專利名稱：一種二氧化鈦－大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品包裝材料工藝技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種二氧化鈦一大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
在各種包裝材料中，塑料以其優(yōu)越的性能及較低的成本廣泛地用于食品包裝，但是塑料包裝性質(zhì)穩(wěn)定，使用后遺棄在環(huán)境中不易分解腐爛，長期存留，易引起環(huán)境污染。目前人工合成膜的應(yīng)用正受到來自安全和環(huán)保方面的挑戰(zhàn)，可食性包裝膜因具有更高的安全性和環(huán)保性而成為研究的趨勢(shì)。從蛋白質(zhì)、多糖和脂質(zhì)等生物大分子中開發(fā)可食的涂層和薄膜已經(jīng)成為國內(nèi)外科研工作者研究的熱點(diǎn)。大豆蛋白分子中存在大量的氫鍵、疏水鍵、離子鍵等作用，大豆分離蛋白(SPI)是一種經(jīng)堿溶酸沉法提取得到的高營養(yǎng)物質(zhì)，蛋白質(zhì)含量達(dá)92%以上，使得大豆蛋白具有良好的成膜性能。以大豆蛋白粉為基質(zhì)，添加甘油、山梨醇等作為增塑劑，可制成具有良好強(qiáng)度、彈性和防潮性等特點(diǎn)的可食性膜或涂層，可以保持水分，阻止氧氣滲入，還能保持脂肪類食品的原味。隨著食品科技的發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)食品高質(zhì)量的要求，食品包裝正朝著活性食品包裝的方向發(fā)展。其中抑菌食品包裝是應(yīng)用最為廣泛的活性食品包裝之一。雖然食品在加工過程中就已經(jīng)過滅菌處理，食品在儲(chǔ)運(yùn)或開封后仍然容易被微生物污染。抑菌食品包裝可抑制食品表面的微生物污染，提高食品的安全性，并延長其貨架期，在今后的食品包裝市場中必將具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種二氧化鈦一大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜及其制備方法，方法簡便、易于操作，該方法在復(fù)合膜中添加二氧化鈦，改善了膜的性能并使其具有抑菌性，從而延長了食品的貨架期。本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下
本發(fā)明的一種二氧化鈦一大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜，其原料組成中包括大豆分離蛋白和納米二氧化鈦。所述復(fù)合納米抗菌膜的原料按重量百分?jǐn)?shù)包括納米二氧化鈦0. 3-2. 0%，大豆分離蛋白2-4%，甘油1. 0-4. 0%，余量為水。所述納米二氧化鈦加入前先以納米級(jí)形式分散于蒸餾水中制成二氧化鈦溶液。本發(fā)明還提供了一種二氧化鈦一大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜的制備方法，包括以下步驟
(1)蛋白液的制備甘油和水在攪拌的狀態(tài)下逐漸加入大豆分離蛋白，攪拌混勻；
(2)復(fù)合納米抗菌膜的制備調(diào)節(jié)pH值為9-11，再恒溫水浴70°C-80°C加熱 20-30min，冷卻至室溫，然后加入二氧化鈦溶液攪拌l_2h，過濾、脫氣、成膜。
本發(fā)明在原料中添加納米二氧化鈦，降低了復(fù)合膜的透水性、透氣性和透光率，使復(fù)合膜水分遷移量少，膜防腐效果好；能更好地達(dá)到食品包裝保護(hù)的作用；也能延緩食品的氧化變質(zhì)，從而起到抗氧化的作用。二氧化鈦是一種增白劑，對(duì)人體無害，添加二氧化鈦到蛋白溶液中，制備出的膜會(huì)使得食品保持原有的營養(yǎng)價(jià)值、風(fēng)味和色澤，并能抑制微生物的生長，從而具有更長的保質(zhì)期。同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了光催化劑和蛋白質(zhì)的復(fù)合利用。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明通過添加光催化劑二氧化鈦制備以大豆分離蛋白為原材料的食品包裝膜，在外界光源的作用下光催化劑二氧化鈦發(fā)生催化反應(yīng)而達(dá)到殺菌的效果。以食品微生物分析中的常見污染菌如大腸桿菌、沙門氏菌及金黃色葡萄球菌等為研究對(duì)象，考察復(fù)合膜對(duì)有害生物的處理效果，開發(fā)出在一種既具有良好物理性能又具有抑菌性能的復(fù)合膜，這能夠提供一種新的食品包裝膜，更好的滿足食品的需要。本發(fā)明采用的二氧化鈦為原料之一，二氧化鈦(鈦白粉)是一種惰性、無毒、成本低的無機(jī)成分，熱穩(wěn)定性與耐熱性好；自身為白色，且高溫不變色、不分解；并且有即效性好、 抗菌能力強(qiáng)、抗菌譜廣、抗菌效果持久等優(yōu)點(diǎn)。其潛在活性是在近紫外區(qū)相對(duì)較低波長照射下，光催化活性能夠抑制大多數(shù)的微生物。當(dāng)二氧化鈦加入聚合物基質(zhì)中如包裝材料，它會(huì)對(duì)包裝的食品提供氣味、色澤和防變質(zhì)的保護(hù)。本發(fā)明制備方法簡單易行，制備得到的復(fù)合膜與普通的蛋白膜(S卩原料中僅含大豆分離蛋白和甘油，不含有二氧化鈦)相比，復(fù)合膜具有較低的透水性、透氣性與透光率以及更好的抑菌性，實(shí)現(xiàn)了利用包裝膜就能對(duì)食品中的常見微生物產(chǎn)生抑菌作用。透水性、 透氣性和透光率的結(jié)果如表1所示，抑菌性的結(jié)果如

圖1所示。從圖1可以看出，復(fù)合膜具有抑菌性能。隨著二氧化鈦含量的添加，復(fù)合膜的抑菌性增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到2. 0g/150ml成膜溶液時(shí)，復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌性最強(qiáng)，其抑菌率分別從52. 73 %和 60. 32 % 達(dá)到 71. 23 %，83. 17 %。透水性在恒溫恒濕箱中平衡2天后，測(cè)膜的水蒸氣透過系數(shù)，持續(xù)一周，計(jì)算可得復(fù)合膜的透水性是3. 745(gmm/ m2d kpa);而對(duì)照組的水蒸氣透過系數(shù)透過系數(shù)是6. 197 (gmm/ m2d kpa)D透氣性在恒溫恒濕箱中平衡2天后，測(cè)膜的透氣性，可得復(fù)合膜的透O2性和透 CO2性分別是0. 119和11. 82 (mg/ (cm2 d));而對(duì)照組的透O2性和透CO2性分別是0. 239和 20. 24 (mg/(cm2 d))。透光率在恒溫恒濕箱中平衡2天后，使用分光光度計(jì)測(cè)得復(fù)合膜的透光率為 65. 43% ；而對(duì)照組的透光率為79. 77%。抑菌性采用菌落計(jì)數(shù)法考察膜的抑菌性，結(jié)果表明復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌性分別是71. 01%和88. 49% ；對(duì)照組并沒有抑菌性能。表1對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組膜各項(xiàng)物理指標(biāo)的比較
權(quán)利要求
1.一種二氧化鈦一大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜，其特征在于所述復(fù)合納米抗菌膜的原料組成中包括大豆分離蛋白和納米二氧化鈦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化鈦一大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜，其特征在于， 所述復(fù)合納米抗菌膜的原料按重量百分?jǐn)?shù)包括納米二氧化鈦0. 3-2. 0%，大豆分離蛋白 2-4%，甘油1. 0-4. 0%，余量為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的二氧化鈦一大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜，其特征在于所述納米二氧化鈦加入前先以納米級(jí)形式分散于蒸餾水中制成二氧化鈦溶液。
4.一種如權(quán)利要求3所述的二氧化鈦一大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟(1)蛋白液的制備甘油和水在攪拌的狀態(tài)下逐漸加入大豆分離蛋白，攪拌混勻；(2)復(fù)合納米抗菌膜的制備調(diào)節(jié)pH值為9-11，再恒溫水浴70°C-80°C加熱 20-30min，冷卻至室溫，然后加入二氧化鈦溶液攪拌l_2h，過濾、脫氣、成膜。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種二氧化鈦－大豆分離蛋白復(fù)合納米抗菌膜及其制備方法，所述復(fù)合膜的原料組成中包括納米二氧化鈦。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)食品中常見微生物的抑菌作用。本發(fā)明在原料中添加二氧化鈦，降低了膜的透水性、透氣性和透光率，使復(fù)合膜水分遷移量少，膜防腐效果好；能更好地達(dá)到食品包裝保護(hù)的作用；也能延緩食品的氧化變質(zhì)，從而起到抗氧化的作用。同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了光催化劑二氧化鈦和蛋白質(zhì)的復(fù)合利用。本發(fā)明制作的復(fù)合膜具有較好的物理性能和抑菌性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C08K13/02GK102504549SQ201110294539
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者吳佳, 孟春, 李旦振, 汪少蕓, 祝貝貝 申請(qǐng)人:福州大學(xué)