一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜及其制備方法以及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜及其制備方法以及應(yīng)用，本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)茶多酚-殼聚糖鹽酸鹽納米粒的制備參數(shù)，將制備的不同茶多酚包封率及粒徑大小的殼聚糖鹽酸鹽納米粒子加入到天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)中成膜。一方面不同的包封率可以改變膜中游離及包封的茶多酚之間的比例；另一方面，不同大小的納米?？梢哉{(diào)節(jié)膜的結(jié)構(gòu)致密性，從而協(xié)調(diào)控制膜中茶多酚的釋放。依據(jù)這一發(fā)明，在抗氧化膜制備時(shí)，活性物質(zhì)濃度一定的條件下就可以調(diào)節(jié)活性物質(zhì)的釋放，增強(qiáng)了活性物質(zhì)在膜中的利用率。
【專利說(shuō)明】一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜及其制備方法以及應(yīng) 用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜及其制備方法以及應(yīng)用，本發(fā)明屬于殼聚糖 納米粒及抗氧化應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日趨關(guān)注，使用可再生資源生產(chǎn)可食用或者可降解的膜材 料代替聚合物合成膜材料已經(jīng)成為了一種新的趨勢(shì)。一般而言，可食性膜是以生物大分子 (如多糖、蛋白質(zhì)等）為原料，通過(guò)一定方法制備得到的薄膜。其對(duì)環(huán)境中的小分子氧氣和 水蒸氣具有一定的阻隔性能，從而保護(hù)被包裹的食品，有效延長(zhǎng)食品貨架期。與傳統(tǒng)合成膜 材料相比其優(yōu)勢(shì)在于：使用安全、可生物降解、可食用。
[0003] 純粹的生物大分子制備的可食性膜對(duì)食品等保護(hù)作用有限?？梢酝ㄟ^(guò)向可食用性 膜中加入活性成分來(lái)獲得具有抗氧化性能、抗菌性能或營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的功能性膜。但是，直接將 生物活性加入到可食性膜中后，尚未產(chǎn)生功能作用的活性物質(zhì)會(huì)受到光、氧及其它因素的 影響而失去活性不能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用。已有報(bào)道通過(guò)制備乳狀液或脂質(zhì)體，先對(duì)活性 物質(zhì)進(jìn)行包埋保護(hù)，再將其加入到成膜基質(zhì)中成膜。然而，乳狀液或脂質(zhì)體的加入會(huì)對(duì)膜的 機(jī)械性能及阻隔性能產(chǎn)生一定負(fù)面影響。已有研究表明殼聚糖納米粒子因具有小尺寸效 應(yīng)、表面效應(yīng)等顯示獨(dú)特的物理化學(xué)特性，可使得膜結(jié)構(gòu)更致密，改善阻隔性能，提高機(jī)械 強(qiáng)度。另，殼聚糖納米?？捎糜诨钚晕镔|(zhì)的包埋，且制備工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，能對(duì)活性物質(zhì) 起到最大限度的保護(hù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施 例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部 分、說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0005] 鑒于上述和/或現(xiàn)有可食用膜、可食用膜制備方法及其應(yīng)用中存在的問(wèn)題，提出 了本發(fā)明。
[0006] 因此，本發(fā)明其中一個(gè)目的是提供一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜，其通過(guò) 調(diào)節(jié)茶多酚-殼聚糖鹽酸鹽納米粒的制備參數(shù)，得到不同茶多酚包封率及粒徑大小的納米 粒，從而改變膜中游離及包封茶多酚的比例及膜的結(jié)構(gòu)致密性，來(lái)控制茶多酚在膜中的釋 放。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一 種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜，其以質(zhì)量百分比計(jì)，包括，5?10%的茶多酚、15%? 20 %的殼聚糖鹽酸鹽，余下為天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)，所述可食用膜是將不同茶 多酚包封率及大小的殼聚糖鹽酸鹽納米粒子加入到天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)中得 至IJ ;其中，所述天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)為淀粉、殼聚糖、改性纖維素、卡拉膠、果膠、 塔拉膠海藻酸鈉、普魯蘭多糖、乳清蛋白、大豆分離蛋白、玉米醇溶蛋白和小麥面筋蛋白中 的一種或幾種。
[0008] 本發(fā)明其中另一個(gè)目的是提供一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜的制備方法， 該方法在抗氧化膜制備時(shí)，在活性物質(zhì)濃度一定的條件下就可以控制茶多酚的釋放，從而 增強(qiáng)活性物質(zhì)在膜中的利用率。
[0009] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一 種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜的制備方法，其包括，步驟一，制備具有不同茶多酚包 封率及粒徑大小的殼聚糖鹽酸鹽納米粒：第一步，不同濃度的殼聚糖鹽酸鹽溶液的配置： 將殼聚糖鹽酸鹽溶于水中，過(guò)〇. 45 μ m濾膜去除不溶物，得到母液，稀釋得到不同濃度的 殼聚糖鹽酸鹽溶液；第二步，不同濃度的磺丁基-β -環(huán)糊精-茶多酚溶液的配置：將磺丁 基-β -環(huán)糊精溶于水中，過(guò)〇. 45 μ m濾膜去除不溶物，得到母液，稀釋得到不同濃度的磺丁 基-β-環(huán)糊精溶液，加入一定量的茶多酚溶液使得最終茶多酚的濃度為lg/L ;第三步，將 所述第二步中的磺丁基-β -環(huán)糊精-茶多酚溶液逐滴加入到所述殼聚糖鹽酸鹽溶液中，殼 聚糖鹽酸鹽與磺丁基-β -環(huán)糊精質(zhì)量比為2:1，通過(guò)離子交聯(lián)得到具有不同包封率及不同 粒徑大小的茶多酚納米粒懸濁液；步驟二，制備成膜溶液：將質(zhì)量濃度2%?8%的天然可 食性生物大分子于一定條件下攪拌溶解后，按照總大分子量的質(zhì)量百分比15?50%的比 例添加甘油作為塑化劑，然后將步驟一中制備的不同茶多酚包封率及大小的納米粒與天然 可食性大分子成膜基質(zhì)溶液混合，攪拌均勻，真空、超聲或離心脫氣；步驟三，膜的制備：步 驟二中制得的成膜溶液，取一定體積倒入模具中，25?40°C干燥16?36h，于溫度25°C，相 對(duì)濕度53%的恒溫恒濕箱中平衡48h以上，得到可持續(xù)抗氧化食用膜。
[0010] 本發(fā)明其中還一個(gè)目的是提供一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜的應(yīng)用。
[0011] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一 種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜的應(yīng)用，其用于油脂的保護(hù)，將制好的可食性膜用熱封 機(jī)制成特定尺寸的袋子，于一定條件下來(lái)檢測(cè)其對(duì)油脂保護(hù)作用的差異。
[0012] 本發(fā)明的有益效果：
[0013] (1)本發(fā)明中納米粒的制備選用水溶性的殼聚糖鹽酸鹽，避免了普通殼聚糖需要 在醋酸溶液中才能溶解的缺點(diǎn)；
[0014] (2)璜丁基-β -環(huán)糊精的應(yīng)用使得不需調(diào)節(jié)體系pH值，就能制備得到分散均勻的 納米粒，避免了調(diào)節(jié)體系pH值后引入一些鹽類從而對(duì)膜的性質(zhì)產(chǎn)生影響；
[0015] (3)本發(fā)明中殼聚糖鹽酸鹽納米粒的制備工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，對(duì)活性物質(zhì)起到最 大限度的保護(hù)，且包封率及粒徑大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)殼聚糖鹽酸鹽的濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0016] (4)殼聚糖鹽酸鹽納米粒添加到天然可食性生物大分子膜中，可以使得膜的結(jié)構(gòu) 更加致密，改善透水性，提高機(jī)械強(qiáng)度，且不同大小的納米粒添加到膜中可以調(diào)節(jié)膜的結(jié)構(gòu) 致密性；
[0017] (5)所發(fā)明的膜中抗氧化活性物質(zhì)以游離的及包封兩種形式存在，游離的活性物 質(zhì)在初期起作用，納米粒中包封的活性物質(zhì)在后期起作用，且可通過(guò)調(diào)節(jié)游離和包封之間 的比例來(lái)控制茶多酚從膜中的釋放。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為茶多酚-殼聚糖鹽酸鹽納米粒粒徑分布圖；
[0019] 圖2為不同殼聚糖鹽酸鹽濃度下，茶多酚-殼聚糖鹽酸鹽納米粒粒徑及包封率變 化示意圖；
[0020] 圖3為不同茶多酚包封率殼聚糖鹽酸鹽納米?？寡趸た偡雍渴疽鈭D；
[0021] 圖4為不同茶多酚包封率殼聚糖鹽酸鹽納米?？寡趸み€原力示意圖；
[0022] 圖5為不同茶多酚包封率的殼聚糖鹽酸鹽納米粒的抗氧化膜制備的袋子中葵花 籽油，分別貯存一定天數(shù)后的過(guò)氧化值示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面通過(guò)本發(fā)明的具體 實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的 情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0025] 結(jié)合附圖圖1?5,需要指出的是，其中，圖3?5中0· 5mg/mL、lmg/mL和2mg/mL 分別表示殼聚糖鹽酸鹽濃度為〇. 5mg/mL、lmg/mL和2mg/mL時(shí)制備的不同包封率的殼聚糖 納米粒復(fù)合膜。空白：沒(méi)有加入納米粒的膜，對(duì)照：沒(méi)有用膜密封的葵花籽油樣品。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 本實(shí)施例中，提供了一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜，其以質(zhì)量百分比計(jì)，包 括，0.5?5%的茶多酚、1 %?10%的殼聚糖鹽酸鹽、1.5%?15%的磺丁基-β-環(huán)糊精， 余下為天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)，所述可食用膜是將不同茶多酚包封率及大小的殼 聚糖鹽酸鹽納米粒子加入到天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)中得到；其中，所述天然可食 性生物大分子成膜基質(zhì)為淀粉、殼聚糖、改性纖維素、卡拉膠、果膠、塔拉膠海藻酸鈉、普魯 蘭多糖、乳清蛋白、大豆分離蛋白、玉米醇溶蛋白和小麥面筋蛋白中的一種或幾種。
[0028] 所述的一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜的制備方法，其步驟為：
[0029] (1)制備不同茶多酚包封率及粒徑大小殼聚糖鹽酸鹽納米粒：
[0030] (a)不同濃度的殼聚糖鹽酸鹽溶液的配置：將lOOOmg殼聚糖鹽酸鹽（分子量 100KD，脫乙酰度90% )溶于100mL去離子水中，過(guò)0.45μπι濾膜去除不溶物，得到母液 (10mg/mL)，稀釋得到不同濃度的殼聚糖鹽酸鹽溶液（0. 5、1和2mg/mL)。
[0031] (b)不同濃度磺丁基-β -環(huán)糊精-茶多酚溶液配置：將2000mg磺丁基-β -環(huán)糊 精（分子2089取代度6. 0)溶于100mL去離子水中，過(guò)0. 45 μ m濾膜去除不溶物，得到母液 (20mg/mL)，稀釋得到不同濃度的磺丁基-β -環(huán)糊精溶液（2、4和8mg/mL)。加入一定量的 茶多酚溶液使得茶多酚的濃度為lmg/mL。
[0032] (c)將（b)中的磺丁基-β -環(huán)糊精-茶多酚溶液逐滴加入殼聚糖鹽酸鹽溶液（a) 中，殼聚糖鹽酸鹽與磺丁基-β -環(huán)糊精質(zhì)量比為2:1，通過(guò)離子交聯(lián)得到不同包封率及粒 徑大小的茶多酚納米粒懸濁液。
[0033] (2)制備成膜溶液：一定量的普魯蘭多糖（質(zhì)量濃度8% )于常溫下攪拌溶解后， 按照30% (總普魯蘭多糖量）的比例添加甘油作為塑化劑，降至室溫。將步驟（1)中制備 的茶多酚納米粒懸濁液75mL與25mL普魯蘭多糖溶液混合，攪拌均勻，超聲脫氣。
[0034] (3)膜的制備：步驟（2)中制得的成膜溶液，取一定體積倒入模具（10X 10cm)中， 25°C干燥36h，于恒溫恒濕箱（溫度25°C，相對(duì)濕度53% )中至少平衡48h，得一種具有持 續(xù)抗氧化功能的可食用膜。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] (1)不同茶多酚包封率及粒徑大小的殼聚糖鹽酸鹽納米粒的制備同實(shí)施例1。
[0037] (2)制備成膜溶液：一定量的塔拉膠（質(zhì)量濃度2%)于35°C下攪拌溶解后，按照 25% (塔拉膠）的質(zhì)量比添加甘油作為塑化劑。將步驟（1)中制備的納米粒75mL與25mL 塔拉膠成膜基質(zhì)溶液混合，攪拌均勻，離心脫氣。
[0038] (3)膜的制備：步驟（2)中制得的成膜溶液，取一定體積倒入模具（10X 10cm)中， 35°C干燥24h，于恒溫恒濕箱（溫度25°C，相對(duì)濕度53% )中至少平衡48h，得到一種具有 持續(xù)抗氧化功能的可食用膜。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] (1)不同茶多酚包封率及粒徑大小殼聚糖鹽酸鹽納米粒的制備同實(shí)施例1。
[0041] (2)制備成膜溶液：一定量的乳清蛋白（質(zhì)量濃度6% )于80°C下攪拌溶解后，冷 卻至室溫，按照30% (乳清蛋白）的比例添加甘油作為塑化劑。將步驟（1)中制備的納米 粒75mL與25mL乳清蛋白成膜基質(zhì)溶液混合，攪拌均勻，真空脫氣。
[0042] (3)膜的制備：步驟（2)中制得的成膜溶液，取一定體積倒入模具（10X 10cm)中， 30°C干燥36h，于恒溫恒濕箱（溫度25°C，相對(duì)濕度53% )中至少平衡48h，得到一種具有 持續(xù)抗氧化功能的可食用膜。
[0043] 實(shí)驗(yàn)分析，將上述實(shí)施例得到的具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜，將其用于油脂 的保護(hù)，將制好的可食性膜用熱封機(jī)制成特定尺寸的袋子，于一定條件下來(lái)檢測(cè)其對(duì)油脂 保護(hù)作用的差異，如圖5所示，所發(fā)明的膜中抗氧化活性物質(zhì)以游離的及包封兩種形式存 在，游離的活性物質(zhì)在初期起作用，納米粒中包封的活性物質(zhì)在后期起作用，且可通過(guò)調(diào)節(jié) 游離和包封之間的比例來(lái)控制茶多酚從膜中的釋放，當(dāng)將葵花籽油密封于含有不同茶多酚 包封率及粒徑大小的納米粒的膜熱封而成的袋子中時(shí)，可以通過(guò)控制膜中初期釋放到油脂 表面起抗氧化作用的游離茶多酚與后期釋放到表面起抗氧化作用的被納米粒包封的茶多 酚的量來(lái)獲得具有不同氧化保護(hù)效果的膜，能夠有效的防止封存的油脂被氧化變質(zhì)。
[0044] 由此可見(jiàn)，本發(fā)明中納米粒的制備選用水溶性的殼聚糖鹽酸鹽，避免了殼聚糖需 要在醋酸溶液中才能溶解的缺點(diǎn)。璜丁基-β -環(huán)糊精的應(yīng)用使得不需調(diào)節(jié)體系pH值，就 能制備得到分散均勻的納米粒子。避免了調(diào)節(jié)體系pH值后引入一些鹽類而對(duì)膜的性質(zhì)產(chǎn) 生影響。本發(fā)明依托于膜中游離的活性物質(zhì)可在初期起作用，包埋于納米粒中的活性物質(zhì) 慢慢釋放到膜中后再進(jìn)一步從膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)釋放在后期起作用。在上述專利的基礎(chǔ)上，通過(guò) 調(diào)節(jié)殼聚糖納米粒的制備參數(shù)來(lái)獲得具有不同包封率及粒徑大小的茶多酚-殼聚糖鹽酸 鹽納米粒。不同的包封率可以調(diào)節(jié)游離/包封物之間的比例，另外，不同粒徑大小可以改變 膜的結(jié)構(gòu)致密性，從而協(xié)調(diào)控制活性物質(zhì)在膜中的釋放。在不改變膜中活性物質(zhì)的基礎(chǔ)上 來(lái)控制茶多酚的釋放得到不同氧化保護(hù)效果。
[0045] 應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳 實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù) 方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā) 明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜，其特征在于：以質(zhì)量百分比計(jì)，包括， 0.5?5%的茶多酚、1%?10%的殼聚糖鹽酸鹽、1.5%?15%的磺丁基-β-環(huán)糊精， 余下為天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)，所述可食用膜是將不同茶多酚包封率及大小的殼 聚糖鹽酸鹽納米粒子加入到天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)中得到；其中， 所述天然可食性生物大分子成膜基質(zhì)為淀粉、殼聚糖、改性纖維素、卡拉膠、果膠、塔拉 膠海藻酸鈉、普魯蘭多糖、乳清蛋白、大豆分離蛋白、玉米醇溶蛋白和小麥面筋蛋白中的一 種或幾種。
2. -種具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜的制備方法，其特征在于：包括， 步驟一，制備具有不同茶多酚包封率及粒徑大小的殼聚糖鹽酸鹽納米粒： 第一步，不同濃度的殼聚糖鹽酸鹽溶液的配置：將殼聚糖鹽酸鹽溶于水中，過(guò)〇. 45 μ m 濾膜去除不溶物，得到母液，稀釋得到不同濃度的殼聚糖鹽酸鹽溶液； 第二步，不同濃度的磺丁基-β -環(huán)糊精-茶多酚溶液的配置：將磺丁基-β -環(huán)糊精溶 于水中，過(guò)0. 45 μ m濾膜去除不溶物，得到母液，稀釋得到不同濃度的磺丁基-β -環(huán)糊精溶 液，加入一定量的茶多酚溶液使得最終茶多酚的濃度為lg/L ; 第三步，將所述第二步中的磺丁基-β -環(huán)糊精-茶多酚溶液逐滴加入到所述殼聚糖鹽 酸鹽溶液中，殼聚糖鹽酸鹽與磺丁基-β -環(huán)糊精質(zhì)量比為2:1，通過(guò)離子交聯(lián)得到具有不 同包封率及不同粒徑大小的茶多酚納米粒懸濁液； 步驟二，制備成膜溶液： 將質(zhì)量濃度2%?8%的天然可食性生物大分子于一定條件下攪拌溶解后，按照總大 分子量的質(zhì)量百分比15?50%的比例添加甘油作為塑化劑，然后將步驟一中制備的不同 茶多酚包封率及大小的納米粒與天然可食性大分子成膜基質(zhì)溶液混合，攪拌均勻，真空、超 聲或離心脫氣； 步驟三，膜的制備： 步驟二中制得的成膜溶液，取一定體積倒入模具中，25?40°C干燥16?36h，于溫度 25°C，相對(duì)濕度53%的恒溫恒濕箱中平衡48h以上，得到可持續(xù)抗氧化食用膜。
3. -種如權(quán)利要求1所述的具有持續(xù)抗氧化功能的可食用膜的應(yīng)用，其特征在于：用 于油脂的保護(hù)，將制好的可食性膜用熱封機(jī)制成特定尺寸的袋子，于一定條件下來(lái)檢測(cè)其 對(duì)油脂保護(hù)作用的差異。
【文檔編號(hào)】C08L5/06GK104140568SQ201410371371
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】鐘芳, 李玥, 徐菲菲, 劉飛, 梁蓉, 麻建國(guó) 申請(qǐng)人:江南大學(xué)