【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水凝胶，尤其是涉及一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法。
技术介绍
1、生鲜肉食品在冷藏和销售过程中易被致病菌和腐败菌污染，导致腐败变质和货架期变短，大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌等是其典型的致病菌，阻断大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌在冷藏和销售过程中传播或抑制其增长繁殖对提高生鲜食品卫生安和食用品质具有重要意义。食品包装材料已被广泛的关注，已成为保障食品质量、安全卫生和延长货架期的重要方式。目前，随着减少塑料使用的需求不断增加，基于天然聚合物的抗菌包装研发备受推崇。抗菌活性包装通常是通过在聚合物或天然生物材料中加入抗菌剂来制备，是控制微生物生长、减少食品腐败的有效途径。水凝胶是制备抗菌活性包装材料的重要载体，因其独特的生物相容性和缓释能力在食品包装领域具有广阔的应用前景和潜在价值。
2、生物基水凝胶可以在一定的条件下转化为薄膜和涂层等形式，应用于生鲜食品。薄膜包装具有良好的抗水蒸气屏障特性，能延缓食品腐败，但由于干燥过程可能会导致热敏性活性物质丧失活性、负载效率降低，成膜的时间较长、耗时多，成型需要借助专门的设备，工艺流程较为复杂，因而在食品保鲜应用中受限。有研究表明随着时间的推移，双层薄膜会脱落形成孔洞或裂缝并显示出不均匀的表面，不利于食品的保藏。相比于薄膜，涂层在形成过程中不需要烘干，有助于加载活性物质的稳定性。喷涂或浸渍的方法更有利于实现光滑均匀的表面，是一种简单、低成本的技术，易于食品工业规模化应用，但目前大多在制备过程中需加入化学交联剂促进其特性形成，这不可避
3、天然聚合物多糖和多肽具有良好的亲水性、生物相容性及生物降解性，是制备水凝胶的重要材料，其中具有抗菌能力的肽在水凝胶制备中更是受到广泛关注。然而目前大多数水凝胶材料都依赖于人工合成，鲜有研究关注天然生物材料、动物副产物的水解物与多糖复合制备抗菌水凝胶。猪血浆中含有高水平的纤维蛋白原，作为一种天然的生物材料，因其具有较高的生物降解性和生物相容性而被广泛应用。研究表明从动物副产品中分离出的多肽对消费者的健康有积极效应，例如呈现抗氧化、抗菌、抗血栓形成、抗癌活性等。因此利用酶解得到具有一定抗菌性能的纤维蛋白原水解物用于抗菌水凝胶中具有重要意义。卡拉胶是一种从海藻中提取的亲水性硫酸盐多糖，具有良好的成膜能力，在调节胶凝性能方面发挥着重要作用。与此同时，卡拉胶制备的涂层可以抑制微生物生长、阻断氧气、减少水分流失，在延长食品保质期和监测食品新鲜度方面有广泛的应用。因此，依据卡拉胶和纤维蛋白原的分子特性及功能，亟需构建纤维蛋白原水解物和多糖的复合体系形成具有抗菌特性的水凝胶对生鲜肉品的货架期和食用品质确保具有重大意义。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有良好抗菌性和机械性能的基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法及其应用。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、原料预处理：将新鲜猪血进行离心、冷冻处理，得到纤维蛋白原冻干粉备用；
4、s2、酶解反应：将步骤s1所得的纤维蛋白原冻干粉采用碱性蛋白酶酶解后，冷冻干燥得到纤维蛋白原水解物冻干粉，将纤维蛋白原水解物冻干粉溶解在ph为7.0的去离子水中，得到浓度为1～5mg/ml的纤维蛋白原水解物溶液；
5、s3、制备卡拉胶溶液：将卡拉胶粉末溶解在水溶液中，得到浓度为5～10mg/ml的卡拉胶水溶液；
6、s4、混合：将步骤s3制备的卡拉胶水溶液按等质量比加入到步骤s2制备的纤维蛋白原水解物溶液中，再添加nisin或者nisin/cmcs，均匀混合后静置，得到基于纤维蛋白原水解物和卡拉胶的常温抗菌水凝胶。
7、进一步，步骤s1所述原料预处理的方法具体为：将新鲜猪血在3000～5000g下离心10～20min后，将获得的上清血浆在-20～-40℃下保存10～15h后，于4℃解冻获得解冻血浆；将解冻血浆用冷冻离心机于3000～5000g离心10～20min，收集沉淀；将沉淀溶解于生理盐水中，于3000～5000g再次离心15～20min，得到上清液，在上清液中加入上清液体积1～1.5％的甘露醇，在-55～-60℃条件下，冷冻干燥42～54h得到纤维蛋白原冻干粉。
8、进一步，步骤s2所述酶解反应的方法具体为：将步骤s1所得的纤维蛋白原冻干粉分散于去离子水中使其浓度为10～20mg/ml，调节ph至9.0～10.0，加入10000u～30000u碱性蛋白酶，调节温度至50～60℃酶解1h后，沸水浴灭活5-15min，将水解液于9000～10000g速度下，离心20min去除未水解蛋白，将获得的上清液在-55～-60℃条件下，冷冻干燥42～54h得到纤维蛋白原水解物冻干粉，将纤维蛋白原水解物冻干粉溶解在ph为7.0的去离子水中，得到浓度为1～5mg/ml的纤维蛋白原水解物溶液。
9、进一步，步骤s3所述制备卡拉胶溶液的方法具体为：将卡拉胶粉末溶解在ph为7.0，温度为65～75℃的去离子水中，制备得到浓度为5～10mg/ml的卡拉胶溶液。
10、进一步，步骤s4中所述nisin的添加方式为向混合溶液中加入20～30mg/ml的nisin溶液，使nisin最终的浓度为1.5～4.5mg/ml。
11、进一步，步骤s4中所述的nisin/cmcs的添加方式为向混合溶液中加入20～30mg/ml的nisin/cmcs溶液，使nisin/cmcs最终的浓度为1.5～4.5mg/ml。
12、进一步，所述的nisin/cmcs中nisin和cmcs的质量比为4:1～2；
13、上述基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶在制备肉类样品保鲜涂层方面的应用，将肉类样品浸润到融化的常温抗菌水凝胶溶液中，使其表面包裹一层水凝胶后在4℃下保存即可。
14、与现有技术相比，本专利技术的优点在于
15、1、本专利技术提供的制备纤维蛋白原水解物和卡拉胶常温水凝胶方法，不使用任何有毒试剂和化学交联剂，通过调节ph和按比例混合的方式制备，在室温或低温的条件下能形成水凝胶，操作过程简单方便。与现有的薄膜包装相比，本专利技术包装涂层不需要烘干，通过将肉制品浸入复合溶液中，即可在肉制品表面形成一层薄薄的涂层，避免温度对活性物质的影响。
16、2、本专利技术在纤维蛋白原水解物和卡拉胶水凝胶中加入抗菌剂nisin或nisin/cmcs，制备成具有抗菌效果的包装涂层。水凝胶对nisin、nisin/cmcs的高负载率和水凝胶独特的三维网络结构使涂层具有良好的抗菌性并能达到持续释放nisin、nisin/cmcs的效果，对于抑制微生物生长、延长产品货架寿命具有重要意义。
17、3、本专利技术制备的纤维蛋白原水解物和卡拉胶常温水凝胶，对猪肉加工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于步骤S1所述原料预处理的方法具体为：将新鲜猪血在3000～5000g下离心10～20min后，将获得的上清血浆在-20～-40℃下保存10～15h后，于4℃解冻获得解冻血浆；将解冻血浆用冷冻离心机于3000～5000g离心10～20min，收集沉淀；将沉淀溶解于生理盐水中，于3000～5000g再次离心15～20min，得到上清液，在上清液中加入上清液体积1～1.5％的甘露醇，在-55～-60℃条件下，冷冻干燥42～54h得到纤维蛋白原冻干粉。
3.根据权利要求1所述的一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于步骤S2所述酶解反应的方法具体为：将步骤S1所得的纤维蛋白原冻干粉分散于去离子水中使其浓度为10～20mg/mL，调节pH至9.0～10.0，加入10000U～30000U碱性蛋白酶，调节温度至50～60℃酶解1h后，沸水浴灭活5-15min，将水解液于900
4.根据权利要求1所述的一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于步骤S3所述制备卡拉胶溶液的方法具体为：将卡拉胶粉末溶解在pH为7.0，温度为65～75℃的去离子水中，制备得到浓度为5～10mg/mL的卡拉胶溶液。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述nisin的添加方式为向混合溶液中加入20～30mg/mL的nisin溶液使其终浓度为1.5～4.5mg/mL。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述nisin/CMCS的添加方式为向混合溶液中加入20～30mg/mL的nisin/CMCS溶液使其终浓度为1.5～4.5mg/mL。
7.根据权利要求6所述的一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的nisin/CMCS中nisin和CMCS的质量比为4:1～2。
8.一种权利要求5或7所述制备方法得到的基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶在制备肉类样品保鲜涂层方面的应用，其特征在于：将肉类样品浸润到融化的常温抗菌水凝胶溶液中，使其表面包裹一层水凝胶后在4℃下保存即可。
...【技术特征摘要】
1.一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于步骤s1所述原料预处理的方法具体为：将新鲜猪血在3000～5000g下离心10～20min后，将获得的上清血浆在-20～-40℃下保存10～15h后，于4℃解冻获得解冻血浆；将解冻血浆用冷冻离心机于3000～5000g离心10～20min，收集沉淀；将沉淀溶解于生理盐水中，于3000～5000g再次离心15～20min，得到上清液，在上清液中加入上清液体积1～1.5％的甘露醇，在-55～-60℃条件下，冷冻干燥42～54h得到纤维蛋白原冻干粉。
3.根据权利要求1所述的一种基于纤维蛋白原和卡拉胶的常温抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于步骤s2所述酶解反应的方法具体为：将步骤s1所得的纤维蛋白原冻干粉分散于去离子水中使其浓度为10～20mg/ml，调节ph至9.0～10.0，加入10000u～30000u碱性蛋白酶，调节温度至50～60℃酶解1h后，沸水浴灭活5-15min，将水解液于9000～10000g速度下，离心20min去除未水解蛋白，将获得的上清液在-55～-60℃条件下，冷冻干燥42～54h得到纤维蛋白原水解物冻干粉，将纤维蛋白原水解物冻干粉溶解在ph为7.0的去离子水中，得到浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：周昌瑜，夏强，王巧燕，潘道东，孙杨赢，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。