一种木聚糖基复合保鲜膜及其制备方法

1.本发明涉及一种食品保鲜膜，尤其涉及一种木聚糖基复合保鲜膜及其制备方法。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，对于食品的新鲜度要求也随之提高，尤其是蔬菜和水果类在常温下易于腐烂变质的食品，必须采取有效的防护措施才能保证蔬菜水果的新鲜度。
3.目前日常生活中使用的保鲜膜大多是由有机高分子材料制成的难以降解的塑料薄膜，能够对食品及环境造成二次污染。为了解决上述问题，后续也有研究制备了可生物降解的保鲜膜，如以聚乳酸、海藻酸钠、胶原、淀粉、纤维素等为成膜材料，并添加壳聚糖、植物多酚等其它抗菌抑菌材料。半纤维素作为植物资源的三大组分之一，作为一种天然的碳水化合物，在自然界中储量丰富，但是目前还没有被充分利用。与纤维素、聚乳酸、淀粉等材料相比，半纤维素(根据原料不同，阔叶木和农作物秸秆剩余物及竹材主要为木聚糖，针叶木主要为聚甘露糖)由于分子链分枝度高、分子量低，具有水溶性和加工性能好的优点。当将以半纤维素为基材的保鲜膜母液涂敷于果蔬表面后，在食用时用水冲洗即可使用，而且半纤维素溶解到水中可以自然生物降解，不会对人体带来危害，并避免对环境的二次污染。
4.为了提高木聚糖膜的强度和阻隔性能，可以添加成膜性、化学稳定性和阻隔性能好的聚乙烯醇制备木聚糖复合膜。通常聚乙烯醇的醇解度对于其溶解性的影响大于聚合度。目前大部分具有保鲜和抗菌性能的复合保鲜膜是以壳聚糖作为抗菌剂，也有研究将植物多酚与壳聚糖混合制备其复合保鲜膜，并取得了一定的保鲜效果，但是由于壳聚糖只能溶解在酸性溶液中，因此该保鲜膜不具有水溶性，且制备工艺较为复杂。


技术实现要素：

5.本发明要解决的问题，在于提供一种木聚糖基复合保鲜膜及其制备方法，利用茶多酚与木聚糖、聚乙烯醇和山梨醇进行复配，所用成膜材料全部为水溶性组分，可解决当前食品保鲜膜水溶性差、制备工艺复杂、成本高、应用不方便等问题。
6.本发明是这样实现的：
7.本发明首先提供了一种木聚糖基复合保鲜膜的制备方法，利用茶多酚与木聚糖、聚乙烯醇和山梨醇进行复配，获得木聚糖/聚乙烯醇/山梨醇/茶多酚复合保鲜膜母液，然后成膜制备木聚糖基复合保鲜膜。
8.进一步地，所述方法包括以下步骤：
9.步骤1、聚乙烯醇、木聚糖和山梨醇的溶解：将聚乙烯醇、木聚糖和山梨醇分别在热水中搅拌溶解，然后将三种溶液混合搅拌均匀；
10.步骤2、茶多酚的溶解：将茶多酚溶解于水中，获得茶多酚溶液；
11.步骤3、复合保鲜膜母液的制备：将步骤2获得的茶多酚溶液与步骤1获得的混合溶液混合，搅拌均匀，获得木聚糖/聚乙烯醇/山梨醇/茶多酚复合保鲜膜母液；
12.步骤4：将步骤3获得的复合保鲜膜母液涂覆于果蔬表面，或倒入聚四氟乙烯表面皿中，在室温下自然风干获得木聚糖基复合保鲜膜。
13.进一步地，所述步骤1中采用的聚乙烯醇醇解度为87％-89％。
14.进一步地，所述步骤1中木聚糖的分子量为500-10000g/mol。
15.进一步地，所述步骤1和步骤2中采用的水均为去离子水。
16.进一步地，所述步骤2中取茶多酚置于去离子水中，放在60℃恒温水浴锅中搅拌溶解。
17.进一步地，所述步骤3复合保鲜膜母液中各组分的用量按质量份数为木聚糖40-60份，聚乙烯醇30-50份，山梨醇5-9份，茶多酚1-5份。
18.本发明还提供了由上述制备方法制得的木聚糖基复合保鲜膜。
19.本发明具有以下优点：
20.本发明制备的木聚糖/聚乙烯醇/山梨醇/茶多酚复合保鲜膜，所用原料都为水溶性、无毒并可自然降解，具有无毒、水溶性好、制备工艺简单、生物降解性好、成本低、应用简便以及具有良好保鲜和抑菌性能的优点。本发明制备的复合保鲜膜可直接用于各种果蔬的保鲜，在水中即可洗去，果蔬上无残留并且具有抑菌保鲜的效果，是一类性能优异的功能性复合薄膜。
附图说明
21.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
22.图1为本发明实施例1制备的复合保鲜膜在圣女果上进行涂覆前后15天的保鲜效果图；其中左图为涂覆后，右图为涂覆前。
23.图2为本发明实施例1制备的复合保鲜膜在圣女果上进行涂覆不同保鲜膜母液的保鲜效果图；其中左图为涂覆含有木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚的保鲜复合膜母液，右图为涂覆含有木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚/山梨醇的保鲜复合膜母液。
24.图3为本发明实施例1制备的复合保鲜膜利用打孔法在大肠杆菌上进行抑菌试验的抑菌效果图；其中左图为涂覆保鲜复合膜母液后，右图为涂覆保鲜复合膜母液前。
25.图4为本发明实施例1制备的复合保鲜膜利用打孔法在大肠杆菌上进行抑菌试验的抑菌效果图；其中左图为涂覆含有木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚的保鲜复合膜母液，右图为涂覆含有木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚/山梨醇的保鲜复合膜母液。
26.图5本发明实施例1制备的复合保鲜膜的溶解性效果图；其中左图为涂含有木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚的保鲜复合膜，右图为含有木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚/山梨醇的保鲜复合膜。
具体实施方式
27.本发明首先提供了一种木聚糖基复合保鲜膜的制备方法，以木聚糖为基底，聚乙烯醇为增强材料，山梨醇为增塑剂，茶多酚为主要抑菌物质制备木聚糖基复合保鲜膜。
28.进一步地，所述方法包括以下步骤：
29.步骤1、聚乙烯醇、木聚糖和山梨醇的溶解：将聚乙烯醇、木聚糖和山梨醇分别在热水中搅拌溶解，然后将三种溶液混合搅拌均匀；
30.步骤2、茶多酚的溶解：将茶多酚溶解于水中，获得茶多酚溶液；
31.步骤3、复合保鲜膜母液的制备：将步骤2获得的茶多酚溶液与步骤1获得的混合溶液混合，搅拌均匀，获得木聚糖/聚乙烯醇/山梨醇/茶多酚复合保鲜膜母液；
32.步骤4：将步骤3获得的复合保鲜膜母液涂覆于果蔬表面，或倒入聚四氟乙烯表面皿中，在室温下自然风干获得木聚糖基复合保鲜膜。
33.进一步地，所述步骤1中采用的聚乙烯醇醇解度为87％-89％。
34.进一步地，所述步骤1中木聚糖的分子量为500-10000g/mol。
35.进一步地，所述步骤1和步骤2中采用的水均为去离子水。
36.进一步地，所述步骤2中取茶多酚置于去离子水中，放在60℃恒温水浴锅中搅拌溶解。
37.进一步地，所述步骤3复合保鲜膜母液中各组分的用量按质量份数为木聚糖40-60份，聚乙烯醇30-50份，山梨醇5-9份，茶多酚1-5份。
38.请参阅图1-5，下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
39.实施例1：
40.分别称取一定质量的木聚糖、聚乙烯醇和山梨醇，置于三个盛有100毫升去离子水的玻璃烧杯中，在80℃的恒温水浴中搅拌溶解1小时，然后将三种溶液各取一定体积置于一玻璃烧杯中，搅拌混合均匀。称取一定质量的茶多酚置于一个盛有100毫升去离子水的玻璃烧杯中，在60℃的恒温水浴中搅拌溶解1小时。最后取一定体积的茶多酚水溶液与上述木聚糖/聚乙烯醇/山梨醇混合溶液进行混合，搅拌混合均匀。所得到的木聚糖/聚乙烯醇/山梨醇/茶多酚混合溶液中，木聚糖、聚乙烯醇、山梨醇和茶多酚的质量份数分别为50份、40份、7份和3份。将圣女果在上述复合保鲜膜母液中浸渍5秒钟，取出，在室温下风干，放置15天后检测圣女果的各项指标为，失重率3.36％，硬度下降15％，可溶性固形物含量下降0.2％，维生素c含量下降10％，都低于未涂覆有复合保鲜膜母液的检测数据。与只添加茶多酚的木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚复合膜相比，进一步添加山梨醇后，失重率下降0.13％，硬度提高0.22％，可溶性固形物含量提高0.5％，维生素c含量提高3.0％，保鲜效果明显提高。
41.如图1所示，与未涂覆复合保鲜膜母液的圣女果相比，涂覆有复合保鲜膜母液的圣女果表面更加圆整，基本没有发生收缩。如图2所示，与只涂覆含有木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚的复合保鲜膜母液的圣女果相比，额外添加山梨醇后圣女果的表面更加圆整，只出现略微的收缩。
42.如图3和图4所示，通过对大肠杆菌的抑菌实验表明，与未涂覆保鲜膜母液的样品相比，涂覆保鲜膜母液后抑菌圈明显增加，抑菌效果显著。与只添加茶多酚的木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚复合膜相比，添加山梨醇后，抑菌圈进一步增加，抑菌效果得到进一步增强。
43.如图5所示，木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚和木聚糖/聚乙烯醇/茶多酚/山梨醇两种复合保鲜膜在去离子水中的溶解性都很好，在水中浸泡5分钟后发现两种复合膜都能够基本完全溶解。
44.而且，添加山梨醇后，木聚糖复合膜的强度性能得到提高，拉伸强度提高1.1mpa，断裂伸长率提高5％。
45.综上所述，本发明获得的复合保鲜膜具有显著的保鲜和抑菌效果，而且具有较好的水溶解性。山梨醇和茶多酚的复合具有明显的协同作用，其保鲜和抑菌效果以及膜的强度性能比单独采用茶多酚得到进一步提高。
46.实施例2：
47.分别称取一定质量的木聚糖、聚乙烯醇和山梨醇，置于三个盛有100毫升去离子水的玻璃烧杯中，在80℃的恒温水浴中搅拌溶解1小时，然后将三种溶液各取一定体积置于一玻璃烧杯中，搅拌混合均匀。称取一定质量的茶多酚置于一个盛有100毫升去离子水的玻璃烧杯中，在60℃的恒温水浴中搅拌溶解1小时。最后取一定体积的茶多酚水溶液与上述木聚糖/聚乙烯醇/山梨醇混合溶液进行混合，搅拌混合均匀。所得到的木聚糖/聚乙烯醇/山梨醇/茶多酚混合溶液中，木聚糖、聚乙烯醇、山梨醇和茶多酚的质量份数分别为55份、35份、5份和5份。将圣女果在上述复合保鲜膜母液中浸渍5秒钟，取出，在室温下风干，放置15天后检测圣女果的各项指标为，失重率2.82％，硬度下降9％，可溶性固形物含量下降0.1％，维生素c含量下降6％。通过对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌实验表明，抑菌圈明显增加，抑菌效果显著。
48.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。