一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液、保鲜膜、制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液、保鲜膜、制备方法和应用 (Edible trifoliol vegetable chicken skin gelatin preservative solution, preservative film, preparation method and application ) 是由 孙静 申杰 潘爱銮 杜金平 皮劲松 李新 李开耀 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液、保鲜膜、制备方法和应用,该保鲜液包括鸡皮明胶、壳聚糖、多元醇增塑剂、鸡皮油、木樨草素、转谷氨酰胺酶和水。保鲜膜通过保鲜液直接制备得到。保鲜液制备步骤为：鸡皮通过脱脂后再依次经过碱液处理和碱性蛋白酶溶液处理得到鸡皮明胶,从制备鸡皮明胶过程中的含脂肪溶液中提取得到鸡皮油；将鸡皮明胶、壳聚糖、多元醇增塑剂、鸡皮油、木樨草素混合后加入转谷氨酰胺酶进行催化交联,即得可食性保鲜液。该保鲜液成膜速度快,保鲜膜力学性能和阻隔能力强,同时具有良好的抑菌和抗氧化作用,制备过程操作简单,成本低,应用方式灵活多样,即可浸泡或喷淋后成膜保鲜,又可成膜后包装保鲜,应用广泛。(The invention discloses edible preservative solution for luteolin chicken skin gelatin, a preservative film, a preparation method and application. The preservative film is directly prepared from preservative solution. The preparation method of the fresh-keeping liquid comprises the following steps: degreasing chicken skin, sequentially treating the chicken skin with alkali liquor and alkaline protease to obtain chicken skin gelatin, and extracting fat-containing solution in the process of preparing the chicken skin gelatin to obtain chicken skin oil; mixing chicken skin gelatin, chitosan, polyol plasticizer, chicken skin oil and luteolin, adding transglutaminase, and catalytically crosslinking to obtain edible fresh-keeping solution. The preservative solution has the advantages of high film forming speed, strong mechanical property and barrier capability of the preservative film, good antibacterial and antioxidant effects, simple preparation process operation, low cost, flexible and various application modes, capability of being soaked or sprayed for film forming preservation, capability of being packaged for preservation after being formed into a film, and wide application.)
技术领域
本发明涉及食品保鲜领域，具体涉及一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液、保鲜膜、制 备方法和应用。
背景技术
传统的有机化合包装在高温加热环境下会产生有毒有害物质危害人体健康，以及不易分 解对环境造成影响，迫切需要一种新型包装材料进行部分替代。明胶作为一种动物蛋白，以 其良好的持水性、成膜性、乳化性、起泡性以及凝胶性等功能特性被广泛应用于食品、照相、 医药、感光材料工业等领域。传统明胶主要来源于哺乳动物(猪和牛)的骨和皮，受近年来 动物疫病影响而受限。鱼胶存在凝胶强度、热稳定性不足、产品参差使其利用难。
我国年均消耗鸡肉近1350万吨，鸡皮作为副产物，价格低廉、易获取且蛋白质含量高， 鸡皮中含有大约3％的胶原成分，包括四分之三的I型胶原和15％的Ⅱ型胶原，而且鸡皮原 料无异常臭味，色泽浅，加工成明胶过程中无需采用脱色。肉鸡的机械化加工程度日益完善 为提供品质良好且稳定的原料打下了良好基础。鸡皮作为明胶提取的来源材料，拥有比猪皮、 牛皮更好的凝胶性和流动性，且鸡皮明胶膜的水蒸气透过率(WVP)比水产明胶膜低且力 学性能更强。
因此开发和利用家禽资源生产明胶，既可充分利用资源、变废为宝、减少环境污染和解 决家禽加工业资源综合利用问题，同时又可扩大明胶原料的来源及明胶产品的多样性，这无 疑具有重大社会效益和经济价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液、保鲜膜、制备方法和应用。 该保鲜液成膜速度快，保鲜膜力学性能和阻隔能力强，同时具有良好的抑菌和抗氧化作用， 制备过程操作简单，成本低，应用方式灵活多样，即可浸泡或喷淋后成膜保鲜，又可成膜后 包装保鲜；具体应用场景有鸡蛋或鸭蛋销售前或加工前的短时临储、皮蛋咸蛋包装保鲜等， 也可用于水果包装，具有广泛的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液，按质量份数计，包括以下组分：
鸡皮明胶为4-6份，壳聚糖为0.6-0.9份，多元醇增塑剂为0.98-1.32份，鸡皮油为0.49-1.98 份，木樨草素为0.098-0.147份，转谷氨酰胺酶(TGase)为0.0196-0.0528份，水为93.4-95.1份。
按上述方案，所述多元醇增塑剂为山梨醇、聚乙二醇200或聚乙二醇400中的一种或多种。
按上述方案，所述鸡皮明胶为鸡皮通过脱脂后再依次经过碱液处理和碱性蛋白酶溶液处 理得到的。优选地，碱性蛋白酶为APG1115蛋白酶或一类丝氨酸蛋白酶。
提供一种通过上述木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液得到的保鲜膜。具体为：将保鲜液均 匀涂布在镶边的水平洁净聚氯乙烯板上，流延成膜，揭膜用去离子水洗至近中性，室温下自 然干燥或吹风机风干即可。
提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液的制备方法，包括以下步骤：
1)鸡皮经过乙醚脱脂，得脱脂鸡皮和含脂肪溶液A1，脱脂鸡皮依次经过碱液处理和碱 性蛋白酶溶液处理，提取明胶得明胶粗提液；所得明胶粗提液进行分层，上层为含脂肪溶液 A2，与含脂肪溶液A1合并为与含脂肪溶液A，下层为胶液，胶液进行浓缩除水后真空冷冻 干燥即得鸡皮明胶；
2)将步骤1)得到的鸡皮明胶加水制成鸡皮明胶溶液，与壳聚糖溶液混合后加入多元 醇增塑剂，搅拌均匀得明胶-壳聚糖-多元醇增塑剂混合液；
3)从步骤1)中得到的含脂肪溶液A中提取得到鸡皮油；
4)向步骤2)中得到的明胶-壳聚糖-多元醇增塑剂混合液中加入步骤3)得到的鸡皮油 和木樨草素，搅拌至溶解均匀得混合液；
5)将步骤5)得到的混合液用碱调pH为5.8-6.1，然后加入一定量TGase进行催化交联，反应结束后升温至沸灭酶活，降至室温后真空减压脱泡，即得木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液。
按上述方案，所述步骤1)中，鸡皮进行乙醚脱脂具体步骤为：将鸡皮绞碎后加入水吸 水胀溶10-20min，然后按鸡皮与乙醚质量体积比1：1.8-3g/mL加入乙醚溶液，在4-10℃下 放置20-36h即完成鸡皮脱脂。
按上述方案，所述步骤1)中，脱脂鸡皮依次经过碱液处理和碱性蛋白酶溶液处理，提 取明胶得明胶粗提液，具体步骤为：
将脱脂鸡皮中加入NaOH溶液，38-50℃下每隔6-8h换一次溶液，更换2-3次；然后在40-60℃条件下加热0.5-2h后离心得蛋白相，将所得蛋白相搅拌20-30h后制浆离心，然后加入碱性蛋白酶溶液和蒸馏水，进行水浴提胶，过滤后得明胶粗提液。
优选地，NaOH溶液浓度为0.04-0.06mol/L，所述脱脂鸡皮和NaOH溶液质量体积比为 1：5.5-7(g/mL)。
优选地，离心速度为3500-4500r/min。
优选地，碱性蛋白酶溶液浓度为0.8-1.2mg/mL，所述蛋白相与碱性蛋白酶溶液的质量体 积比为1:1.8-2.5(g/mL)。
优选地，所述水浴提胶中，水浴条件为：40-60℃下提取30-40min。
按上述方案，所述步骤3)中，具体步骤为：
将含脂肪溶液A置于到高压提取罐中，45-50℃的条件下搅拌10-20min使乙醚完全蒸发； 然后加入水，80～98℃开启循环泵循环脂肪溶液，待升温至98℃，关闭排气阀，在105℃- 115℃的条件下加热3-5h，得到水和鸡皮油的混合物，过滤，静置2～4h待油水分离，得到粗 鸡油；采用管式分离机分离粗鸡油，得到含水量＜0.1％的鸡皮油。
按上述方案，所述步骤1)中，鸡皮明胶、壳聚糖和多元醇增塑剂质量比为(4-6)：(0.6-0.9)：(0.98-1.32)；所述步骤4)中，鸡皮明胶、鸡皮油和木樨草素质量比为(4-6)：0.49-1.98：(0.098-0.147)；所述步骤5)中，鸡皮明胶和转谷氨酰胺酶质量比为(4-6)：(0.0196-0.0528)；鸡皮明胶和所得可食性保鲜液中水含量的质量比为(4-6)：(93.4-95.1)。
按上述方案，所述步骤1)中，所述鸡皮明胶溶液浓度为8-15％，所述壳聚糖溶液浓度 为1.2-2％。
按上述方案，所述步骤5)中，催化交联条件为：48～55℃搅拌35～50min。
提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液的应用，具体为，将待保鲜产品浸泡在所述保 鲜液中取出后成膜保鲜，或将保鲜液喷淋在待保鲜产品表面成膜保鲜。优选地，待保鲜产品 为鸡蛋、鸭蛋、皮蛋、咸蛋或果品。
提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液的保存方法，具体为，装于密封的食品级PET 塑料壶或桶内，存放温度4～10℃。
提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜膜的应用，具体为，将膜包装待保鲜产品进行保 鲜。优选地，待保鲜产品为鸡蛋、鸭蛋、皮蛋、咸蛋或果品。
本发明的有益效果为：
1.本发明提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液、保鲜膜，以鸡皮明胶和壳聚糖为基 础保鲜膜，通过鸡皮油增加保鲜膜的疏水性，降低了明胶膜的水蒸气透过率即提升了明胶膜 的阻水性，同时缩短了成膜时长；此外功能性成分木樨草素的加入，不仅具有良好的抑菌和 抗氧化作用，还可与鸡皮明胶间可以氢键结合，使明胶分子的空间立体结构变为更稳定的三 螺旋，提高了明胶的成膜性能，增强其力学性能和阻隔能力。
2.本发明所述保鲜液成膜速度快，保鲜膜力学性能和阻隔能力强，同时具有良好的抑菌 和抗氧化作用，应用方式灵活多样，即可浸泡或喷淋后成膜保鲜，又可成膜后包装保鲜；具 体应用场景有鸡蛋或鸭蛋销售前或加工前的短时临储、皮蛋咸蛋包装保鲜等，也可用于水果 包装，具有广泛的应用前景。
3.本发明采用鸡皮制备得到鸡皮明胶，并搜集鸡皮明胶提取过程中的含脂肪溶液提取鸡 皮油作为原料，极大程度的将家禽加工产业中的下脚料高值化利用；鸡皮明胶采用了碱处理 —碱性蛋白酶法联用进行提取，碱性蛋白酶不具有脂肪酶活性，可排除鸡皮脂肪的干扰、针 对性的酶解鸡皮胶原，保证胶原的高效提取及胶原的纯度，所需时间短，提取率高；同时鸡 皮明胶中分子量＜120kDa的小分子片段含量低，抗拉强度大，水蒸汽透过率(MVP)低， 阻水性强；所述方法操作简单，成本低，用于保鲜领域效果好，应用前景广。
附图说明
图1为本发明实施例中技术路线。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明进行进一步的解释说明。
以下实施例中，原料准备如下：
1)碱性蛋白酶为APG1115蛋白酶，购自武汉如天生物工程有限公司。所述APG1115蛋 白酶最佳温度和pH值分别为60℃和10.0。该酶具有良好的pH稳定性：在30℃和pH10.5下可 稳定2h，在室温下在pH 6.0-10.0范围内可稳定20d。
2)木樨草素购自四川省维克奇生物科技有限公司，CAS：491-70-3，纯度≥98％，是具 有消炎、抗过敏、抗肿瘤、抗菌、抗病毒生理功能的黄酮类物质。
3)鸡皮明胶的提取与制备为：
a.鸡皮脂肪分离：用绞肉机将1kg新鲜的冷冻鸡皮切成不大于5mm×5mm的碎末状，然 后称取适量置于5L的大烧杯中，加入少量去离子水吸水胀溶10-20min后，按鸡皮和乙醚溶液 质量体积比1：2(g/mL)加入乙醚溶液，在4℃下放置24h，然后在通风厨中过滤。过滤后的滤液在4℃下留存备用，记为A1液；滤渣留存作为制作明胶的原料B。
b.碱液浸泡：分别称取上述脱脂鸡皮B置于2L烧杯中，按1：6(g/mL)加入0.05mol/LNaOH溶液1200mL，40℃下每隔6h换一次溶液，更换3次，以除去矿物质，经处理后的皮 料呈现出白色，体积溶胀膨大且弹性好。
c.酶液处理：将经过碱液浸泡的鸡皮制浆，在40℃条件下加热1h后4000r/min的速度离 心，得到部分脱脂的蛋白相和液体相。将蛋白相搅拌24h后制浆离心，在重复两次制浆离心 步骤后，用浓度1mg/mL的碱性蛋白酶APG1115溶液处理，所述蛋白相与碱性蛋白酶溶液 的质量体积比为1:2(g/mL)，提取沉淀物中胶原。
d.水浴提胶：将c中酶解后的胶原移至烧杯中，以胶原质量与蒸馏水体积作为料液比1： 2(g/mL)加入蒸馏水，置于水浴50℃条件下进行水浴提胶40min。水浴之后用纱布过滤得 到明胶粗提液。
e.浓缩干燥：将明胶粗提液倒入分液漏斗中静置，胶液上层的脂肪A2与(1)中的A1液合并为A，下层胶液倒入烧杯中置于40℃恒温水浴锅中，防止室温过低导致凝胶。将提 取液放进旋转蒸发器中进行浓缩除去部分水分，放入真空冷冻干燥机得到含水量＜14％的成品明胶144.0g，明胶提取率为14.4％。
传统的酸法提取明胶，是添加3％盐酸在65℃下水解3.5h以上，提取率为8.2％；胃蛋 白酶提明胶，是通过添加7000U/g的胃蛋白酶在37℃左右水解3h，提取率为9.5％。本发明 采用采用碱处理—碱性蛋白酶法联用，添加5000U/g的APG1115酶在60℃下水解2h，提取率为14.4％。相比传统的酸法提胶和胃蛋白酶提胶，本方法提取所需时间短，明胶提取率提高6％。
APG1115蛋白酶为丝氨酸碱性蛋白酶，在pH6-10范围稳定性高，不具有脂肪酶活性， 对于鸡皮这种含脂量高的胶原原料，可排除鸡皮脂肪的干扰、针对性的酶解鸡皮胶原，可保 证胶原的高效提取及胶原的纯度。
在提取明胶的过程中，由于链间和链内共价交联的断裂，由胶原转化的明胶是由分子量 在80-250kDa片段组成的混合物。明胶的凝胶强度与明胶的分子量分布有关，分子量＜ 120kDa的小分子片段含量越低，明胶凝胶强度更好。在酸性条件下提取的明胶小分子占比 9.6％，碱性条件下提取的明胶的小分子量占比8.55％，碱处理—APG1115酶解处理的明胶小 分子占比7.2％。采用碱处理—APG1115酶解的明胶的凝胶强度较酸法和胃蛋白酶增强10％ 左右，抗拉强度更大，水蒸汽透过率(MVP)低，阻水性更强。不同方法提取所得明胶的 性能对比见表1。
表1.不同提取方法明胶的性质比较
4)鸡皮油制备为：
将(1)e中A投入到高压提取罐中在50℃的条件下浸泡、搅拌15min使乙醚完全蒸发； 在高压提取罐中再次放入水，A与水质量比为4：1，95℃开启循环泵进行循环，待升温至98℃，关闭排气阀，在110℃的条件下加热4h，得到水和鸡皮油的混合物；采用双联过滤器过滤油水混合物，静置4h待油水分离，得到粗鸡油；采用管式分离机分离粗鸡油，得到含 水量＜0.1％的鸡皮油。
实施例1
提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4份鸡皮明胶溶于36份去离子水中吸水醒发20分钟后，于50℃水浴溶解、搅拌均质40分钟，制备成10％(w/v)明胶溶液；
(2)取0.9份壳聚糖溶于59.1份1.0％的稀醋酸溶液配制成1.5％(w/v)壳聚糖溶液后， 与上述明胶溶液混合成壳聚糖/明胶(w/w)混合液，室温下分别向此混合液中加入1.98份 鸡皮脂油，加入1.32份山梨醇，0.147份木樨草素，磁力搅拌器50℃搅拌30min直至完全溶解。
(3)制得的混合溶液用0.25mol/L NaOH溶液中和至pH为6，加入0.0528份转谷氨酰胺酶(TGase)，于50℃继续搅拌40min，升温至沸灭酶活10min，降至室温后真空减压 脱泡，得到保鲜液。
采用油脂可以改善明胶-壳聚糖基保鲜膜的疏水性，降低了明胶膜的水蒸气透过率即提 升了明胶膜的阻水性。本发明实施例中采用鸡皮提胶过程中脱除的鸡皮油脂提炼出的鸡皮油， 替代植物性油，成膜时长缩短，实现鸡皮最大程度的利用，也降低了该膜的成本，不同油脂 对膜性能的影响结果见表2。
表2.不同油脂对保鲜膜性能的影响
本发明实施例的保鲜液中添加功能性成分—木樨草素，为天然植物提取物，具有优秀的 抗氧化性、抑菌性。其清除环境中的羟自由基能力强于茶多酚，针对蛋品腐败菌、致病菌， 尤其是金黄色葡萄球菌，大肠杆菌等均有强抑制作用。且木樨草素耐热性好，在180℃下处 理2h也不影响其抗氧化性能(自由基清除率)，保证在后续制膜升温过程抑制所添加的鸡皮 油的氧化和保鲜品的氧化。草木犀素可与鸡皮明胶间可以氢键结合，使明胶分子的α-螺旋和 无规则卷曲含量减少，β-转角含量增加，无序化程度更高，空间立体结构变为更稳定的三螺 旋，即木樨草素提高了明胶的成膜性能，使其力性能和阻隔能力更强，结果见表3。
表3.表鸡皮明胶抑菌性、抗氧化性及蛋白质二级结构测定结果
指标
添加木樨草素
不添加木樨草素
大肠杆菌/mm
2.41
0.00
金黄色葡萄球菌抑菌圈/mm
3.65
0.00
自由基清除率/％
51.33
2.71
α-螺旋/％
41.13
43.58
β-转角/％
6.34
3.95
β-折叠/％
51.25
46.15
无规则卷曲/％
2.74
4.02
将加工前需临时贮藏的鲜鸭蛋放入本实施例得到的保鲜液中浸泡5s后取出，室温下吹 干成膜，进行性能检测。
将实施例1涂膜后的鲜鸭蛋与未涂膜的鲜鸭蛋在室温条件下贮藏7d，测定微生物指标， 结果如表4所示。
表4涂膜与未涂膜鲜鸭蛋微生物检验结果
将实施案例1涂膜后的鲜鸭蛋与未涂膜的鲜鸭蛋进行呼吸强度、失重率、哈氏单位检验， 结果如表5所示。
表5涂膜与未涂膜鲜鸭蛋呼吸强度、失重率、哈氏单位检验结果
实施例2
提供一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将6份鸡皮明胶溶于54份去离子水中吸水醒发15分钟后，于45℃水浴溶解、搅拌均 质30分钟，制备成10％(w/v)明胶溶液；
(2)将0.6份壳聚糖溶于39.4份1.0％的稀醋酸溶液制备成1.5％(w/v)壳聚糖溶液，与 上述10％(w/v)明胶溶液混合，制备成壳聚糖/明胶(w/w)混合液；
(3)室温下分别向此混合液中加入0.49份鸡皮油，加入0.98份山梨醇，0.098份木樨草 素，磁力搅拌器50℃搅拌40min直至完全溶解；
(4)制得的混合溶液用0.25mol/L NaOH溶液中和至pH为6，加入0.02份TGase，于50℃继续搅拌40min，升温至沸灭酶活10min，降至室温后真空减压脱泡，在镶边的水平洁净聚氯乙烯板上流延成膜，揭膜用去离子水洗至近中性，室温下自然干燥即可。
将所得的膜密封包装成熟咸蛋，在储藏期内测定咸蛋品质指标，与PE膜包装、未包装 的咸蛋作比较，结果见表6和表7。
表6.不同包装方式咸蛋内容物菌落总数检测结果(n＝30，CFU/g)
表7.不同包装方式咸蛋贮藏期180d后感官评分比较
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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