迭香提取物和聚赖氨酸的涂膜液，涂膜液未经微射流技术；E4组，样品涂覆了含有迷迭香提取物和聚赖氨酸的涂膜液，涂膜液经过微射流技术处理。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1的脂溶性迷迭香提取物为市售，河南森源本草天然产物股份有限公司；其余实施例为自制，自制的提取工艺如下：

迷迭香固体原料经微波真空干燥使其水分含量在5％以下，经粉碎、水蒸气蒸馏后，残渣用乙醇-水进行回流提取，其中提取温度80℃、乙醇体积分数90％、料液比1:10(g/mL)，提取时间为60min，滤液经浓缩、过滤、干燥后得到脂溶性迷迭香提取物。

实施例1～4

一种缓释保鲜可食涂膜的制备及在熟肉制品的应用，该方法是按照以下几步骤进行的：

以日常熟食店为例：将脂溶性迷迭香提取物以5g/L的比例溶解在植物油中，得到迷迭香植物油(REO)。接着将REO加入到含有0.2g/L聚赖氨酸的可塑性水凝胶体系中(主要成分为明胶和壳聚糖，其中明胶的浓度为25g/L，壳聚糖为5g/L，以及少量天然食用类着色物质，其余成分为水)，经分散得到水包油型涂膜粗乳液；利用高压微射流技术对涂膜粗乳液进行处理，从而得到油相粒径在100nm-500nm范围的具有缓释功能的纳米涂膜液。将烧鸡等肉制品浸没于的缓释型涂膜液中2min，取出凝固后包装冷藏。

表1实施例1～4的各参数

实施例1

以扩散方式为变量(自然扩散、磁力搅拌和超声波技术)，其他参数见上表。

实施例2

以涂膜体系中REO为变量(1.0％，1.5％和2.0％)，其他参数见上表。

实施例3

以微射流技术中的循环次数为变量(1，3和5次)，其他参数见上表。

实施例4

以微射流技术中的压力为变量(50，100和150Mpa)，其他参数见上表。

实施例5：

一种缓释保鲜可食膜的制备及在熟肉制品的应用，该方法是按照以下几步骤进行的：

以企业大批量生产为例：

将迷迭香提取物以5g/L的比例通过超声波分散技术(200w，80min)溶解在植物油中，得到迷迭香植物油(REO)。接着将体积浓度为2％的REO加入到含有0.4g/L聚赖氨酸的可塑性水凝胶体系中(主要成分为明胶和壳聚糖，其中明胶的浓度为25g/L，壳聚糖为5g/L，以及少量天然食用类着色物质，其余成分为水)，经分散得到水包油型涂膜粗乳液；利用高压微射流技术对涂膜粗乳液进行处理，压力为100MPa，处理3个循环，从而得具有缓释功能的纳米涂膜液。以烧鸡生产为例，将缓释型涂膜液在0.3MPa压力下喷射覆盖至烧鸡表面，冷却凝固后包装冷藏。

性能检测：

表1为实施例1优选参数试验中不同扩散方式对迷迭香提取物均匀分散时间的影响。传统自然扩散方式消耗时间较长；采用磁力搅拌能够缩短分散时间，但效率依旧较低；而超声波技术可以有效缩短分散时间至80分钟，显著提高分散效率。

表2为实施例2优选参数试验中不同含量REO浓度对涂膜液经微射流技术处理前后粒径分散的影响。随着REO浓度的提高，未处理组的涂膜液粒径大小不断增加。各组多分散系数PDI值均大于0.4，表明未处理组的粒径分布不均一，体系不稳定。经微射流技术处理后，涂膜液粒径显著降低为纳米级；处理后各组的PDI值为0.2左右，表明涂膜液粒径分布均一，体系稳定。鉴于涂膜液体系的稳定性及良好的抗氧化效果，2％REO为优选浓度。

表3为实施例3优选参数试验中微射流技术循环数对含2％REO的涂膜液粒径分布和分散的影响。随着循环次数的增加，涂膜液粒径不断减小，体系稳定性不断增加。3次和5次循环能将涂膜液的粒径降低为纳米级，体系稳定，从时间和效率角度考虑，优选3次。

表4为实施例4优选参数试验中微射流技术压力参数对粒径分布和分散的影响。随着微射流压力的增加，涂膜液粒径不断减小，体系稳定性不断增加。在试验范围内，100MPa及150MPa处理压力能有限减小涂膜液粒径，减小PDI值，从而提高涂膜液体系的稳定性。然而过高的压力可能会破坏蛋白空间结构，从而影响蛋白质功能性质。因此，从能源消耗等各方面因素综合考虑，优选100MPa压力。

表1

表2

注：平均值±标准差；同列数值小写字母不同表均值存在显著性差异(p<0.05)

表3

注：平均值±标准差；同列数值小写字母不同表均值存在显著性差异(p<0.05)；其中微射流处理压力为100MPa；CK为对照组，未经微射流处理。

表4

注：平均值±标准差；同列数值小写字母不同表均值存在显著性差异(p<0.05)；其中微射流循环次数为3次；CK为对照组，未经微射流处理。

图1为实施例2优选参数试验中不同含量REO浓度的涂膜液微射流技术处理前后微观粒径图像。其中“C”表示未经微射流处理组，“N”表示经微射流技术处理组；“0.5、1.0、2.0”表示REO的添加比例为0.5％、1.0％、2.0％。涂膜液的微观图像更直观的反映了粒径的大小及均一情况。未处理的各组涂膜液粒径大小分布不一，颗粒较大，聚集趋势明显。经微射流技术处理后，涂膜液的粒径显著降低，粒径均一，与表2结果完全吻合。

图2为微射流技术处理前后涂膜液的粒径及Zeta电位。在未经微射流技术处理之前，涂膜乳液粒径不均一，颗粒整体较大为1.12微米，且Zeta电位为+26.25mV，小于+30mV，表明该涂膜乳液体系不稳定，容易重力分层和奥氏成熟使液滴发生聚集。在微射流技术处理后，涂膜乳液粒径由微米级变为纳米级，为257纳米，颗粒较小，Zeta电位为+32.50mV，表明涂膜乳液具有良好的稳定性。同时纳米级的涂膜乳液液滴比表面积大，具有良好的生物活性，所搭载的活性物质生物利用率较高。

图3为实施例5中4℃冷藏期间不同涂膜处理下鸡肉的菌落总数(TVC)情况。按照肉制品行业共识和产品感官评定属性，在透氧包装条件下的具有可食用品质的烧鸡等酱卤肉制品的细菌总数临界值为3.5Log，未涂覆任何物质的对照组(CK组)在第6天时菌落总数已经超出货架期临界线，丧失了食用特性，期货期为5天。利用仅含有迷迭香提取物的且经过微射流技术处理后的涂膜液(E1组)涂覆样品，发现迷迭香展示出了一定的抑菌效果，使该处理组的货架期达到了6天。利用仅含有聚赖氨酸且经过微射流技术处理后的涂膜液(E2组)涂覆样品，发现聚赖氨酸展示出了较强的的抑菌效果，使该处理组的货架期达到了9天，在第10天时已经完全丧失了食用品质。利用未经微射流技术处理的含有迷迭香和聚赖氨酸涂膜液(E3)，发现该组货架期完全达到了10天，这两种物质的混合展示出了协同效应，对细菌抑制起到了明显效果。经过微射流处理的含有迷迭香和聚赖氨酸的涂膜液(E4)，在第14天时低于临界线，具有可食性，该组处理中这两种物质的混合协同效应展现的更为显著，远远超出了简单混合带来的抑菌效应；相比未经微射流处理的涂膜液，处理后的涂膜液展示出了显著的缓释抑菌效应，使货架期延长了至少40％(从10天延长至14天)。

图4为实施例5中4℃冷藏期间不同涂膜处理下鸡肉的脂质氧化(TBARS)情况。储藏期间对照组的TBARS值每千克肉中丙二醛(MDA)含量持续升高至2.2mg。E1组(仅含有迷迭香提取物)展示出了较强的抗氧化效果，但是在贮藏后期其抗氧化性能依然较弱。E2组(仅含有聚赖氨酸)中的抗氧化性能较差，优于对照组的抗氧化性能是水凝胶体系带来的效果。E3组(未经微射流技术处理的含有迷迭香和聚赖氨酸的涂膜液)展示了较强的抗氧化性能，但是仍然弱于经微射流技术处理的E1组，说明微射流处理可以提高体系的抗氧化性能，不经微射流技术处理的体系未能充分发挥其潜在的抗氧化潜力。E4组涂覆具有缓释特性纳米涂膜的样品在整个储藏期均具有较低TBARS值，且相比只有迷迭香的E1组，其在货架期后段依然具有较强的抗氧化效果，说明微射流处理该体系可以达到缓释的效果，对该体系中迷迭香油相物质起到了包埋缓释的效果，其可长时间释放所搭载的抗氧化物质，达到保持产品品质的目的。