一种可食性水果保鲜液/保鲜膜及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种可食性水果保鲜液/保鲜膜及其制备方法和应用，特点是由以下原料及其重量份组成：芦荟凝胶20份、质量浓度为2‑4%的鱼鳞明胶溶液20‑40份、植物精油4份和增塑剂3份，制备方法包括芦荟凝胶的制备；鱼鳞明胶溶液的制备；保鲜液的制备：也可将保鲜液直接制成保鲜膜，优点是机械性能、紫外线阻隔性能以及抑菌性能好，尤其适合易受霉菌感染水果。

说明书

技术领域

本发明涉及食品包装材料领域，尤其是涉及一种可食性水果保鲜液/保鲜膜及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，消费者对高品质、长货架期食品的需求日益增长；与此同时，废弃包装数量与日俱增而导致的环境问题也引起全社会的广泛关注，因而，可食性包装已成为绿色包装领域研究的一大热点。可食膜是以天然可食性物质（如蛋白质、多糖、脂类等）为原料，添加可食用的增塑剂、交联剂、活性功能成分等，通过分子间的相互作用而形成的具有网络结构的薄膜，能够防止气体、水分和溶质等的迁移，保持食品质量，延长食品货架期。明胶是由多种氨基酸组成且具有蛋白质结构的大分子，可由动物的鳞片、骨头或皮肤胶原经过热变性或物理、化学降解得到，由于其具有无毒并且可降解等特性，在食品和医药领域得到广泛应用。鱼鳞明胶资源丰富，我国是一个渔业大国，青鱼、草鱼、鲢鱼、鲤鱼、罗非鱼等养殖和加工产量极大，仅罗非鱼2014年产量高达169万吨，按鱼体重4%的鱼鳞含量计算，加工过程中会产生大量的鱼磷下脚料，可分离加工成鱼鳞明胶，既环保又高值化利用了水产品加工企业的鱼鳞下脚料。

芦荟为百合科芦荟属植物，有500多种。芦荟是一种传统上用于治疗创伤、致泻等方面的中草药，目前广泛地应用于保健食品、化妆品、医药等方面。芦荟中的有效成分包括多糖、葸醌类化合物和蛋白质等。人类使用芦荟的历史已有4000余年，中国的《药姓本草》和《本草纲目》、欧洲的《希腊本草》、《意大利本草》、朝鲜的《东宝医鉴》等药典中都详细记载了芦荟的药理作用。芦荟凝胶液是芦荟鲜叶片经去皮、烫漂、捣碎、过滤得到的芦荟凝胶状的功能性可食成分，主要由芦荟大黄素、芦荟蒽酮、多种糖类、酶、氨基酸等组份，芦荟凝胶具有多种生理功能，光谱高效的抑菌效果，且热稳定性好优势。现有应用及研究中为赋予可食性保鲜膜抑菌和抗氧化功能，一般是向成膜基质中添加抗氧化剂，比如多酚，壳聚糖、抗菌剂等，但这些功能性成分与明胶成膜基质之间易存在相融性差和制膜工艺复杂等问题。目前，国内外还没有公开任何关于添加芦荟凝胶的鱼鳞明胶水果保鲜膜的制备方法的相关研究报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机械性能、紫外线阻隔性能以及抑菌性能好，尤其适合易受霉菌感染水果的可食性水果保鲜液/保鲜膜及其制备方法和应用。。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可食性水果保鲜液/保鲜膜，由以下原料及其重量份组成：芦荟凝胶 20份、质量浓度为2-4%的鱼鳞明胶溶液 20-40份、植物精油 4份和增塑剂 3份。

所述的芦荟凝胶制备方法如下：将芦荟鲜叶洗净，去皮灭菌，高速细胞破碎机打浆，添加芦荟鲜叶质量0.1%的活力为20000u/g的果胶酶，于35-45℃，水浴提取25-35分钟，活性炭除色，离心，回流提取，将提取物浓缩至原体积的1/100-1/80，冷冻干燥得到芦荟凝胶。

所述的增塑剂为甘油、乙二醇或者聚乙二醇400。

所述的植物精油为橙子精油、柑桔精油、柠檬精油、茶树精油和紫苏精油中的至少一种。

上述可食性水果保鲜液的制备方法，包括以下步骤：

（1）芦荟凝胶制备：将芦荟鲜叶洗净，去皮灭菌，高速细胞破碎机打浆，添加芦荟鲜叶质量0.1%的活力为20000u/g的果胶酶，于35-45℃水浴提取25-35分钟，活性炭除色，离心，回流提取，将提取物浓缩至原体积的1/120-1/80，冷冻干燥得到芦荟凝胶；

（2）鱼鳞明胶溶液制备：取2-4g罗非鱼鳞明胶溶于100ml去离子水中吸水溶胀15-25分钟，再于45-55℃水浴锅中溶解15-25分钟，得到鱼鳞明胶溶液；

（3）保鲜液制备：将芦荟凝胶与鱼鳞明胶溶液按质量比为1：1-2混合，溶解15-25min后，以12000-15000转/分钟进行均质1-3min，再以20000-21000转/分钟进行均质2-4min后，添加鱼鳞明胶溶液质量20%的植物精油和15%的增塑剂，以21000-23000转/分钟进行均质2-4min，然后于4000转/分钟离心速度下，离心脱气0.5-1.5min，即得到可食性水果保鲜液。

所述的增塑剂为甘油、乙二醇或者聚乙二醇400；所述的植物精油为橙子精油、柑桔精油、柠檬精油、茶树精油和紫苏精油中的至少一种。

上述可食性水果保鲜液的应用，采用所述的保鲜液对水果表面进行喷涂贮藏。

上述可食性水果保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）芦荟凝胶制备：将芦荟鲜叶洗净，去皮灭菌，高速细胞破碎机打浆，添加芦荟鲜叶质量0.1%的活力为20000u/g的果胶酶，于35-45℃水浴提取25-35分钟，活性炭除色，离心，回流提取，将提取物浓缩至原体积的1/120-1/80，冷冻干燥得到芦荟凝胶；

（2）鱼鳞明胶溶液制备：取2-4g罗非鱼鳞明胶溶于100ml去离子水中吸水溶胀15-25分钟，再于45-55℃水浴锅中溶解15-25分钟，得到鱼鳞明胶溶液；

（3）保鲜液制备：将芦荟凝胶与鱼鳞明胶溶液按质量比为1：1-2混合，溶解15-25min后，以12000-15000转/分钟进行均质1-3min，再以20000-21000转/分钟进行均质2-4min后，添加鱼鳞明胶溶液质量20%的植物精油和15%的增塑剂，以21000-23000转/分钟进行均质2-4min，然后于4000转/分钟离心速度下，离心脱气0.5-1.5min，得到保鲜液；

（4）保鲜膜制备：将步骤（3）得到的保鲜液倒入成型玻璃板中流延成型，将流延后的玻璃板放入平稳的恒温恒湿箱中，控制膜厚度为0.8mm，于温度23-27℃，相对湿度45-55%条件下，干燥72小时后揭膜，即得到可食性水果保鲜膜。

所述的增塑剂为甘油、乙二醇或者聚乙二醇400；所述的植物精油为橙子精油、柑桔精油、柠檬精油、茶树精油和紫苏精油中的至少一种。

上述可食性水果保鲜膜的应用，采用所述的保鲜膜对水果进行包装贮藏。

与现有技术相比，本发明的优点在于

（1）本发明采用罗非鱼鳞明胶作为原材料，极大的高值化利用了水产加工企业鱼鳞下脚料；

（2）加入功能性成分芦荟凝胶，针对水果的腐败菌，尤其是霉菌类微生物有显著性抑制作用，且鱼鳞明胶和芦荟凝胶之间具有良好的相融性（两者具有良好的水溶性，容易相互融合）；同时芦荟凝胶成分与鱼鳞明胶大分子可相互作用，赋予芦荟-鱼鳞明胶复合可食膜优秀的机械性能、紫外线阻隔性能和抑菌性能；

（3）本发明中针对保鲜水果对象需求，可选择性在芦荟-鱼鳞明胶复合膜中添加精油（基于被包装水果气味的需求，可添加相同气味精油，或者无味或气味微弱的精油），精油与明胶和芦荟的结合，提升了芦荟-鱼鳞明胶可食膜的阻水性，并增添了膜的芬香气味，同时天然植物精油有协同芦荟凝胶的功能性成分抑制微生物；

（4）芦荟明胶保鲜液应用方式灵活，可成膜包装，可喷涂表面进行涂膜保鲜；

（5）该保鲜膜可以减缓水果贮藏期间的质量损失，并抑制水果中真菌生长；

（6）本发明可食膜制备工艺简便易行，适合推广应用，具有很大的经济价值并能产生很高的经济效益。

综上所述，本发明可食性水果保鲜液，以食品级鱼鳞明胶和功能性芦荟凝胶为原料，采用混合流延法制备水果保鲜膜，可灵活选择添加不同精油以符合保鲜水果风味。保鲜应用方式具有灵活性，可成膜包装，可涂膜保鲜。该保鲜膜或涂膜应用于水果保鲜，减缓了贮藏期间水果的质量损失，延长水果保质期。

附图说明

图1为柑桔贮藏天数与质量损失之间的关系示意图；

图2为橙子贮藏天数与质量损失之间的关系示意图；

图3为柠檬贮藏天数与质量损失之间的关系示意图；

图4为水果贮藏天数与青霉菌生长情况之间的关系示意图；

图5为水果贮藏天数与绿霉菌生长情况之间的关系示意图；

图6为水果贮藏天数与黑色蒂腐菌生长情况之间的关系示意图；

图7为水果贮藏天数与褐斑病菌生长情况之间的关系示意图；

图8为水果贮藏天数与炭疽病菌生长情况之间的关系示意图；

图9为水果贮藏天数与黄龙病菌生长情况之间的关系示意图；

图10为各种保鲜膜的抗拉强度比较示意图；

图11为各种保鲜膜的紫外透光率比较示意图；

图12为各种保鲜膜的水蒸气透过性比较示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一、实验方法

（1）机械性能

采用测厚规测定膜厚度；采用质构仪测量拉伸强度（TS）和断裂伸长率（EAB）。抓距30mm，拉伸速度5mm/s。每组膜测5个平行。测试之前将20×50mm的膜保存在25℃、相对湿度50%的恒温恒湿箱中平衡24h。

（2）透光度

用打孔器将膜制成直径6mm圆片，紧贴于微孔板底部，用SpectraMax i3酶标仪进行230-800nm范围的波长扫描测量透光度，扫描波长间隔5nm。

（3）水蒸汽渗透性

膜在恒温恒湿箱中放置24h后，用5ml的小烧杯，加入5ml去离子水，用膜封口，置于含有硅胶的干燥器中，用±0.0001g分析天平称重，10h内每2h进行一次称量，试验环境25℃。通过线性回归获得质量相对于时间变化的斜率。每组膜进行三次平行试验[18]。

水汽渗透性（Water Vapor Permeability）公式如下：

式中：WVTR（Water Vapor Transmission Rate）为膜的水蒸气透过率（g/h·m2），由质量随时间变化率除以封口膜面积（m2）得到。L是平均膜厚度（mm）；ΔP为膜两侧水蒸气分压差（kPa）。

（4）抑菌实验

将10-6致病腐败菌200ul于含琼脂培养基的培养皿中涂布均匀，将6mm直径无菌包装膜片贴于琼脂表面，将200ul喷涂液加入牛津杯中置于琼脂表面，37℃培养24小时，测量抑菌圈直径。

二、具体实施例

实施例1

一种可食性水果保鲜液，由以下原料及其重量份组成：芦荟凝胶 20份、质量浓度为2-4%的鱼鳞明胶溶液 30份、精油 4份和增塑剂 3份，具体制备方法包括以下步骤：

（1）芦荟凝胶制备：将芦荟鲜叶洗净，去皮灭菌，高速细胞破碎机打浆，添加芦荟鲜叶质量0.1%的酶活力为20000u/g的果胶酶，于40℃水浴提取30分钟，活性炭除色，离心，回流提取，将提取物浓缩至原体积的1/100，冷冻干燥得到芦荟凝胶；

（2）鱼鳞明胶溶液制备：取3g罗非鱼鳞明胶（为A型明胶，凝冻强度为240）溶于100ml去离子水中吸水溶胀20分钟，再于50℃水浴锅中溶解20分钟，得到鱼鳞明胶溶液；

（3）保鲜液制备：将芦荟凝胶与鱼鳞明胶溶液按质量比为1：1.5混合，溶解20min后，以13500转/分钟进行均质2min，再以20500转/分钟进行均质3min后，添加鱼鳞明胶溶液质量20%的植物精油和15%的甘油，以22000转/分钟进行均质3min，然后于4000转/分钟离心速度下，离心脱气1min，即得到可食性水果保鲜液。其中可根据水果香型的不同，可以选取不同精油，如橙子精油、柑桔精油或柠檬精油，或选择淡味通用精油（茶树精油、紫苏精油等）；增塑剂可以为甘油、乙二醇或者聚乙二醇400。

实施例2

同上述实施例1，其区别在于：

步骤（1）芦荟凝胶制备：于35℃水浴提取35分钟，活性炭除色，离心，回流提取，将提取物浓缩至原体积的1/120，冷冻干燥得到芦荟凝胶；

步骤（2）鱼鳞明胶溶液制备：取2g罗非鱼鳞明胶（为A型明胶，凝冻强度为240）溶于100ml去离子水中吸水溶胀15分钟，再于45℃水浴锅中溶解25分钟，得到鱼鳞明胶溶液；

步骤（3）保鲜液制备：将芦荟凝胶与鱼鳞明胶溶液按质量比为1：1混合，溶解15-25min后，以12000转/分钟进行均质3min，再以20000转/分钟进行均质4min后，添加鱼鳞明胶溶液质量20%的植物精油和15%的甘油，以21000转/分钟进行均质4min，然后于4000转/分钟离心速度下，离心脱气0.5min。

实施例3

同上述实施例1，其区别在于：

步骤（1）芦荟凝胶制备：于45℃水浴提取25分钟，活性炭除色，离心，回流提取，将提取物浓缩至原体积的1/80，冷冻干燥得到芦荟凝胶；

步骤（2）鱼鳞明胶溶液制备：取4g罗非鱼鳞明胶（为A型明胶，凝冻强度为240）溶于100ml去离子水中吸水溶胀25分钟，再于55℃水浴锅中溶解15分钟，得到鱼鳞明胶溶液；

步骤（3）保鲜液制备：将芦荟凝胶与鱼鳞明胶溶液按质量比为1：2混合，溶解25min后，以15000转/分钟进行均质1min，再以21000转/分钟进行均质2min后，添加鱼鳞明胶溶液质量20%的植物精油和15%的甘油，以23000转/分钟进行均质4min，然后于4000转/分钟离心速度下，离心脱气1.5min。

实施例4

同上述实施例1，其区别在于：

将制备得到的保鲜液倒入成型玻璃板中流延成型，将流延后的玻璃板放入平稳的恒温恒湿箱中，控制膜厚度为0.8mm，于温度23-27℃，相对湿度45-55%条件下，干燥72小时后揭膜，即得到可食性水果保鲜膜。

实施例5

同上述实施例2，其区别在于：

将制备得到的保鲜液倒入成型玻璃板中流延成型，将流延后的玻璃板放入平稳的恒温恒湿箱中，控制膜厚度为0.8mm，于温度23-27℃，相对湿度45-55%条件下，干燥72小时后揭膜，即得到可食性水果保鲜膜。

实施例6

同上述实施例3，其区别在于：

将制备得到的保鲜液倒入成型玻璃板中流延成型，将流延后的玻璃板放入平稳的恒温恒湿箱中，控制膜厚度为0.8mm，于温度23-27℃，相对湿度45-55%条件下，干燥72小时后揭膜，即得到可食性水果保鲜膜。

三、对比试验

1、水果贮藏期间质量损失比较

将可食性水果保鲜膜和可食性水果保鲜液分别用于新鲜柑桔、橙子、柠檬的包装和喷涂保鲜，于10℃、85%相对湿度的恒温恒湿箱中贮藏。同未保鲜处理的水果相比，保鲜膜包装或保鲜液喷涂明显减少了水果的质量损失。水果贮藏期间质量损失如图1-3所示。

由图1柑桔贮藏天数与质量损失之间的关系可知，经过21天贮藏，膜包装保鲜以及喷涂保鲜都明显降低了柑桔质量损失，其中喷涂保鲜效果最好，质量损失最低为9.9%；

由图2橙子贮藏天数与质量损失之间的关系可知，经过21天贮藏，膜包装保鲜以及喷涂保鲜都明显降低了橙子质量损失，其中喷涂保鲜效果最好，质量损失最低为1.49%；

由图3柠檬贮藏天数与质量损失之间的关系可知，经过21天贮藏，膜包装保鲜以及喷涂保鲜都明显降低了柠檬质量损失，其中喷涂保鲜效果最好，质量损失最低为4.8%。

2、水果常见霉菌抑菌效果比较

以添加柑桔精油为例，将植物精油+芦荟凝胶+鱼鳞明胶、芦荟凝胶+鱼鳞明胶、植物精油+鱼鳞明胶保鲜液/保鲜膜（制备方法同上述实施例，例如植物精油+芦荟凝胶+鱼鳞明胶指含有植物精油、芦荟凝胶和鱼鳞明胶三种成分；芦荟凝胶+鱼鳞明胶指制成的保鲜液中仅含有芦荟凝胶和鱼鳞明胶，未添加植物精油成分；植物精油+鱼鳞明胶指制成的保鲜液中仅含有植物精油和鱼鳞明胶，未添加芦荟凝胶成分；）与空白对照组明胶液相比，对青霉菌、绿霉菌、黑色蒂腐菌、褐斑病菌、炭疽病菌、黄龙病菌的生长抑制效果比较。结果如图4-图9所示，说明本发明保鲜液对霉菌类微生物有显著性抑制作用，且天然植物精油与芦荟凝胶具有协同抑制微生物作用。

3、机械性能、紫外线阻隔性能比较

测定鱼鳞明胶膜、鱼鳞明胶+芦荟凝胶膜、鱼鳞明胶+植物精油膜、鱼鳞明胶+芦荟凝胶+植物精油膜（制备方法同上述实施例）的机械性能和透光度，进行机械性能和阻光性的比较。结果如图10-11所示，由图可知鱼鳞明胶添加芦荟凝胶和精油能够协同提高包装膜机械性能和紫外线阻隔性能，也侧面说明喷涂方式在水果表面成膜后具有和包装膜相似的特性。

4、阻水性比较

测定鱼鳞明胶膜、鱼鳞明胶+芦荟凝胶膜、鱼鳞明胶+精油膜、鱼鳞明胶+芦荟凝胶+精油膜（制备方法同上述实施例）的水蒸汽透过性，进行阻水性的比较。结果如图12所示，由图12可知，植物精油与明胶和芦荟的结合，提升了芦荟-鱼鳞明胶可食包装膜的阻水性，也从侧面反映喷涂方式在水果表面成膜后具有和包装膜相似的阻水性提升特性。

上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。