水溶性大豆多糖涂膜保鲜剂的制作方法

专利名称：：水溶性大豆多糖涂膜保鲜剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种食品用涂膜保鲜剂，特别是含有水溶性大豆多糖的涂膜保鲜剂。技术背景-许多新鲜的食品，如蛋类、果品、蔬菜等贮藏条件苛刻，保鲜期短，极易在贮存和运输过程中腐败变质。在这些食品的表面进行涂膜保鲜是延长保质期的方法。如，未进行清洗消毒的蛋品往往携带大量的细菌，危害消费者健康。而对蛋品进行清洗将破坏蛋壳膜的保护作用，更容易引起腐败变质。所以在鸡蛋进行清洗之后，就必须对其进行涂膜保鲜，以延长鸡蛋的货架期。众所周知，用石蜡等非食用材料进行涂膜会影响人体健康。目前常用的可食性涂膜材料主要有脂质、蛋白质和多糖类，其中脂类材料有蜂胶和各种动植物油脂。阻水能力极强。但是成膜性能差，不易干燥。而且成本较高。另外，其显著缺点为油脂会向被涂膜物质中渗透。天然蛋白质如乳清蛋白、大豆分离蛋白有着优良保鲜性能，但因来源受限，导致成本较高。多糖类，最为广泛使用的是壳聚糖涂膜液，其缺点主要是透水率高，保鲜效果不理想。水溶性大豆多糖(SolubleSoybeanPolysaccharides,简称为SSPS)是一种酸性多糖，结构类似于果胶，含有多种同型多糖和异型多糖，具有良好的成膜性、抑菌性、乳化性以及稳定的粘性(谭永辉等豆渣中水溶性大豆多糖的提取与应用，大豆科学，2008,27(1):150-153.)。SSPS作为稳定剂、乳化剂已得到较广泛的应用，但现有技术中，未见用于制备保鲜涂膜剂。
发明内容本发明的目的是克服现有技术的缺点，研制成本低、保鲜效果好、食用安全的食品用涂膜保鲜剂。本发明首次用水溶性大豆多糖作为主要原料制备了食品用涂膜保鲜剂，达到了发明目的。在保鲜液基质中加入水溶性大豆多糖混溶后，即可得到新型的食品用涂膜保鲜剂。所述水溶性大豆多糖可以按文献方法得到，优选选用分子量在5,0001,000,000道尔顿范围内的大豆多糖粗品。优选的水溶性大豆多糖含量是1%8%(W/W)。更优选的水溶性大豆多糖含量是5%7%(W/W)。所述保鲜液基质可选用适于作为食品保鲜剂基质的任何液体，如水、壳聚糖水溶液和/或酸水溶液等。如，本发明的一个实例中，采用含0.5%的壳聚糖和1%乙酸的水溶液。在本发明的涂膜保鲜剂中还可以加入其它辅助成分，如加入适量增强剂、增塑剂，使得其性能更好。增强剂可以增加膜的机械强度，改善膜的延展性，使成膜性好。本发明优选钙盐，如氯化钙、碳酸钙等作为增强剂，起增强剂作用的Ca^能够在适当条件下与食品表面化合物分子中的氨基发生交联反应，与原有化合物形成聚合物，从而降低膜的通透性，C^+起到交联剂作用。同时，交联剂处理还可以增强分子间或分子内的键合作用，有利于增强膜的机械性能和阻隔性能。增塑剂能够增强膜的韧性，从而调节膜的机械性能。增塑剂能存在于成膜基质大分子的聚合链之间，减弱大分子间的相互作用，提高膜液的流动性，软化膜的刚性结构，并且降低膜的玻璃态转变温度，避免膜产生裂纹或孔洞。选择增塑剂能与与成膜基质具有一定的亲和性，且易溶于成膜的多元醇类(如甘油、丙二醇、山梨醇和聚乙二醇等)和脂类物质，如脂肪酸、单甘油酯和表面活性剂等。一般来说，要达到相同的增塑效果，小分子的增塑剂用量比大分子要少，另外甘油的价格较便宜。因此，本发明优选采用甘油作为增塑剂。如可在前述水溶性大豆多糖涂膜液中加入16%(W/W)甘油和/或0.53%(W/W)氯化钙，起到增塑剂和增强剂的作用。优选的含量是甘油24%(W/W)，氯化钙12%(W/W)。在本发明一个实例中，涂膜保鲜剂配方为水溶性大豆多糖6%(W/W)，甘油3%(W/W)，氯化牵丐1.5%(W/W)。本领域的技术人员还可以根据保鲜对象、需保鲜时间、季节等不同情况的需要，在本发明的配方中加入涂膜保鲜剂需要的其它一些成分，如防腐剂，包括常用的苯甲酸钠、尼泊金、山梨酸盐等。水溶性大豆多糖是涂膜保鲜剂中起保水、保气功能的主要物质。它能封闭食品表面的气孔，减少水分、C02的蒸发和阻止氧气、微生物等进入，抑制果蔬蛋品的呼吸作用，从而达到保鲜的目的。本发明提供的食品涂膜保鲜剂可以用于果蔬以及禽蛋多种食品的涂膜保鲜。本发明的涂膜保鲜剂的优点是1、保鲜效果好本发明涂膜液有良好的成膜性、抑菌性，与常见的两种涂膜液一一壳聚糖涂膜液和石蜡涂膜液进行鸡蛋的涂膜保鲜对比，成膜的透水率更低，见实施例3;2、原料来源广泛，生产成本低水溶性大豆多糖以大豆产业的副产物——豆渣为主要原料，价格低廉；3、食用安全大豆多糖本身是水溶性膳食纤维，为可食用材料，并有一定的保健功能。图l、图2为在水溶性大豆多糖涂膜保鲜剂效果试验中，鸡蛋贮藏期间的昼夜温度和湿度变化。下面通过实施例对本发明的合成方法做进一步说明，但实施例中举出的具体配方并不限制本发明的范围，采用本发明中的方法亦可配制出多种保鲜剂。具体实施例方式实施例1水溶性大豆多糖涂膜保鲜剂制备1.原料1.1水溶性大豆多糖按文献"谭永辉等豆渣中水溶性大豆多糖的提取与应用，大豆科学，2008，27(1):150153"中方法制备；1.2壳聚糖购自国药集团化学试剂有限公司。2.配制过程先将水倒入容器中，按2%的比例边搅拌边慢慢地将壳聚糖溶解于水中，制得保鲜剂基质。然后，按比例边搅拌边慢慢地将水溶性大豆多糖溶解于基质中。也可以分别制备保鲜剂基质和大豆多糖水溶液，然后，按比例将大豆多糖水溶液添加到保鲜剂基质中。最后根据需要添加不同含量的甘油和氯化钙，制成各种配比的涂膜液。其中，水溶性大豆多糖、甘油和氯化钙的终浓度见实施例2、3。将上述制备的涂膜液，磁力加热搅拌均匀，超声脱气，定量在玻璃板上流延成膜，室温下干燥后揭膜，于相对湿度(RH)53%的干燥器中保存，备用。实施例2鸡蛋保鲜效果测试——单因素试验1.材料和仪器l.l实验材料水溶性大豆多糖(以下简称为SSPS)涂膜保鲜剂按实施例l方法制备对比涂膜保鲜剂壳聚糖涂膜液，按以下文献方法制备孟令丽等，室温下壳聚糖及其复合涂膜保鲜剂对鸡蛋保鲜效果的研究[J].食品科技，2008，04(4):223226;石蜡涂膜液，按以下文献方法制备潘红阳大豆蛋白基复合型可食性膜的研究，江南大学硕士学位论文，2005.4;产后24小时内鲜鸡蛋，购自北京市留民营新世纪养鸡场。1.2仪器与设备游标卡尺，螺旋测微仪，无锡锡工量具有限公司；电子天平，北京赛多利斯天平有限公司；磁力搅拌器，常州国华电器有限公司；高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；指针式温湿度表，北京东方明光电子科技有限公司；玻璃平板，自制。2实验目的与方法目的筛选透水率最低的SSPS膜蛋壳表面气孔的透水性、透气性是导致鸡蛋腐败的主要原因。涂膜保鲜后，能够封闭气孔，减少蛋内水分、C02的逸出，使鸡蛋在较长的时间内保持较高的品质，延长其货架期。方法对SSPS、甘油和氯化钙的不同浓度进行单因素实验，分析所得膜的透水性。由此选取适宜的水平，进行正交试验，筛选出透水率最低的膜，得到最优的涂膜液配比。3不同浓度的SSPS、甘油和氯化钙配比表l水溶性大豆多糖浓度不同的涂膜液<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2氯化钙浓度不同的涂膜液<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3甘油浓度不同的涂膜液配方SSPS(%)氯化钙(％)甘油(％)155.0L50165.01.51.0175.01.52.0185.01.53.0195.01.54.0205.01.55.0215.01.56.03.1鸡蛋涂膜保鲜试验选择表面光滑、无裂痕、无粪便污染的24小时内鲜蛋进行鸡蛋涂膜保鲜试验。将鸡蛋用蒸馏水洗净后，分为l个空白对照组和3个实验组，将3个实验组鸡蛋分别浸于涂膜液中1分钟，取出晾干；空白对照组不做任何处理。从这四组中分别随机选取100枚鸡蛋，编号、称重，于室温下储藏。每5天，从每组鸡蛋中随机选出10枚，测定其品质指标。3丄1检测指标3丄1.1膜的透水率(水蒸气透过系数，WVP)测定方法按照GB/T1037-88塑料薄膜和片材水蒸气透过性试验方法——杯式法进行。在25'C条件下，于300mm称量瓶中放入氯化钙(氯化钙使用前应粉碎，使其粒度为2mm，并在20(TC的烘箱中干燥2小时，待冷却后加入到称量瓶中)，使加入的量至杯口5mm处为止。选择均匀、无孔洞、无皱褶的膜，用螺旋测微器测量其厚度后再将膜用熔化的石蜡封口，并称重，然后放入相对湿度(RH)为100%的密闭容器中，置于25t:恒温箱中，每隔24小时测定瓶的增重量，在达到稳定之后(前后两次称量质量相差小于5%)，每隔4小时称量一次，连续5次，取Am平均值，并按以下公式计算出膜的透水率<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中，PV为水蒸气透过系数(即透水率)[(gxcm/cm2xsxpa)];Am为24小时内称量瓶的增重(g);h为膜的厚度(cm);S为膜片的有效面积(m2);d为天数；Ap为膜两侧水蒸气的压差(Pa)。3丄1.2失重率在鸡蛋的贮藏过程中，蛋内的水蒸气、C02等不断通过气孔逸出，造成鸡蛋的重量不断下降。蛋贮藏的时间越长，失重率就越大；对鸡蛋进行涂膜后，膜的透水率越低，相同条件下的失重率就越小。贮藏时期的蛋重除以蛋的原始重量即为蛋的失重率。3丄1.3哈氏单位哈氏单位(H.U.)是衡量鸡蛋新鲜程度的重要指标之一。根据加拿大农业试验站的测定，贮存期间鲜蛋哈氏单位的变化和贮藏时间有直接的关系。随着贮藏时间的延长，哈氏单位(H.U.)将逐渐降低，鸡蛋新鲜度随之下降。一般的评价基准是哈氏单位72以上为AA级，5571为A级，3154为B级，30以下为C级。通过测定浓厚蛋白的高度与蛋质量，按照下式计算方法检验鸡蛋新鲜度-H.U.=訓xlg(H_1.7G0.37+7.6)式中H为浓厚蛋白高度(mm);G为鸡蛋质量(g)。3丄1.4蛋黄指数蛋黄指数也是判断鸡蛋新鲜程度的常规指标。鲜鸡蛋的蛋黄指数在0.4010.442之间，当蛋黄指数小于0.25时，蛋黄膜则极易破裂，出现散黄。合格蛋的蛋黄指数为0.3以上。以蛋黄的高度除以蛋黄的直径即为蛋黄指数。3丄1.5数据处理采用Excel和STATISTICA6.0数据处理软件对数据进行分析处理。3.2结果与分析3.2.1SSPS含量的变化对膜透水率的影响见表4。表4SSPS含量的变化对膜透水率的影响SSPS浓度(%)01.02.03.04.05.06.07.0透水率(gxcm/cm2xsxPa)—一—0.4750.4490.4180.3890.368当SSPS含量太低(2.0%以下)时，所形成的膜韧性差、粘度高，无法顺利揭膜，因9而无法进行后续的透水率试验。而SSPS浓度太高(大于6%)时，所形成的膜太硬，机械强度差，不利于鸡蛋涂膜处理。由表4可以看出，随着水溶性大豆多糖含量的增加，膜的透水率随之下降。水溶性大豆多糖含量为7%时，膜的透水率最低。其中，浓度为3.0%和4.0%的膜以及浓度为6.0%和7.0%的膜的透水率没有显著差异，其它各组膜的透水率差异显著(P<0.05)。3.2.2氯化钙含量的变化对膜透水率影响表5氯化钙含量的变化对膜透水率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表5可以看出，随着氯化钙含量的增加，膜的透水率随之增加，在0.5%至1.5%的浓度范围内，透水率达到显著差异(P<0.05)。表明适量添加氯化钙，使得涂膜液成膜性好，粘性低，韧性强。如果不添加氯化钙，所制的膜粘性大，韧性低，不利于揭膜。但是其添加量超过4%则成膜性差，太脆，无法制得完整的膜。3.2.3甘油含量的变化对膜透水率影响表6甘油含量变化对膜透水率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>从表6可以看出，随着甘油含量的增加，膜的透水率随之增加。甘油浓度为1.0%、2.0%、3.0。/。和4.0%的膜的透水率差异显著(P<0.05)。甘油含量太低(小于1.0%)时，所制得的膜太脆，无法顺利揭膜。若甘油浓度过高(大于5%)，则所制得的膜粘性大，干燥慢，不利于鸡蛋涂膜试验。实施例2鸡蛋保鲜效果测试——多因素正交试验1.实验材料、仪器同实施例2。将试验用鸡蛋分为四组3个实验组SSPS涂膜组、壳聚糖涂膜组、石蜡涂膜组，1个不进行保鲜处理的空白对照组，每组100枚鸡蛋。根据单因素试验结果，选择SSPS浓度为4.0%、5.0%和6.0%，甘油浓度为3.0%、4.0%禾口5.0%，氯化钙浓度为0.5%、1.0%和1.5%进行正交试验，以筛选透水率最低的膜。正交试验结果表明以5%的SSPS、4%的甘油以及1.5%的无水CaC12复配所制得的涂膜保鲜液，对鸡蛋有良好的保鲜效果，可以有效延长鸡蛋的货架期。3鸡蛋涂膜保鲜效果选择78月份进行试验，此时温度和湿度较高，更加速鸡蛋的腐败变质。处理组和未经保鲜处理的空白对照组鸡蛋均于室温下贮藏，贮藏期间环境的温湿度变化见图1和图2。贮藏至15天时，空白对照组已出现散黄蛋，散黄率为20%;贮藏至20天时，空白对照组鸡蛋的散黄率达到40%,腐臭率为20%。贮藏至30天时，空白对照组鸡蛋全部腐臭变质，而处理组鸡蛋没有腐臭变质情况。3.1涂膜后鸡蛋失重率的变化空白对照组和实验组鸡蛋失重率的变化见表7。表7鸡蛋失重率变化<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表7可以看出，随着贮藏时间的延长，空白对照组和处理组鸡蛋的失重率逐渐上升，尤以空白对照组失重率上升明显，在贮藏的各个时期均显著高于处理组(P<0.05)。贮藏20天后，SSPS涂膜组的失重率显著低于壳聚糖组(P<0.05)。石蜡涂膜剂在抑制失重方面有绝对的优势，在各个贮藏时期的失重率均极显著低于其他组(P<0.01)。3.2涂膜后鸡蛋哈氏单位的变化实验组及空白对照组鸡蛋的哈氏单位随时间的变化情况见表8表8鸡蛋哈氏单位的变化<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表8可以看出，随着贮藏时间的延长，各处理组和空白对照组鸡蛋的哈氏单位均下降。在贮藏期间，SSPS涂膜组的哈氏单位均显著优于其他各组(P<0.05)。在贮藏15天后，SSPS涂膜组鸡蛋的哈氏单位仍在72以上，属AA级，贮藏30天后，仍属于A级蛋。而其他各组在贮藏10天后，哈氏单位均低于70，在贮藏20天后，石蜡涂膜组鸡蛋的哈氏单位低于55，已属B级。贮藏30天后，壳聚糖涂膜组鸡蛋也已接近B级；而空白对照组鸡蛋己全部腐臭变质，无法测定哈氏单位值。2.3.3涂膜后鸡蛋蛋黄指数的变化表9鸡蛋蛋黄指数的变化<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表9可以看出，随着贮藏时间的延长，各组蛋黄指数均下降，尤以空白对照组下降最为明显，在贮藏期间，其蛋黄指数均显著低于涂膜处理组(P<0.05)。从第20天开始，壳聚糖涂膜组鸡蛋的蛋黄指数低于0.3，已不属于合格蛋。而SSPS涂膜组直至贮藏结束蛋黄指数仍大于0.3，属合格蛋。石蜡涂膜组在贮藏25天后蛋黄指数小于0.3，属不合格蛋。而空白对照组鸡蛋已全部腐臭变质，无法测定蛋黄指数值。对贮藏期间处理组和空白对照组鸡蛋品质的评价结果表明，SSPS涂膜剂有着优良的保水、保气性，在减少失重、延缓浓蛋白的分解和阻止蛋白内水向蛋黄渗透等方面都有着良好的效果。SSPS可以作为一种优良的鸡蛋涂膜保鲜剂材料。壳聚糖涂膜材料的透水性、透气性均较高，导致壳聚糖涂膜组鸡蛋在蛋品质的各项指标均低于SSPS涂膜组。虽然石蜡对抑制鸡蛋的失重有明显的优势，但是在对哈氏单位的维持上却逊色于壳聚糖涂膜组。但是石蜡涂膜组鸡蛋的蛋黄指数却相对优于壳聚糖涂膜组。这可能是因为石蜡能够很好的抑制水从蛋内向蛋外挥发，但是其阻气性、抑菌性较差，导致蛋外空气、细菌入侵蛋内，使蛋白膜过速氧化，促使浓蛋白水样化，哈氏单位减小。权利要求1、一种食品用涂膜保鲜剂，其特征是含有水溶性大豆多糖。2、根据权利要求1所述的涂膜保鲜剂，所述水溶性大豆多糖分子量为5,0001,000,000道尔顿，含量是1%8%(W/W)。3、根据权利要求1或2所述的涂膜保鲜剂，水溶性大豆多糖含量是5%7%(W/W)。4、根据权利要求1所述的涂膜保鲜剂，还含有增强剂和/或增塑剂；所述增强剂是钙盐；所述增塑剂选自多元醇或脂类物质。5、根据权利要求4所述的涂膜保鲜剂，所述增强剂是0.5%3%(W/W)氯化钙；所述增塑剂是1%6%(W/W)甘油。6、根据权利要求4所述的涂膜保鲜剂，所述增强剂是1%2%(W/W)氯化弼；所述增塑剂是2%4%(W/W)甘油。7、根据权利要求4所述的涂膜保鲜剂，含水溶性大豆多糖6%(W/W)，甘油3%(W/W)和氯化钙1.5%(W/W)。8、根据权利要求1或4所述的涂膜保鲜剂，含有选自苯甲酸钠、尼泊金或山梨酸盐的防腐剂。9、权利要求1或4所述的涂膜保鲜剂的用途，用于果蔬和禽蛋的保鲜。全文摘要本发明涉及一种含有水溶性大豆多糖的食品用涂膜保鲜剂。所述保鲜剂中也可以含有增强剂、增塑剂和其它辅助成分。本发明的保鲜剂有良好的成膜性、抑菌性，经与壳聚糖涂膜液和石蜡涂膜液进行鸡蛋的涂膜保鲜对比，水溶性大豆多糖涂膜的透水率更低，保鲜效果更好，且原料来源广泛，生产成本低，食用安全。文档编号A23L3/3463GK101637294SQ20091009151公开日2010年2月3日申请日期2009年8月26日优先权日2009年8月26日发明者俊李,宁李,李军国,牛力斌,秦玉昌,董颖超申请人:中国农业科学院饲料研究所