一种纳米胶原蛋白膜的制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米胶原蛋白膜的制备方法及其应用，属于胶原蛋白膜技术领域，制备方法包括以下步骤：(1)以牛皮为原料，采用酸法提取大尺寸胶原，获得大尺寸胶原蛋白；(2)采用高压均质技术制备纳米胶原；(3)采用酸水解法，制备水解度0‑100％的单宁水解物；(4)向纳米胶原中添加上述单宁水解物和漆本科，然后置于适宜温度下交联、成膜、固化、干燥，获得纳米胶原蛋白膜。同时本发明专利技术公开了上述纳米胶原蛋白膜在新鲜鱼糜包装中的应用。本发明专利技术中的纳米胶原蛋白膜由动物胶原为成膜材料，具有可食用、可降解及抑菌特性，可以满足不同的产品需要，拓宽了胶原蛋白在食品包装中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米胶原蛋白膜的制备方法与应用
本专利技术涉及胶原蛋白膜
，更具体的说是涉及一种纳米胶原蛋白膜的制备方法与应用。
技术介绍
人们生活中常用到的食品包装膜大多来自于石油化工中的合成塑料如聚乙烯(PE)和偏聚氯乙烯(PVDC)等，然而这些合成塑料类食品包装膜的广泛应用也带来了严重的环境问题。合成塑料的环境降解速度极慢，需要200-400年时间，如果采用焚烧法处理塑料废弃物，其产生的有害气体又会严重污染大气、影响人体健康。此外，作为合成塑料原料的化石燃料几近枯竭。在这种情况下，研究开发可生物降解和可再生的新型食品包装膜迫在眉睫。现有技术中以天然大分子聚合物为基质的可食性包装材料成为研究的热点。胶原具有许多优良的性质与功能，并且应用广泛，但在提取、加工过程中也不可避免地破坏了其在生物体内的原有结构，因而使得胶原在材料方面的机械性能与热性能等相对较差，阻碍了胶原在食品工业中的应用。肠衣是制作肉肠、腊肠、香肠的原料，也是制作弓弦、医用手术肠线等的原料，而且出口量也较大。我国传统工艺生产的肠衣主要是将收购的原肠先清除粪便，再清洗，洗过之后再浸泡5-6h，然后用竹片刮除油脂、粘膜、灌水分路，最后再用盐腌制装桶。这种传统工艺生产的肠衣，颜色杂、味腥嗅、弹力小、易变质，储存时间短，肠体易产生盐蚀点、靛点、皮质会脱脂，失去光泽。现有技术中的胶原蛋白肠衣主要利用牛、猪等动物的真皮层为原料，采用物理和化学方法提取非水溶性的胶原蛋白纤维，加入添加剂，再经过机械成型和改性处理，成为可食人造肠衣。但是，现有的胶原蛋白肠衣机械强度不足，且其抑菌性较差。因此，如何提供一种具有优良力学性能，且良好抑菌性能的能够应用于肠衣的胶原蛋白膜是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种具有优良力学性能，且良好抑菌性能的胶原蛋白膜，其应用于肉制品包装中具有良好的抑菌能力。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种纳米胶原蛋白膜的制备方法，具体包括如下步骤：(1)在pH为1-3，温度0-10℃条件下，采用酸溶胀法从胶原蛋白原料中提取大尺寸胶原蛋白，并将获得的大尺寸胶原蛋白配制成1.0-5.0wt％大尺寸胶原预成膜液，且调节pH至2-6；(2)利用高压均质技术，在压力为50-300MPa的条件下对所述大尺寸胶原预成膜液均质，得到纳米尺寸胶原预成膜液；(3)利用水解法对单宁进行水解，得到水解度0-100％的单宁水解物；(4)向所述纳米尺寸胶原预成膜液中添加所述单宁水解物和漆酶，并于0-10℃、100-200rpm条件下振荡交联2-8h，然后成膜、固化、干燥，得到单宁水解物-纳米胶原蛋白膜。优选的，步骤(1)中所述胶原蛋白原料包括牛皮、羊皮、鸡皮、家兔和鱼鳞中的一种或几种，所述大尺寸胶原蛋白直径为1mm左右。有益效果：本专利技术利用牛皮为原材料，提取大尺寸胶原，但不仅仅局限于牛皮，同样适用于包括牛皮、羊皮、鸡皮、家兔和鱼鳞中的一种或几种原料混合后进行提取。优选的，步骤(2)中所述纳米尺寸胶原预成膜液包括纳米尺寸胶原和胶原纤维，所述纳米尺寸胶原直径为10-100nm，所述胶原纤维直径≥1μm。有益效果：高压均质技术明显降低了胶原尺寸。优选的，步骤(3)中所述单宁来源于富含单宁的植物，优选五倍子。优选的，步骤(3)中所述水解法为酸水解法，其中包括以下步骤：先将单宁溶解于1mol/L硫酸溶液中，配置浓度为20mg/mL的酸性溶液；然后在惰性气体保护下，保持酸性溶液温度100℃，搅拌速度100-200rpm，时间0-20h，得到单宁水解液；再将所述单宁水解液在37℃条件下蒸发浓缩至蒸发前体积的10％左右，再于65℃惰性气体条件下吹至干燥，得到单宁水解物。有益效果：在惰性气体条件下对单宁进行水解能够保护单宁在加热过程中不被氧化。优选的，步骤(4)中所述单宁水解物、漆酶与纳米尺寸胶原的添加比为(1-100)mg:(2-100)U:1g。有益效果：单宁可以进入蛋白质表面的疏水区域，通过酚羟基与多肽的碳酰基进行多点氢键结合，使蛋白质分子间形成交联，单宁水解物的主要成分为没食子酸，其含有三个相邻的酚羟基和一个羧基，因而其化学反应活性较单宁高，可以与胶原蛋白进行更好地交联。本专利技术中的漆酶可以使单宁水解物与胶原蛋白固化交联，从而可以获得具有较优机械性能和抑菌特性的胶原蛋白膜。优选的，步骤(4)中成膜方式为浇铸法或挤出法，固化和干燥方法为所有可用于可食膜制备和香肠肠衣生产的工艺程序。一种纳米胶原蛋白膜的制备方法制备的纳米胶原蛋白膜在肉制品中的应用。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种纳米胶原蛋白膜的制备方法与应用。(1)本专利技术借助漆酶催化单宁水解物与胶原的交联，提高了纳米胶原蛋白膜的弹性强度、断裂延伸率等机械性能。(2)本专利技术中的纳米胶原蛋白膜由动物胶原为原材料制备，具有可食用、可降解及抑菌特性，可以满足不同的产品需要，拓宽了胶原蛋白在食品包装中的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为纳米胶原膜的扫描电镜图；其中图1a-1f分别表示对比例1、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5；图1g-1l分别表示实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10、实施例11图2附图为纳米胶原膜的厚度值图；图3附图为纳米胶原膜的拉伸强度、断裂延伸率及杨氏模量图；图4附图为纳米胶原膜的热变性图；图5附图为纳米胶原膜的热重分析图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种纳米胶原蛋白膜的制备方法，具体包括如下步骤：(1)从牛皮中提取胶原蛋白前，除去碎肉、脂肪、结缔组织等非胶原组织，然后用蒸馏水清洗、浸泡直至pH为中性，裁剪成10cm×10cm的小块浸泡在pH为2.2的盐酸溶液中，提取环境温度0-10℃。充分溶胀后，用组织镊从溶胀的牛皮上剥离下胶原。将胶原均匀地分散于蒸馏水中，配制成1.0wt％胶原成膜液，用0.2mol/L磷酸氢二钠缓冲溶液调节其pH至4.5后备用。(2)通过高压均质技术在压力150MPa的条件下均质3次，将上述直径为1mm的大尺寸胶原制备成直径为46-65nm的纳米尺寸胶原。之后，用0.2mol/L磷酸氢二钠缓冲溶液调节其pH至4.5后得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米胶原蛋白膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：/n(1)在pH为1-3，温度0-10℃条件下，采用酸溶胀法从胶原蛋白原料中提取大尺寸胶原蛋白，并将获得的大尺寸胶原蛋白配制成1.0-5.0wt％大尺寸胶原预成膜液，且调节pH至2-6；/n(2)利用高压均质技术，在压力为50-300MPa的条件下对所述大尺寸胶原预成膜液均质，得到纳米尺寸胶原预成膜液；/n(3)利用水解法对单宁进行水解，得到水解度0-100％的单宁水解物；/n(4)向所述纳米尺寸胶原预成膜液中添加所述单宁水解物和漆酶，并于0-10℃、100-200rpm条件下振荡交联2-8h，然后成膜、固化、干燥，得到单宁水解物-纳米胶原蛋白膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米胶原蛋白膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)在pH为1-3，温度0-10℃条件下，采用酸溶胀法从胶原蛋白原料中提取大尺寸胶原蛋白，并将获得的大尺寸胶原蛋白配制成1.0-5.0wt％大尺寸胶原预成膜液，且调节pH至2-6；
(2)利用高压均质技术，在压力为50-300MPa的条件下对所述大尺寸胶原预成膜液均质，得到纳米尺寸胶原预成膜液；
(3)利用水解法对单宁进行水解，得到水解度0-100％的单宁水解物；
(4)向所述纳米尺寸胶原预成膜液中添加所述单宁水解物和漆酶，并于0-10℃、100-200rpm条件下振荡交联2-8h，然后成膜、固化、干燥，得到单宁水解物-纳米胶原蛋白膜。


2.根据权利要求1所述的一种纳米胶原蛋白膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述胶原蛋白原料包括牛皮、羊皮、鸡皮、家兔和鱼鳞中的一种或几种，所述大尺寸胶原蛋白直径为1mm。


3.根据权利要求1所述的一种纳米胶原蛋白膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述纳米尺寸胶原预成膜液包括纳米尺寸胶原和胶原纤维，所述纳米尺寸胶原直径为10-100nm，所述胶原纤维直径≥1μm。


4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晓静，王稳航，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12