冷鲜多浪羊肉用ph敏感智能活性包装薄膜制备和使用方法
技术领域
1.本发明属于食品保鲜技术领域,具体是冷鲜多浪羊肉用ph敏感智能包装薄膜及其制备和使用方法。
背景技术:2.多浪羊是由阿富汗瓦哈吉脂臀羊与中国新疆当地土种羊进行杂交选育的优良肉脂兼用型绵羊品种,是重点保护并大力推广的优良地方小畜品种,因其广泛分布在多浪河流域而得名,因该羊核心产区在喀什的麦盖提县,所以还被称为麦盖提羊,近几年来,国家不断加大科技支持,通过现代遗传育种学技术,在原有基础上选育的良种多浪羊更兼具多胎性能高、抗逆性好、抗病性强、早熟及常年发情等优良性状,成为羔羊生产的优良品种。
3.为此,我们提出一种应用于冷鲜多浪羊肉的ph敏感型智能活性包装薄膜,其智能表现为可以通过薄膜颜色变化指示羊肉新鲜程度;活性表现为具有抗氧化活性、减缓脂质氧化速率、延长冷鲜多浪羊肉保质期,此膜主要利用新型可降解材料聚乙烯醇(pva)作为基料,与传统材料相比,新型材料性能更加突出,更加环保,添加的天然材料壳聚糖、茶多酚广泛存在于自然界中,可大量生产。并且壳聚糖具有良好的成膜性和相容性,茶多酚可以提高色素在薄膜中的稳定性,丙三醇是一种高分子材料助剂,通过向成膜基质材料中添加丙三醇,改善材料的机械性能、稳定性和可加工性能等,同时添加了功能性物质花黑枸杞色素,不仅可与肉类食品中由于腐败产生的气体发生显色反应,根据颜色视觉变化判断食品的新鲜度和可食用性;采用本原料方案和制备方法,得到的ph敏感智能活性包装薄膜可充分利用各原料优良性能的协同作用,对物料有良好的保鲜效果和抗氧化性,减缓冷鲜多浪羊肉的脂肪氧化速度。
技术实现要素:4.本发明的目的是针对以上问题,本发明提供了应用于冷鲜多浪羊肉的ph 敏感智能活性包装薄膜制备和使用方法,肉品包装后可以通过薄膜颜色变化即可判断包装内肉品的新鲜度,其所用原料均为可降解材料,不仅可以满足食品包装所需的机械性能,还有抗氧化的生物活性,可以达到延长保质期的优点。
5.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:冷鲜多浪羊肉用ph敏感智能包装薄膜制备,包括黑枸杞色素冻干粉、壳聚糖混合溶液、聚乙烯醇溶液与茶多酚粉末,该冷鲜多浪羊肉ph敏感型智能活性包装薄膜采用溶液经流延干燥制取,其具体操作步骤为:
6.(1)将黑枸杞原料放置于真空冷冻干燥机中干燥,用超微粉碎机将其打碎成粉,超声辅助乙醇提取原料粉中色素,离心除杂,取上清液蒸发浓缩,将浓缩液真空冷冻干燥,制得黑枸杞色素冻干粉;
7.(2)将聚乙烯醇与蒸馏水混合,水浴磁力搅拌溶解,待聚乙烯醇完全溶解后冷却备用,制得聚乙烯醇溶液;
8.(3)将壳聚糖与醋酸溶液混合均匀,制得壳聚糖溶液,再加入三聚磷酸钠溶液,经
室温磁力搅拌、超声除泡后放入冰箱备用,制得壳聚糖混合溶液;
9.(4)将洗干净的茶叶混合高浓度乙醇,随后经过超声提取,将生产制作出的固液混合物经过过滤、蒸发浓缩处理,得到的材料再经过氯仿与乙酸乙酯的两次萃取,完成萃取的材料经过蒸发回收酯就能够得到相对湿润的粗制茶多酚,粗制茶多酚经过冷冻干燥与纯化,最终制得高纯度的干燥茶多酚粉末;
10.超声波提取茶多酚的工艺简单,尤其是结合溶剂法、沉淀法和树脂吸附法用于提取制备,能够获得不错的效果,该方法相对于传统的提取手段来说具有提取温度低、减少浸提所需时间,提高浸提效采,能够防止茶多酚在具体制取时出现过氧化的情况,该方法回收率高、氧化额外损耗低,效率高、节约提取能源消耗等优点,同时递免了有毒溶剂的使用,提取工艺成本低,综合经济效益显著,具有良好的工业推广价值。
11.(5)将壳聚糖溶液与丙三醇加入至聚乙烯醇溶液中,混合均匀后加入黑枸杞色素冻干粉,初步搅拌完毕后静置三十分钟,人工再间断性边搅拌边添加茶多酚,随后经磁力搅拌、离心除杂,超声脱气,制得黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液;
12.(6)将制作完毕的黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液倒入自制玻璃模具中,热风干燥后从模具取下,制得ph敏感型智能活性包装薄膜。
13.作为本发明的一种优选技术方案,步骤(1)中黑枸杞原料的干燥环境为温度≤-50℃、真空度≤30pa、12h;
14.所述原料粉过40目筛筛分处理;
15.所述提取色素应用浓度为60%的乙醇溶液,提取时间为45min;
16.所述色素提取液离心除杂的条件:4000rpm、10min;
17.所述色素提取液蒸发浓缩条件:50℃、60rpm;
18.所述色素提取浓缩液真空冷冻干燥条件:温度≤-50℃、真空度≤30pa、 48h。
19.作为本发明的一种优选技术方案,步骤(2)中,所述壳聚糖为 cas#9012-76-4br脱乙酰度90%,三聚磷酸钠为食品添加剂;
20.所述壳聚糖、三聚磷酸钠和冰醋酸的投料质量比为0.3g:0.04g:1g;
21.所述壳聚糖混合溶液混合条件:磁力搅拌转速为1000rpm,时间为30min;
22.所述壳聚糖混合溶液超声脱泡条件:30min;
23.优选的冰醋酸分散在水中后其质量浓度为1%;
24.优选的三聚磷酸钠分散在水中后其质量浓度为1%。
25.作为本发明的一种优选技术方案,步骤(3)中,所述聚乙烯醇分子量为1750
±
50;
26.所述聚乙烯醇分散在水中后其质量浓度为5%;
27.所述聚乙烯醇溶解条件:水浴温度为90℃,磁力搅拌转速为1000rpm,磁力搅拌时间为2h。
28.作为本发明的一种优选技术方案,步骤(4)中,高浓度乙醇中乙醇含量为75%-85%,高纯度的干燥茶多酚粉末整体呈纯白色颗粒,粗制茶多酚的烘干处理环境为70℃,时间为2h。
29.作为本发明的一种优选技术方案,步骤(5)中,所述黑枸杞色素为色素提取物;
30.所述壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液和丙三醇的投料质量比例为:0.3g:100 g:1.5g;
31.所述黑枸杞色素冻干粉、聚乙烯醇、茶多酚、丙三醇和壳聚糖的质量比例为(1~3)
g:5g:0.3g:1.5g:0.0009g;
32.所述黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液溶解条件:磁力搅拌转速为1000rpm,混合时间为30min;
33.所述黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液离心除杂的条件: 4000rpm、10min;
34.所述黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液超声脱泡条件: 30min。
35.作为本发明的一种优选技术方案,步骤(6)中,所述薄膜干制条件为:薄膜溶液摊平厚度为2mm,热风干燥温度为50℃、时间为8h。
36.本专利还提出了冷鲜多浪羊肉用ph敏感智能包装薄膜使用方法,该冷鲜多浪羊肉ph敏感型智能活性包装薄膜具体使用方法为:
37.(1)依据冷鲜多浪羊肉体积的大小剪切薄膜的大小,备用;
38.(2)将制作好的ph敏感型智能活性包装薄膜将装有冷鲜多浪羊羊肉的保鲜盒顶部包裹,使肉与ph敏感型智能活性包装薄膜留有少许空隙,并且保证薄膜与保鲜膜完全密封;
39.(3)将步骤(2)中处理好的冷鲜多浪羊羊肉置于0~4℃环境下贮藏。
40.作为本发明的一种优选技术方案,具体使用方法步骤(1)冷鲜多浪羊羊肉保鲜用保鲜膜厚度为0.2mm。
41.与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
42.本发明通过采用黑枸杞色素,制备得到的ph敏感型智能活性包装薄膜,肉品包装后可以通过薄膜颜色变化即可判断包装内肉品的新鲜度,对肉品ph 反应灵敏,其所用原料均为可降解材料,不仅可以满足食品包装所需的机械性能,通过内部添加有茶多酚能够进一步增强羊肉抗氧化、异味吸附、色素保护与抑菌等能力,茶多酚针对一些食品上常见的例如葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌有明显的抑制效果,同时其也具备良好的异味吸附能力,因此能够起到很好的除臭效果,对食品中的色素具有保护作用,它既可起到天然色素的作用,又可防止食品退色,茶多酚还具有抑制亚硝酸盐的形成和积累作用,将上述材料糅合在一起,制成对应的保护膜结构,可以达到延长保质期的目的;
43.本发明通过以聚乙烯醇为主要原料,制备得到的产物综合性能好,机械性能优异,色素稳定性好,抗氧化可生物降解,环保性高。
44.本发明通过首先采用聚乙烯醇溶液,形成完整的网络结构;然后采用壳聚糖溶液,三维网络结构的稳定性得到进一步地提升,使得薄膜中添加的黑枸杞色素稳定性能更加优异;
45.本发明通过提供的一种应用于冷鲜多浪羊肉的ph敏感型智能活性包装薄膜可降低包装内冷鲜多浪羊肉氧化速率和有害微生物的增殖。
46.综上所述,本发明提出的一种冷鲜多浪羊肉ph敏感型智能活性包装薄膜及其制备和使用方法,与现有技术相比,通过采用安全无毒、易被生物降解且具有良好抑菌效果的生物大分子为材料,并与具有良好ph敏感性的色素复配,研发出一种安全无毒、经济,能有效延长冷鲜多浪羊肉在4
±
1℃下储存的货架期;本发明具有良好的抗菌保鲜性能;另一方面隔绝了生肉与外界空气的接触,也提高了生肉的储藏稳定性;由于该ph敏感型智能活性包装薄膜具有生物降解性,本发明中主要原料聚乙烯醇的降解产物为水和二氧化碳,是环保型包装材料,不会像传统的化学高分子材料制成的保鲜膜或保鲜袋那样,被丢弃后造成白
色污染。
附图说明
47.图1为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜的工艺流程示意图;
48.图2为本发明不同包装冷鲜多浪羊肉腐败指标比较示意表格;
49.图3为本发明不同包装冷鲜多浪羊肉实例比较示意图;
50.图4为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜的外观评价示意图;
51.图5为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜的不透明度示意图;
52.图6为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜抗氧化性比较示意图;
53.图7为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜的力学性能(拉伸强度、断裂伸长率)比较示意图
54.图8为本发明不同包装冷鲜多浪羊肉ph值比较示意图;
55.图9为本发明不同包装冷鲜多浪羊肉挥发性盐基氮含量比较示意图;
56.图10为本发明不同包装冷鲜多浪羊肉酸度/氧化力系数比较示意图;
57.图11为本发明不同包装冷鲜多浪羊肉丙二醛含量比较示意图;
58.图12为本发明不同包装冷鲜多浪羊肉菌落总数比较示意图;
59.图13为本发明冷鲜多浪羊肉贮藏期间ph敏感型智能活性包装薄膜总色差变化示意图;
60.图14为本发明相关性分析示意图;
61.图15为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜傅里叶红外光谱图;
62.图16为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜的x-射线衍射示意图;
63.图17为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜扫描电镜示意图;
64.图18为本发明ph敏感型智能活性包装薄膜的热重分析示意图。
具体实施方式
65.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
66.第一方面,如图1至图3所示,本发明提供了冷鲜多浪羊肉用ph敏感智能包装薄膜制备,包括黑枸杞色素冻干粉、壳聚糖混合溶液、聚乙烯醇溶液与茶多酚粉末,该冷鲜多浪羊肉ph敏感型智能活性包装薄膜采用溶液经流延干燥制取,其具体操作步骤为:
67.(1)将黑枸杞原料放置于真空冷冻干燥机中干燥,用超微粉碎机将其打碎成粉,超声辅助乙醇提取原料粉中色素,离心除杂,取上清液蒸发浓缩,将浓缩液真空冷冻干燥,制得黑枸杞色素冻干粉;
68.(2)将聚乙烯醇与蒸馏水混合,水浴磁力搅拌溶解,待聚乙烯醇完全溶解后冷却备用,制得聚乙烯醇溶液;
69.(3)将壳聚糖与醋酸溶液混合均匀,制得壳聚糖溶液,再加入三聚磷酸钠溶液,经室温磁力搅拌、超声除泡后放入冰箱备用,制得壳聚糖混合溶液;
70.(4)将洗干净的茶叶混合高浓度乙醇,随后经过超声提取,将生产制作出的固液混合物经过过滤、蒸发浓缩处理,得到的材料再经过氯仿与乙酸乙酯的两次萃取,完成萃取的材料经过蒸发回收酯就能够得到相对湿润的粗制茶多酚,粗制茶多酚经过烘干与纯化,最终制得高纯度的干燥茶多酚粉末;
71.(5)将壳聚糖溶液与丙三醇加入至聚乙烯醇溶液中,混合均匀后加入黑枸杞色素冻干粉,初步搅拌完毕后静置三十分钟,人工再间断性边搅拌边添加茶多酚,随后经磁力搅拌、离心除杂,超声脱气,制得黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液;
72.(6)将制作完毕的黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液倒入自制玻璃模具中,热风干燥后从模具取下,制得ph敏感型智能活性包装薄膜;
73.其中,步骤(1)中黑枸杞原料的真空冷冻干燥条件为温度≤-50℃、真空度≤30pa、12h;
74.所述原料粉过40目筛筛分处理;
75.所述提取色素应用浓度为60%的乙醇溶液,提取时间为45min;
76.所述色素提取液离心除杂的条件:4000rpm、10min;
77.所述色素提取液蒸发浓缩条件:50℃、60rpm;
78.所述色素提取浓缩液真空冷冻干燥条件:温度≤-50℃、真空度≤30pa、 48h。
79.其中,步骤(2)中,所述壳聚糖为cas#9012-76-4br脱乙酰度90%,三聚磷酸钠为食品添加剂;
80.所述壳聚糖、三聚磷酸钠和冰醋酸的投料质量比为0.3g:0.04g:1g;
81.所述壳聚糖混合溶液混合条件:磁力搅拌转速为1000rpm,时间为30min;
82.所述壳聚糖混合溶液超声脱泡条件:30min;
83.优选的冰醋酸分散在水中后其质量浓度为1%;
84.优选的三聚磷酸钠分散在水中后其质量浓度为1%。
85.其中,步骤(3)中,所述聚乙烯醇分子量为1750
±
50;
86.所述聚乙烯醇分散在水中后其质量浓度为5%;
87.所述聚乙烯醇溶解条件:水浴温度为90℃,磁力搅拌转速为1000rpm,溶解时间为2h。
88.其中,步骤(4)中,高浓度乙醇中乙醇含量为75%-85%,高纯度的干燥茶多酚粉末整体呈纯白色颗粒,粗制茶多酚的烘干处理环境为70℃,时间为2h。
89.其中,步骤(5)中,所述黑枸杞色素为色素提取物;
90.所述壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液和丙三醇的投料质量比例为:0.3g:100 g:1.5g;
91.所述黑枸杞色素冻干粉、聚乙烯醇、茶多酚、丙三醇和壳聚糖的质量比例为(1~3)g:5g:0.3g:1.5g:0.0009g;
92.所述黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液溶解条件:磁力搅拌转速为1000rpm,混合时间为30min;
93.所述黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液离心除杂的条件: 4000rpm、10min;
94.所述黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液超声脱泡条件:30 min。
95.其中,步骤(6)中,所述薄膜干制条件为:薄膜溶液摊平厚度为2mm,热风干燥温度
为50℃、时间为8h。
96.第二个方面,提供采用上述方法制备得到的应用于冷鲜多浪羊肉的ph敏感型智能活性包装薄膜。
97.第三个方面,提供一种应用于冷鲜多浪羊肉的ph敏感型智能活性包装薄膜,所述ph敏感型智能活性包装薄膜至少包括聚乙烯醇、壳聚糖、丙三醇、冰醋酸、茶多酚、三聚磷酸钠和黑枸杞色素。
98.第四个方面,本法有提供了冷鲜多浪羊肉用ph敏感智能包装薄膜使用方法,该冷鲜多浪羊肉ph敏感型智能活性包装薄膜具体使用方法为:
99.(1)依据冷鲜多浪羊肉体积的大小剪切薄膜的大小,备用;
100.(2)将制作好的ph敏感型智能活性包装薄膜将装于冷鲜多浪羊羊肉保鲜盒顶部包裹,使肉与ph敏感型智能活性包装薄膜留有少许空隙,并且保证薄膜与保鲜膜完全密封;
101.(3)将步骤(2)中处理好的冷鲜多浪羊羊肉置于0~4℃环境下贮藏。
102.其中,具体使用方法步骤(1)冷鲜多浪羊羊肉保鲜用保鲜膜厚度为0.2mm。
103.另外,本发明提出的冷鲜多浪羊肉用ph敏感智能包装薄膜及其制备和使用方法,与现有技术相比,通过采用安全无毒、易被生物降解且具有良好抑菌效果的生物大分子为材料,并与具有良好ph敏感性的色素复配,研发出一种安全无毒、经济,能有效延长冷鲜多浪羊肉在4
±
1℃下储存的货架期。
104.本发明具有良好的拉伸强度、断裂伸长率、透光率,同时还具有良好的抗菌保鲜性能;可以有效延长冷鲜多浪羊肉在4℃
±
1℃条件下的储存时间,包装膜颜色肉眼可观察由紫色(新鲜)变为蓝色(腐败),另外,由于该ph 敏感型智能活性包装薄膜具有生物降解性,本发明中主要原料聚乙烯醇的降解产物为水和二氧化碳,是环保型包装材料,不会像传统的化学高分子材料制成的保鲜膜或保鲜袋那样,被丢弃后造成白色污染。
105.图4为添加不同比例黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜所呈现颜色的对比图;添加量为1%的薄膜呈浅紫色,随着添加浓度的升高,薄膜颜色逐渐加深,添加量为3%的薄膜颜色为深紫色。
106.图5为添加不同比例黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜的不透明度对比图;添加量为1%的薄膜呈浅紫色,随着添加浓度的升高,薄膜颜色逐渐加深,不透明度增加;说明该膜相较对照膜更有利于阻隔紫外线穿透,这一性能对于食品包装材料而言是非常优异的,此外,更容易阻隔光线对食品造成的氧化、变色及营养物质流失。
107.图6为添加不同比例黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜抗氧化性对比图;食品氧化是一种产生自由基的连锁反应,会导致食品品质下降,食品包装的抗氧化能力可以用dpph自由基的清除率来解释。
108.由图6可知,随着黑枸杞色素浓度样品dpph自由基清除率由79.8%增加至88.1%,对照膜也有微弱的dpph自由基清除活性,清除率为22.2%,因为壳聚糖中含有游离氨基可以清除dpph自由基,生成稳定的自由基和氢离子,即形成铵(nh
3+
),此外,随着黑枸杞色素浓度的增大,薄膜对dpph的清除率也依次增大,表明含黑枸杞色素的膜具有良好的dpph自由基清除活性,上述结果初步表明,含有黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜具有有效延缓氧化反应发生的作用。
109.图7为添加不同比例黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜力学性(拉伸强度、
断裂伸长率)对比图;拉伸强度是指试样受拉力作用发生断裂时的最大应力,断裂伸长率是指试样被拉断时,伸长长度与原有长度的百分比,通常以拉伸强度评价薄膜的韧性,断裂伸长率的大小来衡量塑料属于延展性材料还是脆性材料。
110.由图7可知,添加了黑枸杞色素的ph敏感型智能活性薄膜与空白薄膜相比较,拉伸强度均提高10%左右,拉伸强度均大于30mpa,但是黑枸杞色素浓度变化对拉伸强度影响不大,随着黑枸杞浓度增加断裂伸长率出现轻微降低,由269%降低至176%,以上结论说明,黑枸杞色素与组分间形成不同程度的网络结构,增加了薄膜的刚性,因此拉伸强度有所提高,而网络结构使得薄膜的延展性下降,因此导致薄膜断裂伸长率的轻微降低。
111.图8为样品和对照品冷鲜多浪羊肉贮藏过程中羊肉ph的变化趋势;ph与脂肪氧化程度、呈正相关,是评价肉品新鲜程度的重要指标之一,动物经屠宰后,发生血液循环会停止的现象,此时细胞代谢过程受阻,组织中的脂肪酸发生氧化,此时为羊肉排酸的过程,肉品在储藏初期的ph值为6.57,屠宰后0-4天随着外界环境因素的影响以及自源酶的作用下,为了释放葡萄糖,羊肉体内的糖原发生糖酵解,并产生乳酸,使肉的ph值缓慢下降,直至第4 天对照品达到最小值5.82,样品达到最小值5.84,此时在微生物和自溶酶的作用下,蛋白质降解为多肽,并产生氨基酸等物质,肌肉纤维发生溶解断裂,肉质变嫩,随着时间的继续增加,开始发生腐败变质,期间产生显碱性的挥发性含氮化合物,导致ph值会逐渐上升,当贮藏时间为25天时,对照ph达到7.52,增幅为1.7,样品ph为6.89,增幅仅为1.05,且在25天储藏过程中,样品组ph值一直低于对照组,说明相较于普通包装膜,智能活性膜包装可以显著降低多浪羊肉的腐败速率;
112.根据参考标准ph为5.8-6.2是新鲜肉,ph为6.3-6.6是次鲜肉,ph》6.7 是腐败肉,结合图4可知,由普通保鲜膜包裹的羊肉(对照)在第11天ph》6.7,达到腐败标准,由ph敏感型智能活性包装薄膜包裹的羊肉(样品)在第22 天ph》6.7,达到腐败标准,证明ph敏感型智能活性包装薄膜可将4℃条件下羊肉储存时间由10天延长至21天;
113.图9为样品和对照品冷鲜多浪羊肉贮藏过程中羊肉挥发性盐基氮(tvb-n)含量的变化趋势;tvb-n是指动物性食品由于酶和细菌的作用,在腐败过程中,使蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质,此类物质具有挥发性,其含量越高,表明氨基酸被破坏的越多,特别是蛋氨酸和酪氨酸,因此营养价值大受影响,是反映肉的鲜度的主要指标;
114.由图9可知:随着贮藏时间的延长,样品和对照品tvb-n含量均逐渐增加;但样品tvb-n含量的增加幅度显著低于对照品,当贮藏时间为25天时,对照tvb-n含量达到66.73mg/100g,增幅为66.5mg/100g,样品tvb-n 含量为22.33mg/100g,增幅仅为22.1mg/100g,且在25天储藏过程中,样品组tvb-n一直低于对照组;根据国家标准(gb5009.228-2016),羊肉的 tvb-n值小于15mg/100g被定义为新鲜肉,15-20mg/100g为次鲜肉,而大于20mg/100g被定义为腐败肉,说明相较于普通包装膜,智能活性膜包装可以显著降低多浪羊肉的腐败速率。
115.图10中为样品和对照品冷鲜多浪羊肉贮藏过程中酸度/氧化力系数的变化趋势;酸度/氧化力系数即肉品的ph与氧化力的比值,是一种羊肉新鲜度的指示指标;
116.由图10可知:随着贮藏时间的延长,样品和对照品酸度/氧化力系数均呈现先增加后降低的趋势,但样品酸度/氧化力系数的变化幅度显著低于对照品。这是因为羊肉在储藏期间蛋白质在微生物的作用下被分解产生胺类物质,导致肉的酸度下降,致使酸度氧化力
值整体呈下降趋势,这与图8中样品ph 变化结果一致;当贮藏时间为25天时,对照品酸度/氧化力系数降低至0.01,降低幅度为0.39,样品酸度/氧化力系数降低至0.15,降低幅度为仅为0.25,且在25天储藏过程中,样品组酸度/氧化力系数一直高于对照组,说明相较于普通包装膜,智能活性膜包装可以显著降低多浪羊肉的脂质氧化速率,对抑制冷鲜多浪羊肉脂肪氧化效果显著。
117.图11为样品和对照品冷鲜多浪羊肉贮藏过程中丙二醛(mda)含量的变化趋势;mda是脂质氧化的次级产物且与脂肪氧化程度呈正比,是评价肉品新鲜程度的重要指标之一;
118.由图11可知:随着贮藏时间的延长,样品和对照品mda含量均逐渐增加,但样品mda含量的增加幅度显著低于对照品,当贮藏时间为25天时,对照mda 含量达到1.18,增幅为1.02,样品mda含量为0.61,增幅仅为0.45,且在 25天储藏过程中,样品组mda一直低于对照组,说明相较于普通包装膜,智能活性膜包装可以显著降低多浪羊肉的脂质氧化速率,对抑制冷鲜多浪羊肉脂肪氧化效果显著。
119.图12为样品和对照品冷鲜多浪羊肉贮藏过程中菌落总数的变化趋势;菌落总数测定是用来判定食品被细菌污染的程度及卫生质量,是评价肉品新鲜程度的重要指标之一,肉的品质与菌落总数呈反比例关系,冷鲜肉新鲜度评定标准为:一级鲜度《5log
10
cfu/g,二级鲜度:5-7log
10
cfu/g,变质肉》7 log
10
cfu/g;
120.由图12可知:随着贮藏时间的延长,样品和对照品菌落总数均逐渐增加,但样品菌落总数的增加幅度显著低于对照品,当贮藏时间为25天时,对照菌落总数达到11.21log
10
cfu/g,增幅为8.48log
10
cfu/g,样品菌落总数为7.09 log
10
cfu/g,增幅仅为4.35log
10
cfu/g,且在25天储藏过程中,样品组菌落总数一直低于对照组,说明相较于普通包装膜,智能活性膜包装可以显著降低多浪羊肉的腐败菌增殖速率,对抑制冷鲜多浪羊肉腐败变质效果显著。
121.图13为ph敏感型智能活性包装薄膜在羊肉贮藏过程中总色差值(δe)的变化;有研究表明δe大于3.5即为肉眼可见差异,由图9可知,在3天时δe达到4.48,薄膜颜色差异显著,在储存25天时样品多项新鲜度指标达到腐败标准,此时δe为28.21,这足以让一个非专业人士裸眼识别,这可能由于羊肉变质时,它释放出挥发性生物胺,导致肉四周空间中气体成分成碱性,随着储藏时间的增加,空间中的气体碱性增强,随着羊肉储藏时间的延长,产生的挥发性生物胺(三甲胺、尸胺、腐胺等)越多,导致环境中的ph的增加,因此负载黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜的颜色会发生变化。
122.图14为ph敏感型智能活性薄膜总色差δe与冷鲜多浪羊肉的ph、挥发性盐基氮、菌落总数、酸度/氧化力系数相关性分析;
123.由图14可知,智能活性薄膜总色差δe与冷鲜多浪羊肉的ph、挥发性盐基氮、菌落总数、酸度/氧化力系数均呈现了极强的相关性;其中,酸度/氧化力系数呈现了极强的负相关,说明可以通过薄膜颜色变化表征冷鲜多浪羊肉的新鲜度。
124.图15为ph敏感型智能活性包装薄膜黑枸杞色素不同添加比例傅里叶红外光谱(ftir)对比图;图15中提供的三个图从上到下依次为:ph敏感型智能活性包装薄膜的傅里叶红外光谱对比图、空白-ph敏感型智能活性包装薄膜
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傅里叶红外光谱图与bwp-1.5-ph敏感型智能活性包装薄膜-傅里叶红外光谱图,红外光谱可以有效反映化合物间的交联情况;
125.如图15所示,3263.72cm-1
处较宽的峰是o-h键的伸缩振动峰,含壳聚糖的复合膜在3263.72cm-1
处峰强度较大,因为同时存在n-h键的伸缩振动形成了叠加的多重吸收峰,加入黑枸杞色素后,吸收峰明显向高波数偏移,这与提取物中的酚羟基结构相关(氢键),2938.07cm-1
是-ch2的振动吸收峰, 1632.51cm-1
处对应于黑枸杞色素中酮类物质c=o键的伸缩振动,1653.46cm-1
(酰胺ⅰ,c=o键的伸缩振动)和1565.98cm-1
(酰胺ⅱ,n-h键的弯曲振动)是壳聚糖的特征峰,1653.46cm-1
处对应于聚乙烯醇(pva)中的0-h键的弯曲振动峰,加入了黑枸杞色素后,复合膜1550-1650cm-1
间的吸收峰有明显的增强和偏移,便是由c=c键振动引起的,表明黑枸杞色素与聚合物间存在分子间作用力,部分键能增强,导致膜的力学性能改变,这可能是由于芳香环上发生了邻位取代,上述结果表明:黑枸杞色素与成膜基质间相容性良好,分子间作用力可导致膜性能的改变,而化学成分未受影响。
126.图16为ph敏感型智能活性包装薄膜黑枸杞色素不同添加比例x-射线衍射(xrd)对比图;图16中图谱从上到下依次是空白、bwp-3%、bwp-2.5%、 bwp-2%、bwp-1.5%、bwp-1%;
127.由图16可知,不同黑枸杞色素含量制备的复合膜xrd衍射图变化趋势基本相同,空白薄膜相比,随着黑枸杞色素含量的增加,复合膜的xrd衍射峰强度下降,且衍射峰的位置也发生变化,这种现象表明成膜物质之间发生了交联,这样的结果与图15中红外光谱结果一致,此外,也表明黑枸杞色素的加入破坏了壳聚糖与聚乙烯醇的交联结构并且与黑枸杞色素相交联,增加色素稳定性。
128.图17为添加黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜与空白薄膜的扫描电镜对比图;图17中从左到右分别为空白-ph敏感型智能活性包装薄膜
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截面图与bwp-1.5-ph敏感型智能活性包装薄膜-截面图;
129.如图17所示,其中,左侧空白薄膜所示,截面光滑,组分均一且致密,没有颗粒结构和孔洞结构,表明壳聚糖与聚乙烯醇(pva)有较好地相容, bwp-1.5-ph敏感型智能活性包装薄膜如右图所示,其截面仍较为平整但出现少许孔洞,相比空白薄膜,截面变得粗糙且出现不规则孔状结构,可能是黑枸杞色素提取物破坏了壳聚糖聚乙烯醇基质的连续结构,从而使色素与薄膜结合紧密,说明负载黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜色素稳定性良好。
130.图18为添加黑枸杞色素的ph敏感型智能活性包装薄膜与空白薄膜的热重分析(tg-dtg)对比图;中上下两图分别为空白-ph敏感型智能活性包装薄膜-tg-tdg与bwp-1.5-ph敏感型智能活性包装薄膜-tg-tdg,采用热重分析仪来测定薄膜的热稳定性,如图18所示,热降解主要发生160-320℃,ph敏感型智能活性包装薄膜的热降解过程都分为三个主要的阶段,第一个阶段主要与水分挥发相关;第二个阶段发生在160-480℃,在这个阶段中质量明显下降,主要是复合膜中聚乙烯醇等大分子物质的降解,此外还包括丙三醇、壳聚糖等物质的降解,这个阶段在dtg图中存在两个降解峰,第一个降解峰是丙三醇、壳聚糖、茶多酚等热稳定性差的原料降解,第二个降解峰是由于聚乙烯醇等热稳定性较好的大分子物质降解;第三个阶段在480-700℃,变化趋于稳定,残留质量趋近于10%,表明ph敏感型智能活性包装薄膜具有较强的热降解性;
131.空白薄膜如图18所示,在180-280℃时质量变化明显且797.8℃残留质量为1.92%,负载黑枸杞色素的薄膜如图17所示,在180-330℃时质量变化明显且在797.9℃残
留质量为10.42%;可以看出,黑枸杞色素提高了薄膜的热稳定性但是残留质量稍有增加,这可能是由于黑枸杞色素与壳聚糖-聚乙烯醇之间形成了稳定的结构,从而提高薄膜的热稳定性以及部分残留,这与红外光谱结果一致。
132.需要说明的是对照组数据线条是由线条与倒三角形组成,样品组数据线条是由线条与正三角形组成,二者均可在图上的图示区域看到。
133.实施例一
134.(1)将黑枸杞原料于温度≤-50℃、真空度≤30pa的条件下冷冻干燥12h,用超微粉碎机将其打碎成粉,过40目筛,用60%乙醇超声辅助提取45min, 4000rpm离心除杂10min,取上清液50℃蒸发浓缩,将浓缩液于温度≤-50℃,真空度≤30pa的条件下冷冻干燥48h,制得黑枸杞色素冻干粉;
135.(2)将0.3g壳聚糖与100ml1%(w/v)醋酸溶液混合均匀,制得0.3%(w/v)壳聚糖溶液,再加入4ml1%(w/v)三聚磷酸钠溶液,室温搅拌(1000rpm) 30min,超声除泡30min,放入冰箱备用,制得0.3%(w/v)壳聚糖溶液;
136.(3)将5g聚乙烯醇与95ml蒸馏水混合,加热搅拌(90℃,1000rpm) 2h,待聚乙烯醇完全溶解后冷却备用,制得5%(w/v)聚乙烯醇溶液;
137.(4)茶多酚的制取采用的是超声波浸提法处理,将20g茶叶混合15g 高浓度乙醇,随后采用超声波辅助提取茶多酚,最佳条件为70℃,100w超声辐射下用80%乙醇按料液比1:10提取20min,提取的茶多酚含量较高,防止茶多酚被筑化,保持高品质;
138.(5)将6ml0.3%(w/v)壳聚糖溶液与1.5g丙三醇加入至100ml聚乙烯醇溶液中,混合均匀后加入1.5g黑枸杞色素冻干粉,初步搅拌完毕后静置 30min,人工再间断性边搅拌边添加茶多酚8g,具体添加时间为每隔五分钟添加20%,直至处理完毕,室温搅拌30min,离心,取上清液,超声脱气30 min,制得黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液;
139.(6)将黑枸杞色素-聚乙烯醇-壳聚糖-茶多酚混合溶液倒入自制玻璃模具中,溶液摊平厚度为2mm,经50℃热风干燥12h后从模具取下,制得ph敏感型智能活性包装薄膜。
140.具体参照图1-3,得出:
141.样品:将新鲜羊肉切分,按照羊肉切分体积:包装盒容积为0.9:1的比例进行包装,用ph敏感型智能活性包装薄膜将包装盒顶部密封,从图1中可知羊肉在前五天之前,对照组与样品差别不大,但具体来说该五天也分为两个部分,第一到第二天时,对照区与样品组ph变化基本保持一致,第三天到第五天时,样品组线条位于对照组线条上方;五天后对照组ph值开始与样品组ph存在明显的区别,受到图片显示的影响,上端线为对照组线条,下端线为样品组线条;
142.对照:将新鲜羊肉切分,按照羊肉切分体积:包装盒容积为0.9:1的比例进行包装,用普通保鲜膜将包装盒顶部密封;
143.结论:ph敏感型智能活性包装薄膜可以有效延长冷鲜多浪羊肉在4
±
1℃条件下的储存时间。
144.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
145.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。