含有绿茶提取物的鱼皮胶原蛋白抗氧化膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种含有绿茶提取物的鱼皮胶原蛋白抗氧化膜及其制备方法，其膜组分中含有绿茶提取物，胶原蛋白和甘油。本发明先将绿茶提取物溶于蒸馏水制成绿茶提取物水溶液，再将胶原蛋白溶于蒸馏水制成胶原蛋白水溶液，然后将两种溶液混合，并加入甘油作为增塑剂，搅拌均匀，静置脱气，移取铺展于有机玻璃框上干燥成膜。本发明制备的胶原蛋白抗氧化膜与单纯的胶原蛋白膜相比抗氧化性明显加强，并且在贮存180天后，仍然具有很好的抗氧化活性；该抗氧化膜具有良好的机械强度，紫外线阻隔性能及防水蒸气透过性能，能被生物降解，不会对环境造成污染，能防止食品氧化，从而达到食品保鲜及延长货架期的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有绿茶提取物的鱼皮胶原蛋白抗氧化膜及其制备方法，属于抗氧化的应用技术领域。 

背景技术

随着人们对食品质量及安全要求的不断提高以及人们环保意识的增强，以天然生物材料制成的功能性可食性食品包装膜已成为食品包装领域的研究热点。功能性包装膜可加入一些活性成分以提高膜的抗氧化性能、抗菌性能或营养价值。可食性膜的成膜材料主要包括蛋白质、糖类和脂质等。胶原蛋白/明胶是可食性包装应用最广泛的动物蛋白质，具有良好的成膜性。但多数来源于猪、牛的皮和骨，近年来由于疯牛病的恐慌以及穆斯林信仰者的需求，寻找这类胶原蛋白替代物的研究迫在眉睫。鱼皮胶原蛋白不受宗教信仰的限制，是一种丰富、安全的蛋白资源。福建省是海洋与渔业大省，渔业资源丰富，水产品人均居全国第一。2008年福建省渔业经济增加值占全省GDP的5.65%，水产品总产量554.2万吨，水产品加工产量197.20万吨。但是，目前水产品加工仍以粗加工为主，精深加工产品的比例不高。水产品加工后的废弃物（比例约占60%，鱼鳞、鱼皮、鱼头等）尚未得到充分的利用，如何充分利用水产加工废弃物并研究其在医学、食品上的应用，是水产品下脚料研究的当务之急与发展趋势。鱼皮中含有丰富的蛋白质，胶原蛋白占粗蛋白的80%左右。因此，鱼皮可作为开发胶原蛋白的新资源。

氧化作用是导致食品腐败主要的原因之一，添加抗氧化剂以制备具有抗氧化性能的包装材料越来越受到重视。近年来，一些人工合成抗氧化剂开始应用于食品包装膜材料中。但是，由于合成抗氧化剂长期使用的安全性已经受到质疑，人们迫切需要天然无毒抗氧化剂的出现。绿茶是一种未发酵茶，它较多的保留了鲜叶内的天然物质及活性成分。茶多酚是茶叶中含有的一类主要活性成分，占茶叶干重的18-36%。茶多酚是含有多个羟基的酚类物质，是一种天然、高效、安全的抗氧化剂，它还具有抗衰老、抗癌、抗辐射、降血脂、降血糖、降血压、抗菌等一系列重要作用。作为多酚类化合物的良好来源，绿茶提取物有望作为一种天然抗氧化剂而复合于食品包装膜中。但未见有报道将绿茶提取物与鱼皮胶原蛋白共混制备抗氧化膜。本发明为了弥补这一空白，采用天然抗氧化剂绿茶提取物与鱼皮胶原蛋白共混制备具有抗氧化活性的胶原蛋白膜包装材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有绿茶提取物的鱼皮胶原蛋白抗氧化膜及其制备方法，该方法原料来源广泛，工艺简单，成本低，制备的抗氧化膜性能良好且具有防止食品氧化腐败的功能，从而达到食品保鲜及延长货架期的效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

含有绿茶提取物的鱼皮胶原蛋白抗氧化膜组分中含有绿茶提取物，胶原蛋白和甘油。

其制备方法的具体步骤如下：

(1) 绿茶提取物的制备：称取10-30g绿茶搅碎，加入50-300 ml蒸馏水，在70-100℃搅拌提取10-30min；滤纸过滤，滤液10 000×g离心，上清液冻干即得绿茶提取物，置于-20℃备用；所述的绿茶为黄山毛峰、信阳毛尖、西湖龙井或崂山绿茶；

(2) 鱼皮胶原蛋白水溶液的制备：将4-6g鱼皮胶原蛋白粉末用50ml蒸馏水在45℃搅拌溶解制成鱼皮胶原蛋白水溶液；

(3) 含有绿茶提取物的鱼皮胶原蛋白抗氧化膜的制备：将步骤(1) 的绿茶提取物0.3-0.7g溶于50ml蒸馏水中，制成绿茶提取物水溶液；然后加入到步骤(2)的50ml的鱼皮胶原蛋白水溶液中，再加入1.0-1.5g甘油作为增塑剂，搅拌均匀，静置脱气，得绿茶提取物的胶原蛋白铸膜液，45℃保温；每次移取6ml绿茶提取物的胶原蛋白铸膜液铺展到120mm×80mm×2mm有机玻璃框上成膜，成膜温度为20-25℃，成膜时间为20-24h，制得含有绿茶提取物的鱼皮胶原蛋白抗氧化膜。

步骤(2)中所述的鱼皮胶原蛋白粉末的制备工艺如下：废弃物鱼皮去鳞，剪碎洗净，用20倍原料重的含有体积分数1%H₂O₂的0.01mo/LNaOH溶液在20℃搅拌浸泡24h，用清水洗至中性；再用20倍原料重的0.05mo/L醋酸或柠檬酸溶液在室温下搅拌浸泡4h，用清水洗至中性；然后，在10倍原料重的45℃热水中浸提12h；采用离心分离去除不溶性物质，冻干即得鱼皮胶原蛋白粉末。所述的废弃物鱼皮为鲢鱼、草鱼、青鱼、鳙鱼、鲨鱼或鳗鱼的加工鱼皮副产物。

由于本发明以渔业加工副产物鱼皮为原料提取胶原蛋白，进而制备胶原蛋白包装膜，在成膜过程中绿茶提取物与胶原蛋白混合后，两者发生相互作用，绿茶提取物中酚类化合物所包含的疏水基团能够和胶原蛋白分子中的疏水区域形成疏水作用力；并且酚类化合物中的羟基能够和胶原蛋白分子上的氢受体相结合而形成氢键交联，进而提高膜的机械强度。由于胶原蛋白在220-240nm附近能够强烈吸收紫外线，因此制备的鱼皮胶原蛋白膜具有紫外线阻隔性能，而且添加天然抗氧化剂绿茶提取物可以增强抗氧化性能和进一步提高紫外线阻隔性能。故本发明具有以下优点：

1）本发明利用加工副产物鱼皮为主要原料提取胶原蛋白，进而开发胶原蛋白膜，可以提高渔业加工的附加值。

2）本发明制备的胶原蛋白-绿茶提取物抗氧化膜的机械强度为30-40MPa，断裂伸长率为30-50%，具有良好的机械性能；在600nm下的透光率可以达到70-80%。

3）本发明制备的胶原蛋白-绿茶提取物抗氧化膜在200-280nm波长范围内紫外线透光率为0，因此，利用胶原蛋白-绿茶提取物抗氧化膜包装可以抑制由于紫外线引起的食品脂质氧化。

4）制备鱼皮胶原蛋白-绿茶提取物抗氧化膜的主要原料及辅料均为可食性物质，如鱼皮胶原蛋白营养丰富，含有多种人体必需氨基酸，绿茶提取物具有良好的抗氧化活性，均对人体无毒无害，还可为人体提供营养成分和一定的生理保健功能。

附图说明

图1是绿茶提取物清除DPPH自由基的能力。

图2是胶原蛋白绿茶提取物抗氧化膜的膜表面（a）和横截面（b）扫描电镜图。

图3是含有绿茶提取物的胶原蛋白抗氧化膜与对照空白胶原蛋白膜分别在3天和贮存30天及180天后的清除DPPH自由基的能力比较。A，对照空白胶原蛋白膜，B，胶原蛋白绿茶提取物抗氧化膜。

具体实施方式

实施例1

(1) 称取10g 绿茶搅碎，加入100ml蒸馏水，在90℃搅拌提取10min；滤纸过滤，滤液10 000×g离心，上清液冻干得到绿茶提取物，将0.7g 绿茶提取物溶于50ml蒸馏水中，制成绿茶提取物水溶液。

(2) 称取4g胶原蛋白用50ml蒸馏水在45℃搅拌溶解制成胶原蛋白水溶液；

(3) 将50ml 绿茶提取物水溶液加入到50ml的胶原蛋白水溶液中，加入1.0g甘油作为增塑剂，搅拌均匀，静置30min脱气，45℃保温。每次移取6ml的铸膜液铺展到120mm×80mm×2mm有机玻璃框上成膜，成膜温度为22℃，成膜时间为24h，然后，从有机玻璃框上剥离后即可获得胶原蛋白绿茶提取物抗氧化膜。并对制备的抗氧化膜的厚度、机械强度、断裂伸长率、透光率及水蒸气透过率等指标进行了测定，结果如表1所示。

(4) 抗氧化性试验：绿茶提取物清除DPPH自由基的能力如图1所示，含有绿茶提取物的胶原蛋白抗氧化膜与对照空白胶原蛋白膜(不含有绿茶提取物)分别在3天和贮存30天，180天后的清除DPPH自由基的能力比较，如图3所示。

实施例2

(1) 称取15g 绿茶搅碎，加入200 ml蒸馏水，在100℃搅拌提取20min；滤纸过滤，滤液10 000×g离心，上清液冻干得到绿茶提取物，将0.5g 绿茶提取物溶于50ml蒸馏水中，制成绿茶提取物水溶液。

(2) 称取6g胶原蛋白用50ml蒸馏水在45℃搅拌溶解制成胶原蛋白水溶液；

(3) 将50ml绿茶提取物水溶液加入到50ml的胶原蛋白水溶液中，加入1.5g甘油作为增塑剂，搅拌均匀，静置30min脱气，45℃保温。每次移取6ml的铸膜液铺展到120mm×80mm×2mm有机玻璃框上成膜，成膜温度为25℃，成膜时间为20h，然后，从有机玻璃框上剥离后即可获得胶原蛋白绿茶提取物抗氧化膜。并对制备的抗氧化膜的厚度、机械强度、断裂伸长率、透光率及水蒸气透过率等指标进行了测定，结果如表1所示。

实施例3

(1) 称取30g 绿茶搅碎，加入300 ml蒸馏水，在70℃搅拌提取30min；滤纸过滤，滤液10 000×g离心，上清液冻干得到绿茶提取物，将0.3g 绿茶提取物溶于50ml蒸馏水中，制成绿茶提取物水溶液。

(2) 称取4g胶原蛋白用50ml蒸馏水在45℃搅拌溶解制成胶原蛋白水溶液。

(3) 将50ml绿茶提取物水溶液加入到50ml的胶原蛋白水溶液中，加入1.0g甘油作为增塑剂，搅拌均匀，静置30min脱气，45℃保温。每次移取6ml的铸膜液铺展到120mm×80mm×2mm有机玻璃框上成膜，成膜温度为20℃，成膜时间为22h，然后，从有机玻璃框上剥离后即可获得胶原蛋白绿茶提取物抗氧化膜。并对制备的抗氧化膜的厚度、机械强度、断裂伸长率、透光率及水蒸气透过率等指标进行了测定，结果如表1所示。

表1为不同条件下制备的胶原蛋白-绿茶提取物抗氧化膜的物理性质

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。