本发明涉及一种高韧性胶原蛋白食品保鲜膜的制备方法，属于食品保鲜膜技术领域。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，食品安全问题越来越受到重视。在食品生产过程中，包装材料的性能往往对食品的保质期有着较大影响。在我国现有的包装膜中，绝大多说是有聚乙烯、聚丙烯、聚醋等材料加工而成，这些制品质忧量轻、加工方便、成本低，然而由于其不可被自然降解而造成环境污染、农作物减产等现象。并且当前市场中的有些食品保鲜膜存在着对人体健康有害物质，因此使用保鲜膜，同时，不破坏环境，且对人体健康没有危害就成当代食品工业的一大热点问题。
蜘蛛丝，尤其是牵引丝，以高强度、高弹性、高断裂功、低密度、良好的耐温及耐紫外线性能、良好的生物相容性等优异性能引起了各国材料、生物和化学等众多领域研究人员的极大兴趣。
胶原蛋白是动物体内含量最丰富的蛋白质，它属于不溶性纤维型蛋白质，也是细胞外基质中的一类，主要存在于结缔组织中，它具有很强的伸张能力，是韧带和肌键的主要成份，还是细胞外基质的主要组成成分。胶原蛋白在人体内有重要的作用，例如：保湿、滋养、亮肤、紧肤、防皱等美肤作用，还具有丰胸、保养头发、防癌抗癌、保持眼角膜透明等作用，是女性保持健康、美丽的重要成分。目前保鲜膜材料多为高分子合成塑料，难以生物降解，而胶原蛋白型保鲜膜的机械强度低，又存在质脆，不耐撕拉，因此，对于胶原蛋白食品保鲜膜的研究显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对目前常见保鲜膜材料多为高分子合成塑料，难以生物降解，而胶原蛋白型保鲜膜的机械强度低，又存在质脆，不耐撕拉的缺陷，提供了一种收集天然抗拉材料：蜘蛛丝作为成膜骨架，再从富含胶原蛋白的鱿鱼、猪皮和牛蹄筋中提取胶原蛋白，将其和壳聚糖溶液共混脱气制得制膜原液，最后将原液倒入带有成膜骨架的模具中延流成膜即得保鲜膜，本发明利用天然抗拉材料蜘蛛丝作为成膜骨架，可以极大提高保鲜膜的机械强度，增加其抗拉、抗撕能力，再用胶原蛋白和壳聚糖作为成膜基体，具有极佳的保鲜抗菌性能，并且原材料易得，可自行生物降解，本发明制得的保鲜膜机械强度高，抗拉、抗撕性能佳，具有极佳的保鲜效果，可大规模推广使用。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）用铁丝制成边长为25cm的正方形框架，用制得的框架缠绕上2～3张完整的蜘蛛网，将缠绕的蜘蛛网放在紫外灭菌灯下灭菌5～10min，得到灭菌后的蜘蛛丝，即蛛丝膜骨架，备用；
（2）取1～2kg鱿鱼放入水中泡发15～20h，将泡发后的鱿鱼和猪皮以及牛蹄筋按等质量比依次堆叠放入砂锅中备用，再取猪骨放入铁锅中并加入猪骨总质量8～10倍的去离子水，文火熬煮10～12h后过滤得到猪骨汤；
（3）将上述得到的猪骨汤倒入砂锅中直至将锅中的鱿鱼、猪皮和牛蹄筋完全浸没，继续熬煮20～30h，过滤得到滤液，用卧式离心机以7000～8000r/min转速离心处理15～20min，分离得到上层液；
（4）量取1～2L上述上层液装入烧杯中，向烧杯中加入45～55g硫酸铵，缓慢搅拌析出胶原蛋白，再放入离心机以3000～4000r/min转速离心分离得到胶原蛋白沉淀，喷雾干燥后得到胶原蛋白粉末；
（5）按质量比为1:10将上述胶原蛋白粉末和蒸馏水混合，在60～70℃下搅拌溶解得到胶原蛋白液，再按质量比为1:100将壳聚糖溶解于冰醋酸中，得到壳聚糖溶液，再在40～50℃的水浴条件下将壳聚糖溶液逐滴滴入其体积3～5倍的胶原蛋白液中得到混合液；
（6）量取400～500mL混合液，向混合液中加入10～20mL甘油和1～2g转谷氨酰胺酶，搅拌15～20min后真空脱气30～40min得到制膜原液，将步骤（1）备用的蛛丝膜骨架平铺在不锈钢模具中，将制膜原液倒入模具使其延流成膜，控制膜厚度为0.3～0.5mm，放入鼓风干燥器中干燥12～14h，再移入盛有氯化钾饱和溶液的干燥器中回软24～30h，最后以3～5MPa的压力冷压2～4min揭膜，即得高韧性胶原蛋白食品保鲜膜。
本发明的应用方法：用托盘装苹果再包上本发明制得的食品保鲜膜，置于冰箱3～7℃下冷藏即可，包裹本发明制得的食品保鲜膜后的苹果无腐烂现象发生，可抑制水分蒸发，同时起到抗菌作用，使苹果的存储期延长了10～15天，经检测本发明制得的保鲜膜拉伸强度为56～66MPa，断裂伸长率为14～18%，水蒸气透过率为17～19g/m2·24h，透氧量为48～49cm3/m2·24h·0.1MPa。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制得的高韧性胶原蛋白食品保鲜膜具有良好的强度，透气性好，克服了现有塑料保鲜膜和其他食品保鲜膜的缺陷，极大提高了食品保鲜膜的安全性，具有广阔的发展前景；
（2）本发明制备的高韧性胶原蛋白食品保鲜膜，工艺简单，成本低廉，无毒副作用，且具有很好的抑菌效果，适于工业化生产。
具体实施方式
用铁丝制成边长为25cm的正方形框架，用制得的框架缠绕上2～3张完整的蜘蛛网，将缠绕的蜘蛛网放在紫外灭菌灯下灭菌5～10min，得到灭菌后的蜘蛛丝，即蛛丝膜骨架，取1～2kg鱿鱼放入水中泡发15～20h，将泡发后的鱿鱼和猪皮以及牛蹄筋按等质量比依次堆叠放入砂锅中备用，再取猪骨放入铁锅中并加入猪骨总质量8～10倍的去离子水，文火熬煮10～12h后过滤得到猪骨汤；将上述得到的猪骨汤倒入砂锅中直至将锅中的鱿鱼、猪皮和牛蹄筋完全浸没，继续熬煮20～30h，过滤得到滤液，用卧式离心机以7000～8000r/min转速离心处理15～20min，分离得到上层液；量取1～2L上述上层液装入烧杯中，向烧杯中加入45～55g硫酸铵，缓慢搅拌析出胶原蛋白，再放入离心机以3000～4000r/min转速离心分离得到胶原蛋白沉淀，喷雾干燥后得到胶原蛋白粉末；按质量比为1:10将上述胶原蛋白粉末和蒸馏水混合，在60～70℃下搅拌溶解得到胶原蛋白液，再按质量比为1:100将壳聚糖溶解于冰醋酸中，得到壳聚糖溶液，再在40～50℃的水浴条件下将壳聚糖溶液逐滴滴入其体积3～5倍的胶原蛋白液中得到混合液；量取400～500mL混合液，向混合液中加入10～20mL甘油和1～2g转谷氨酰胺酶，搅拌15～20min后真空脱气30～40min得到制膜原液，将蛛丝膜骨架平铺在不锈钢模具中，将制膜原液倒入模具使其延流成膜，控制膜厚度为0.3～0.5mm，放入鼓风干燥器中干燥12～14h，再移入盛有氯化钾饱和溶液的干燥器中回软24～30h，最后以3～5MPa的压力冷压2～4min揭膜，即得高韧性胶原蛋白食品保鲜膜。
实例1
用铁丝制成边长为25cm的正方形框架，用制得的框架缠绕上2张完整的蜘蛛网，将缠绕的蜘蛛网放在紫外灭菌灯下灭菌5min，得到灭菌后的蜘蛛丝，即蛛丝膜骨架，取1kg鱿鱼放入水中泡发15h，将泡发后的鱿鱼和猪皮以及牛蹄筋按等质量比依次堆叠放入砂锅中备用，再取猪骨放入铁锅中并加入猪骨总质量8倍的去离子水，文火熬煮10h后过滤得到猪骨汤；将上述得到的猪骨汤倒入砂锅中直至将锅中的鱿鱼、猪皮和牛蹄筋完全浸没，继续熬煮20h，过滤得到滤液，用卧式离心机以7000r/min转速离心处理15min，分离得到上层液；量取1L上述上层液装入烧杯中，向烧杯中加入45g硫酸铵，缓慢搅拌析出胶原蛋白，再放入离心机以3000r/min转速离心分离得到胶原蛋白沉淀，喷雾干燥后得到胶原蛋白粉末；按质量比为1:10将上述胶原蛋白粉末和蒸馏水混合，在60℃下搅拌溶解得到胶原蛋白液，再按质量比为1:100将壳聚糖溶解于冰醋酸中，得到壳聚糖溶液，再在40℃的水浴条件下将壳聚糖溶液逐滴滴入其体积3倍的胶原蛋白液中得到混合液；量取400mL混合液，向混合液中加入10mL甘油和1g转谷氨酰胺酶，搅拌15min后真空脱气30min得到制膜原液，将蛛丝膜骨架平铺在不锈钢模具中，将制膜原液倒入模具使其延流成膜，控制膜厚度为0.3mm，放入鼓风干燥器中干燥12h，再移入盛有氯化钾饱和溶液的干燥器中回软24h，最后以3MPa的压力冷压2min揭膜，即得高韧性胶原蛋白食品保鲜膜。
用托盘装苹果再包上本发明制得的食品保鲜膜，置于冰箱3℃下冷藏即可，包裹本发明制得的食品保鲜膜后的苹果无腐烂现象发生，可抑制水分蒸发，同时起到抗菌作用，使苹果的存储期延长了10天，经检测本发明制得的保鲜膜拉伸强度为56MPa，断裂伸长率为14%，水蒸气透过率为17g/m2·24h，透氧量为48cm3/m2·24h·0.1MPa。
实例2
用铁丝制成边长为25cm的正方形框架，用制得的框架缠绕上3张完整的蜘蛛网，将缠绕的蜘蛛网放在紫外灭菌灯下灭菌10min，得到灭菌后的蜘蛛丝，即蛛丝膜骨架，取2kg鱿鱼放入水中泡发18h，将泡发后的鱿鱼和猪皮以及牛蹄筋按等质量比依次堆叠放入砂锅中备用，再取猪骨放入铁锅中并加入猪骨总质量9倍的去离子水，文火熬煮11h后过滤得到猪骨汤；将上述得到的猪骨汤倒入砂锅中直至将锅中的鱿鱼、猪皮和牛蹄筋完全浸没，继续熬煮30h，过滤得到滤液，用卧式离心机以8000r/min转速离心处理20min，分离得到上层液；量取2L上述上层液装入烧杯中，向烧杯中加入55g硫酸铵，缓慢搅拌析出胶原蛋白，再放入离心机以4000r/min转速离心分离得到胶原蛋白沉淀，喷雾干燥后得到胶原蛋白粉末；按质量比为1:10将上述胶原蛋白粉末和蒸馏水混合，在70℃下搅拌溶解得到胶原蛋白液，再按质量比为1:100将壳聚糖溶解于冰醋酸中，得到壳聚糖溶液，再在50℃的水浴条件下将壳聚糖溶液逐滴滴入其体积5倍的胶原蛋白液中得到混合液；量取500mL混合液，向混合液中加入20mL甘油和2g转谷氨酰胺酶，搅拌20min后真空脱气40min得到制膜原液，将蛛丝膜骨架平铺在不锈钢模具中，将制膜原液倒入模具使其延流成膜，控制膜厚度为0.5mm，放入鼓风干燥器中干燥14h，再移入盛有氯化钾饱和溶液的干燥器中回软30h，最后以5MPa的压力冷压4min揭膜，即得高韧性胶原蛋白食品保鲜膜。
用托盘装苹果再包上本发明制得的食品保鲜膜，置于冰箱7℃下冷藏即可，包裹本发明制得的食品保鲜膜后的苹果无腐烂现象发生，可抑制水分蒸发，同时起到抗菌作用，使苹果的存储期延长了15天，经检测本发明制得的保鲜膜拉伸强度为61MPa，断裂伸长率为16%，水蒸气透过率为18g/m2·24h，透氧量为48cm3/m2·24h·0.1MPa。
实例3
用铁丝制成边长为25cm的正方形框架，用制得的框架缠绕上3张完整的蜘蛛网，将缠绕的蜘蛛网放在紫外灭菌灯下灭菌8min，得到灭菌后的蜘蛛丝，即蛛丝膜骨架，取2kg鱿鱼放入水中泡发20h，将泡发后的鱿鱼和猪皮以及牛蹄筋按等质量比依次堆叠放入砂锅中备用，再取猪骨放入铁锅中并加入猪骨总质量10倍的去离子水，文火熬煮12h后过滤得到猪骨汤；将上述得到的猪骨汤倒入砂锅中直至将锅中的鱿鱼、猪皮和牛蹄筋完全浸没，继续熬煮25h，过滤得到滤液，用卧式离心机以7500r/min转速离心处理18min，分离得到上层液；量取2L上述上层液装入烧杯中，向烧杯中加入50g硫酸铵，缓慢搅拌析出胶原蛋白，再放入离心机以3500r/min转速离心分离得到胶原蛋白沉淀，喷雾干燥后得到胶原蛋白粉末；按质量比为1:10将上述胶原蛋白粉末和蒸馏水混合，在65℃下搅拌溶解得到胶原蛋白液，再按质量比为1:100将壳聚糖溶解于冰醋酸中，得到壳聚糖溶液，再在45℃的水浴条件下将壳聚糖溶液逐滴滴入其体积4倍的胶原蛋白液中得到混合液；量取450mL混合液，向混合液中加入15mL甘油和2g转谷氨酰胺酶，搅拌18min后真空脱气35min得到制膜原液，将蛛丝膜骨架平铺在不锈钢模具中，将制膜原液倒入模具使其延流成膜，控制膜厚度为0.4mm，放入鼓风干燥器中干燥13h，再移入盛有氯化钾饱和溶液的干燥器中回软27h，最后以4MPa的压力冷压3min揭膜，即得高韧性胶原蛋白食品保鲜膜。
用托盘装苹果再包上本发明制得的食品保鲜膜，置于冰箱5℃下冷藏即可，包裹本发明制得的食品保鲜膜后的苹果无腐烂现象发生，可抑制水分蒸发，同时起到抗菌作用，使苹果的存储期延长了13天，经检测本发明制得的保鲜膜拉伸强度为66MPa，断裂伸长率为18%，水蒸气透过率为19g/m2·24h，透氧量为49cm3/m2·24h·0.1MPa。