[发明专利]一种抑制南美白对虾腐败菌的含虾青素生物抗菌复合膜的制备方法

说明书

本发明涉及食品包装材料领域，公开了一种抑制南美白对虾腐败菌的含虾青素生物抗菌复合膜的制备方法，本发明以明胶和壳聚糖作为复合膜基质，在此基础上加入具有抗菌作用的ε‑聚赖氨酸和从南美白对虾壳中提取的具有高抗氧化性的虾青素，制备出生物抗菌复合膜。该抗菌膜能有效地抑制南美白对虾腐败菌的增殖，且本发明还偶然发现了添加虾青素不仅能够为复合膜带来抗氧化性，并且在特定含量下还可显著改善壳聚糖‑明胶基膜的物理性能。此外，该复合膜的制备方法简便、易操作、可用于扩大化生产。

技术领域

本发明涉及食品包装材料领域，尤其涉及一种抑制南美白对虾腐败菌的含虾青素生物抗菌复合膜的制备方法。

背景技术

食品腐败通常是由微生物污染引起的，尤其是对于含水量高、蛋白质含量高的食品来说，如果保鲜措施不够理想，极易发生腐败。为了消除腐败菌，延长食品的保质期，在食品贮藏过程中人们已经开发了多种保鲜方法。其中，在薄膜聚合物基质中加入活性剂作为包装材料被认为是一种有效的食品保鲜方法。

明胶作为一种天然蛋白质，由胶原蛋白部分水解而成，具有食用性和生物可降解性，在高分子薄膜中得到广泛应用。壳聚糖是一种天然的多糖，由几丁质脱乙酰而得，具有良好的抗菌性和成膜能力，也是一种广泛应用于食品包装的生物材料。然而，由于明胶膜和壳聚糖膜自身的一些缺陷，如：纯明胶膜亲水性很强且抗氧化性能低，纯壳聚糖膜柔韧性和伸展性差等，限制了明胶膜和壳聚糖膜在抗菌包装中广泛应用。

与化学或酶改性相比，聚合物共混可以提高纯组分的物理性能，并且由于其无毒和低成本的优点，通常被认为是一种有效的策略。据文献报道，壳聚糖与明胶的结合已显示出在获得具有新特性的生物复合材料方面的优势，例如用于组织工程的新型双层壳聚糖明胶支架，具有抗氧化和抗菌性能的明胶-壳聚糖共混可食性膜，改善了机械和物理性能。

此外，近年来，将天然生物活性物质掺入可生物降解的包装材料中引起了人们的极大关注，因为天然添加剂的加入可以减少食品中合成添加剂的加入量，从而降低潜在的健康风险。ε-聚赖氨酸是一种天然的阳离子多肽，由25-35个均匀的L-赖氨酸组成，具有广谱抗菌性和生物降解性，被食品和药物管理局认定为安全的(GRAS)，可用于煮饭或寿司饭。虾青素是一种天然抗氧化剂，具有超单重氧猝灭活性。然而，目前还未有研究报道虾青素作在壳聚糖明胶基膜中的应用。

因此，有必要在上述基础上不断地进行更为深入的研究，以期获得一种兼具高抗菌性、高抗氧化性及高物理性能的复合膜材料。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抑制南美白对虾腐败菌的含虾青素生物抗菌复合膜的制备方法。本发明以明胶和壳聚糖作为复合膜基质，在此基础上加入具有抗菌作用的ε-聚赖氨酸和从南美白对虾壳中提取的具有高抗氧化性的虾青素，制备出生物抗菌复合膜。该抗菌膜能有效地抑制南美白对虾腐败菌的增殖，且本发明还偶然发现了添加虾青素不仅能够为复合膜带来抗氧化性，并且在特定含量下还可显著改善壳聚糖-明胶基膜的物理性能。此外，该复合膜的制备方法简便、易操作、可用于扩大化生产。

本发明的具体技术方案为：一种抑制南美白对虾腐败菌的含虾青素生物抗菌复合膜的制备方法，包括以下步骤：

1)向明胶中添加水，加热充分溶解，制得8-12(w/v)％明胶水溶液。

2)向明胶水溶液中添加明胶体积2-4(w/v)％的甘油，充分搅拌均匀。

3)然后添加ε-聚赖氨酸溶液和从南美白对虾壳中提取的虾青素，使ε-聚赖氨酸和虾青素在所得溶液中的浓度分别不低于0.13g/L和15μg/mL。

4)将步骤3)所得溶液均质处理，调节pH值为3.5-4.5。

5)向步骤4)所得溶液中添加明胶质量4-8％的壳聚糖粉末，避光下搅拌，至壳聚糖完全溶解，得到生物抗菌复合膜液。