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一种可食性菜籽蛋白复合膜

阅读：664发布：2020-08-28

专利汇可以提供一种可食性菜籽蛋白复合膜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种可食性菜籽蛋白复合膜，涉及食品包装技术领域，具体涉及一种可食性菜籽蛋白复合膜。该可食性菜籽蛋白复合膜，采用如下方法制备：将从菜籽粕中提取的菜籽蛋白采用碱性蛋白酶水解，水解度为10-20%；调节水解液pH值至酸性，取上清液冷冻干燥，得到菜籽蛋白水解物；配制含有所述菜籽蛋白水解物、壳聚糖和甘油的成膜液，采用流延法制备得到可食性菜籽蛋白复合膜。申请人意外发现将菜籽蛋白水解后与壳聚糖制成复合膜，不仅具备一定的抗菌特性，而且具有较高的拉伸强度、断裂伸长率和较低的水蒸气透过系数，即具有较好的机械性能和阻水性能。由于菜籽蛋白来源于榨油后的菜籽粕，因此成本较低，对消费者安全，对环境友好。，下面是一种可食性菜籽蛋白复合膜专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可食性菜籽蛋白复合膜，其特征在于采用如下方法制备：
（1）将从菜籽粕中提取的菜籽蛋白采用碱性蛋白酶水解，水解度为10-20%；调节水解液pH值至酸性，取上清液冷冻干燥，得到菜籽蛋白水解物；
（2）配制含有所述菜籽蛋白水解物、壳聚糖和甘油的成膜液，采用流延法制备得到可食性菜籽蛋白复合膜。
2.根据权利要求1所述可食性菜籽蛋白复合膜，其特征在于所述成膜液采用如下方法配制：配制含有16-32g/L菜籽蛋白水解物和8-24g/L壳聚糖的溶液A，每升溶液A中加入4.8-
14g甘油，搅拌均匀，得到所述成膜液。
3.根据权利要求2所述可食性菜籽蛋白复合膜，其特征在于所述于溶液A的配制方法如下：以15-25g/L的乙酸溶液为溶剂，配制含有16-48g/L壳聚糖的溶液B；将32-64g/L的菜籽蛋白水解物溶液和溶液B按照体积比为4:3-4:5混合，得到溶液A。
4.根据权利要求1-3之一所述可食性菜籽蛋白复合膜，其特征在于所述水解液的pH调节至5.5-6.5，取上清液冷冻干燥，得到菜籽蛋白水解物。
5.根据权利要求4所述可食性菜籽蛋白复合膜，其特征在于采用碱性蛋白酶水解所述菜籽蛋白时，碱性蛋白酶的加入量为菜籽蛋白质量的2-8%，水解pH为7.5-8.5，水解温度为
40-50℃，菜籽蛋白的水解度为10-15%。
6.根据权利要求5所述可食性菜籽蛋白复合膜，其特征在于：采用碱溶酸沉方法从菜籽粕中提取菜籽蛋白，碱溶时pH为10.5-11.5、温度为40-50℃，酸沉时pH为4.0-5.0。
7.根据权利要求6所述可食性菜籽蛋白复合膜，其特征在于：所述菜籽粕是将菜籽脱壳、粉碎、脱脂后得到。
8.根据权利要求7所述可食性菜籽蛋白复合膜，其特征在于采用流延法制备得到可食性菜籽蛋白复合膜的方法如下：将成膜液倒入模具中成型，在25-30℃条件下干燥20-30h，揭膜。

说明书全文

一种可食性菜籽蛋白复合膜

技术领域

[0001] 本发明涉及食品包装技术领域，具体涉及一种可食性菜籽蛋白复合膜。

背景技术

[0002] 近几年来，对于可食性包装膜的研究越来越热门。可食性包装膜与工业合成包装材料相比，这种生物基质的包装膜能减少对环境的影响，并且将有可能代替以石油为原料的包装薄膜。使用从油菜籽中分离到的菜籽蛋白制备可食性复合膜有许多优点。第一，菜籽蛋白有很高的营养价值，没有限制性氨基酸，氨基酸的组成也非常合理，尤其是含有足够的碱性氨基酸（赖氨酸）和含硫氨基酸（蛋氨酸），基本符合FAO与WTO的推荐模式。第二，中国油菜籽产量极高，油菜籽在中国也大多被用于菜籽油的提取，剩余的菜籽粕也多被用于饲料，而菜籽粕中包含着许多蛋白质，对菜籽粕的回收利用具有非常重要的经济学意义。但是现有技术中，还没有方法能够以菜籽蛋白为原料制备可食性包装膜。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种可食性菜籽蛋白复合膜，能够有效利用菜籽粕中分离得到的菜籽蛋白，对消费者安全，对环境友好，且该复合膜具有较高的机械性能、阻水性能和抗菌性能。

[0004] 本发明的目的采用如下技术方案实现：一种可食性菜籽蛋白复合膜，采用如下方法制备：
（1）将从菜籽粕中提取的菜籽蛋白采用碱性蛋白酶水解，水解度为10-20%；调节水解液pH值至酸性，取上清液冷冻干燥，得到菜籽蛋白水解物；
（2）配制含有所述菜籽蛋白水解物、壳聚糖和甘油的成膜液，采用流延法制备得到可食性菜籽蛋白复合膜。

[0005] 在本发明中，所述成膜液采用如下方法配制：配制含有16-32g/L菜籽蛋白水解物和8-24g/L壳聚糖的溶液A，每升溶液A中加入4.8-14g甘油，搅拌均匀，得到所述成膜液。

[0006] 在本发明中，所述于溶液A的配制方法如下：以15-25g/L的乙酸溶液为溶剂，配制含有16-48g/L壳聚糖的溶液B；将32-64g/L的菜籽蛋白水解物溶液和溶液B按照体积比为4:3-4:5混合，得到溶液A。

[0007] 优选的技术方案中，所述水解液的pH调节至5.5-6.5，取上清液冷冻干燥，得到菜籽蛋白水解物。

[0008] 在本发明中，采用碱性蛋白酶水解所述菜籽蛋白时，碱性蛋白酶的加入量为菜籽蛋白质量的2-8%，水解pH为7.5-8.5，水解温度为40-50℃，菜籽蛋白的水解度为10-15%。

[0009] 优选的技术方案中，采用碱溶酸沉方法从菜籽粕中提取菜籽蛋白，碱溶时pH为10.5-11.5、温度为40-50℃，酸沉时pH为4.0-5.0。

[0010] 在本发明中，所述菜籽粕是将菜籽脱壳、粉碎、脱脂后得到。

[0011] 在本发明中，采用流延法制备得到可食性菜籽蛋白复合膜的方法如下：将成膜液倒入模具中成型，在25-30℃条件下干燥20-30h，揭膜。

[0012] 申请人意外发现将菜籽蛋白水解后与壳聚糖制成复合膜，不仅具备一定的抗菌特性，而且具有较高的拉伸强度、断裂伸长率和较低的水蒸气透过系数，即具有较好的机械性能和阻水性能。由于菜籽蛋白来源于榨油后的菜籽粕，因此成本较低，对消费者安全，对环境友好。附图说明

[0013] 图 1菜籽蛋白复合膜2的扫描电镜图，其中（A）是菜籽蛋白复合膜2表面的电镜图片，复合膜：（B）是菜籽蛋白复合膜2横截面的电镜图片；（C）是对照复合膜1表面的电镜图片；（D）是对照复合膜1横截面的电镜图片。

具体实施方式

[0014] 实施例1 制备菜籽蛋白水解物制备菜籽蛋白水解物包括如下步骤：
（1）获得菜籽粕。将油菜籽于35-40℃烘箱中恒温干燥24h，采用脱壳机对油菜籽进行脱壳处理，采用鼓风机将菜籽壳筛分出来。将脱壳后的油菜籽使用高速万能粉碎机粉碎至粒径为100-800μm，得到菜籽粕。

[0015] （2）菜籽粕的脱脂。应用索氏提取法对菜籽粕进行脱脂6-8h，然后粉碎至粒径为100-600μm，得到脱脂菜籽粕。将脱脂菜籽粕用密封袋装好，于4℃冰箱中冷藏备用。

[0016] （3）采用碱溶酸沉方法从脱脂菜籽粕中提取菜籽蛋白。称取脱脂菜籽粕，溶于去离子水（脱脂菜籽粕与去离子水的质量比为1:12-1:15），用1mol/L的NaOH溶液调节pH至10.5-11.5，置于40-50℃水浴中、搅拌状态下提取2-3h。然后冷却，4℃条件下离心，取上清液。将上清液用1mol/L的盐酸调节pH至4.0-5.0，使蛋白质进行沉淀。离心取沉淀，用适量的去离子水溶解，并调节pH至6.5-7.5，冷冻干燥，得到菜籽蛋白。通过BCA 试剂盒检测采用上述方法提取的菜籽蛋白中蛋白含量为75%-85%。

[0017] （4）获得菜籽蛋白水解物。取菜籽蛋白，溶于去离子水（菜籽蛋白与去离子水的质量比为1:12-1:15），调节溶液pH=8.0后置于40-50℃水浴中，搅拌溶解，然后加入菜籽蛋白质量5%的碱性蛋白酶（200U/mg，购自北京索莱宝科技有限公司，货号：B8360）进行水解。水解过程中，通过滴加1mol/L的NaOH溶液以保证pH不变，记下消耗NaOH的量，用以计算蛋白质的水解度。水解反应结束后，将水解液于85-90℃水浴中保温10-15min使蛋白酶失活，冰水浴快速冷却，调节pH至6.0，离心取上清液，冷冻干燥，得菜籽蛋白水解物。

[0018] 采用pH-stat法测定菜籽蛋白水解过程中的水解度(DH)，按公式（1）计算DH：（1），
式中B为反应过程中加入的NaOH溶液的体积(mL)，Nb为加入的NaOH溶液的浓度（mol/L），Mp为蛋白质的量(g)，α为水解时α-NH2的平均离解度，htot为食源性蛋白质水解度常数。对于菜籽蛋白：1/α=1.1，hhot=8.04。

[0019] 控制步骤控制（4）中菜籽蛋白水解度为10%，得到的菜籽蛋白水解物记为水解度为10%的菜籽蛋白水解物。

[0020] 控制步骤控制（4）中菜籽蛋白水解度为15%，得到的菜籽蛋白水解物记为水解度为15%的菜籽蛋白水解物。

[0021] 实施例二制备可食性菜籽蛋白复合膜取水解度为10%的菜籽蛋白水解物，以水为溶剂配制成40g/L的菜籽蛋白水解物溶液。
以20g/L的乙酸水溶液为溶剂，配制40g/L的壳聚糖溶液，作为溶液B。将菜籽蛋白水解物溶液和溶液B分别用磁力搅拌器充分搅拌，然后等体积混合，得到溶液A。每升溶液A中加入8 g甘油，在60℃条件下使用磁力搅拌器（转速500r/min）充分搅拌2h，得到成膜液。将成膜液倒入聚四氟丙烯模具的凹槽(10cm×10cm×1mm)中成型，在27℃、相对湿度为50%-55%的恒湿恒温干燥箱中干燥24h，揭膜，得到菜籽蛋白复合膜1。另外，以实施例1中的菜籽蛋白替代水解度为10%的菜籽蛋白水解物，其他步骤同菜籽蛋白复合膜1的制备方法，获得对照复合膜
1。

[0022] 以水解度为15%的菜籽蛋白水解物替代水解度为10%的菜籽蛋白水解物，其他步骤同菜籽蛋白复合膜1的制备方法，获得菜籽蛋白复合膜2。

[0023] 取水解度为15%的菜籽蛋白水解物，以水为溶剂配制成60g/L的菜籽蛋白水解物溶液。以20g/L的乙酸水溶液为溶剂，配制20g/L的壳聚糖溶液，作为溶液B。将菜籽蛋白水解物溶液和溶液B分别用磁力搅拌器充分搅拌，然后等体积混合，得到溶液A。每升溶液A中加入10 g甘油，在60℃条件下使用磁力搅拌器（转速500r/min）充分搅拌2h，得到成膜液。将成膜液倒入聚四氟丙烯模具的凹槽(10cm×10cm×1mm)中成型，在27℃、相对湿度为50%-55%的恒湿恒温干燥箱中干燥24h，揭膜，得到菜籽蛋白复合膜3。

[0024] 以水为溶剂配制成40g/L的菜籽蛋白（实施例1制备）溶液,该溶液的pH=8。往菜籽蛋白溶液中加入8 g甘油，在60℃条件下使用磁力搅拌器（转速500r/min）充分搅拌2h，得到成膜液。将成膜液倒入聚四氟丙烯模具的凹槽（10cm×10cm×1mm）中成型，在25-27℃、湿度为50%-55%的恒湿恒温干燥箱中干燥24h，揭膜，得到对照复合膜2。

[0025] 检测各复合膜的性能，具体结果见表1。采用塑料薄膜拉伸性能试验方法(GB/T 1040.3-2006)，测定复合膜的抗拉强度(拉伸强度，TS)和断裂伸长率(EB)。实验室质构仪(TA.XT2i Texture Analyzer, Stable Micro Systems, Godalming, UK)，每次测试时控制探头间距为5cm，测试速率为1.5mm/s。

[0026] 采用国标《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法》（GB 1037-1988）测定复合膜的水蒸气透过系数，以烧杯代替透湿杯，干燥剂采用无水硫酸铜。

[0027] 从表1可见，水解度为10%、15%的菜籽蛋白水解物制成的菜籽蛋白复合膜1、2、3的拉伸强度、断裂伸长率显著高于菜籽蛋白制成的对照复合膜1、2，水蒸气透过系数显著低于对照复合膜1、2。

[0028] 从图1可见，与对照复合膜1相比，菜籽蛋白复合膜2的微观结构更致密、均匀和平滑，且无大颗粒状异物。菜籽蛋白复合膜1、3也具有相似的微观结构。上述结果表明，壳聚糖与菜籽蛋白水解物具有较好的相容性，菜籽蛋白复合膜1、2、3的机械性能好，弹性较大，阻水性能较强，微观表现为膜致密、平滑。

[0029] 另外，通过检测菜籽蛋白复合膜2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈来考察各复合膜的抑菌效果，具体方法如下：将0.1mL浓度约为106CFU / m的l细菌悬浮液转移到LB固体平板中，用无菌涂布棒涂布。将测试膜剪成直径为10mm的圆盘，通过紫外灭菌灯照射灭菌30分钟，然后用镊子置于LB固体平板中心。将固体平板于37℃培养箱中培养48h。用数显游标卡尺测量抑菌圈的直径。对每个样品进行三次平行测试，结果取平均值。菜籽蛋白复合膜2对大肠杆菌的抑菌圈直径为21.72mm，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为23.93mm。菜籽蛋白复合膜1、3也具有相似的抑菌性能。

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