技術領域：
本發明屬于食品加工
技術領域：
，具體涉及一種可食性膠原蛋白腸衣及其制備方法。
背景技術：
：膠原蛋白是哺乳動物體內含量最多的蛋白質，約占體內蛋白質總量的25%~30%，約占體重的6%。膠原蛋白含有特殊的三螺旋結構而具有優良的成膜性，是制備可食性包裝膜的理想材料。膠原蛋白腸衣可作為各類香腸制品的腸衣，具有口感好、透明度好，制作工藝簡單等特點，很受用戶歡迎。還可以用作食品保護層，具有抗氧化性，可保持肉食品的顏色鮮亮。殼聚糖對多種細菌、真菌具有廣譜抗菌的功能，具有良好的生物兼容性，且具有良好的成膜性，并且來源廣泛、成本較低。CN104140543A公開了一種利用天然產物提高可食膜機械強度的方法，步驟如下：(1)向成型干燥后的可食膜噴灑天然產物固化劑，然后風干至表面干燥；所述天然產物固化劑包括京尼平溶液和/或多酚溶液，其中京尼平溶液的濃度為0.1-1wt％，多酚溶液的濃度為0.2-0.5wt％；(2)將可食膜放入85-90℃、相對濕度95-100％的已安放紫外燈或臭氧發生器的熟化室中，熟化30-90分鐘，取出，自然冷卻后，即為成品，經過此種工藝加工，可食膜的機械強度得到提高。CN101955670A公開了一種食品包裝膜，其是將0.5-6g明膠溶于0.5-10ml蒸餾水中，于25-60攝氏度下攪拌均勻；將0.05-0.4g殼聚糖溶解在10-40ml的0.5-4%醋酸溶液中，于20-30攝氏度下攪拌均勻；將配置好的明膠溶液和殼聚糖溶液按體積比1:9-6:4加入，于50-70攝氏度加熱攪拌5-25min后，依次加入0.5-2.5g甘油和0.05-0.5g山梨醇，繼續加熱攪拌5-25min。將獲得的溶液超聲振蕩15-60min后真空脫氣0.5-2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂0.5-5%食用油溶液，烘干冷卻后即得一種明膠-殼聚糖復合食品包裝膜。CN104585289公開了一種膠原蛋白纖維與淀粉共混可食用腸衣膜，組成成分按重量百分比計如下：膠原蛋白纖維：35～50%，淀粉:23～30%，殼聚糖：2～5%，羧甲基纖維素鈉（CMC）：2～5%，水：16～22%，甘油：2～5%，乙二醛：0.002%，使用變性淀粉生產的腸衣，與肉餡有更好的結合度，可滿足香腸長時間的高溫水煮，油炸，耐180℃以上高溫，更適合做早餐腸，腸衣在耐水煮，耐高溫油炸方面有改進。CN101955670B公開了一種明膠-殼聚糖復合食品包裝膜及其制備方法，所述食品包裝膜是將0.5-6g明膠溶于0.5-10ml蒸餾水中，于25-60攝氏度下攪拌均勻；將0.05-0.4g殼聚糖溶解在10-40ml的0.5-4%醋酸溶液中，于20-30攝氏度下攪拌均勻；將配置好的明膠溶液和殼聚糖溶液按體積比1:9-6:4加入，于50-70攝氏度加熱攪拌5-25min后，依次加入0.5-2.5g甘油和0.05-0.5g山梨醇，繼續加熱攪拌5-25min。將獲得的溶液超聲振蕩15-60min后真空脫氣0.5-2h，倒入模具中成膜，干燥后浸涂0.5-5%食用油溶液，烘干冷卻后即得一種明膠-殼聚糖復合食品包裝膜。CN102907486A公開了一種抗菌的膠原蛋白腸衣，其特征在于，包括以下重量百分比的組分：水分14-18%；殼聚糖30-33%；膠原40-45%；增塑劑6-10%；可食性纖維素1-3%；交聯劑0.1-0.5%，其制備得到的膠原蛋白腸衣有較強的抑菌性、可以有效延長各類香腸的保質期，符合各類香腸的生產使用。然而，經研究和測試發現，在該專利文獻公開的方法中，為了使克服殼聚糖導致的腸衣強度低、彈性差、不耐蒸煮的缺陷，使用了戊二醛交聯劑。戊二醛交聯劑在交聯過程中會產生某些負面作用例如水溶性增加，在使用戊二醛交聯劑時腸衣中33%的殼聚糖含量已經是其用量的上限，在該上限值實際上制得的腸衣已經很難滿足很用應用要求。“殼聚糖-膠原蛋白復合膜的抑菌性的研究”，燕莉莉等，“亞運食品安全保障與廣東食品產業創新發展”學術研討會暨2009年廣東省食品學會年會論文集，2009年，在膠原蛋白膜的制作過程中添加殼聚糖，以提高其抑茵性及抗拉強度，并研究了不同殼聚糖添加量及不同酶解程度的殼聚糖對復合膜的抑菌性和抗拉強度的影響作用，實驗表明：當殼聚糖的濃度為2％，添加量為4mL，酶解時間為45分鐘，膠原蛋白的濃度為10％時，膠原蛋白復合膜的抑菌性和強度最好。然而，在上述文獻和其它現有技術中，均無法兼顧到腸衣成本和所需性能，例如，殼聚糖的加入量必須限制在比較低的范圍內，在提高殼聚糖含量的情況下無法獲得滿足所需性能的腸衣產品，從而導致腸衣的開發受到很大局限。因此需要一種能夠兼顧腸衣成本和性能的方法，具體而言需要一種具有高殼聚糖含量的腸衣，同時使制備的腸衣還能夠滿足多種用途性能要求，以及需要上述腸衣的制備方法。技術實現要素：為解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明人經過深入研究，充分考察了殼聚糖與膠原蛋白以及其它組分的相互作用機理和方式，提供了一種具有高的殼聚糖含量同時又具有良好性能指標的腸衣及其制備方法。為此，本發明提供了以下技術方案。在本發明的一方面，提供了一種可食性膠原蛋白腸衣，其特征在于，該可食性膠原蛋白腸衣包含以重量計的下面組分：水分10-20%，殼聚糖50-60%，膠原蛋白30-35%，增塑劑1-5%，交聯劑0.1-0.5%，和乳化劑0.1-0.3%。優選地，所述可食性膠原蛋白腸衣包含以重量計的下面組分：水分10-15%，殼聚糖52-58%，膠原31-33%，增塑劑2-4%，交聯劑0.2-0.4%，乳化劑0.2-0.3%。就本發明而言，所述交聯劑優選為肉桂酰胺，更優選反式肉桂酰胺。本發明人發現，肉桂酰胺作為交聯劑，與戊二醛相比可以有效降低腸衣膜的水溶性并同時提高機械強度。通過紅外光譜研究，在1634.2cm-1處觀測到了吸收峰，該峰歸屬于亞胺的C=N振動，這表明膜中通過肉桂酰胺中的羰基與殼聚糖中的氨基的相互反應形成了席夫堿，這種化學結構特別有利于提高膜的強度和韌性，同時可降低腸衣的水溶性。同時，本發明人經研究，發現普通殼聚糖在腸衣制備中具有很大的性能局限性。在本發明中，所述殼聚糖優選為改性殼聚糖。本發明人發現，殼聚糖只能溶于部分酸性溶液，同時殼聚糖分子中含有大量親水基團，這些在包含殼聚糖的腸衣制備及應用方面會產生很多不利影響，各種常規化學改性又會給腸衣帶來新的成分，這些成分的選擇由于食品應用的嚴格要求而受到很大限制。另外，交聯劑特別是戊二醛的使用會使包含殼聚糖的腸衣膜的一些性能更為劣化。因此，本發明在另一方面從機械活化入手，對殼聚糖進行改性。進一步地，本發明人對現有的機械活化法進行了改進，使活化得到的改性殼聚糖更適合膠原蛋白腸衣的制備。本發明的改性殼聚糖優選通過如下方法進行改性：將殼聚糖置于帶有控溫套筒的研磨設備中進行研磨，研磨溫度為60-65℃，研磨時間為1-5h，優選2-3h，研磨介質為橫截面呈三葉草形狀的氧化鋯柱體。所述氧化鋯優選為釔穩定氧化鋯。更優選地，所氧化鋯柱體為實心圓柱體，具有圓柱體高度和圓柱體半徑。所述實心圓柱體具有沿圓柱體高度延伸的三個空隙空間而形成三個葉。各個葉具有由葉半徑限定的圓弧形拐角，圓柱體半徑與葉半徑之比等于或小于約6。更優選地，氧化鋯柱體用通槽構造出對稱的葉片截面為圓弧形的三葉草狀，在橫截面中，葉間通槽由通槽弧線與相鄰兩個圓弧形葉角的弧線相向外切相交構成，形成曲線弧形通槽截面；葉片外端由一段外弧線與兩個葉角弧線相向內切相交構成，形成三葉草的葉片狀截面；外部弧面、葉角弧面和通槽弧面相切連接，構成外側表面圓滑過渡的異柱形。本發明人發現，通過采用上述特定形狀的橫截面呈三葉草形狀的氧化鋯柱體作為研磨介質，比普通研磨介質例如研磨球具有更強的沖擊、剪切效果，其磨碎效果比研磨球提高約1倍，能夠使殼聚糖顆粒破裂，殼聚糖結構充分解離，更為重要的是，同時由于三葉草狀的設計，與葉片式研磨介質相比，能夠避免殼聚糖分子鏈（高分子糖苷鍵主鍵）的過度斷裂，所述形狀的研磨介質的設計還能夠避免一般的異形研磨介質之間的相互卡死。在一個優選實施方案中，所述可食性膠原蛋白腸衣還包含1-5%重量的成膜劑。更優選地，所述成膜劑為面筋蛋白，進一步優選小麥面筋蛋白。面筋蛋白具有良好的成膜性，口感比較好，獲取容易并且來源豐富、價格低廉。在腸衣中摻入面筋蛋白在降低成本的同時，還可以豐富腸衣的口味，例如可以使腸衣口感更細膩。進一步優選地，所述面筋蛋白為強筋面筋蛋白。特別優選地，所述面筋蛋白為改性面筋蛋白，其通過下面方法改性制得：在攪拌條件下，將小麥面筋蛋白分批加入到0.05mol/L磷酸緩沖液（pH值為約8.0）配制成3-6%重量的谷朊懸浮液，加入以小麥面筋蛋白重量計5-10%葡萄糖或葡聚糖，攪拌30-90min充分混合均勻，將樣品冷凍干燥，凍干后的樣品在40-60℃，60-80%的相對濕度下（飽和KBr維持所述相對濕度進行美拉德反應，在20min-120min接枝反應下，得到不同接枝度的糖基化小麥面筋蛋白樣品。通過所述改性，可以掩蔽面筋蛋白上賴氨酸殘基上ε-NH2，提高其持水性和持油性，研究發現，提高面筋蛋白的持水性和持油性對于改善腸衣產品的硬度、粘度和口感有積極作用。就本發明而言，增塑劑優選為甘油。就本發明而言，乳化劑優選為食品用乳化劑，更優選吐溫系列乳化劑，最優選吐溫80、88乳化劑。在本發明的另一方面，提供了一種制備上述可食性膠原蛋白腸衣的方法，該方法包括以下步驟：（1）將殼聚糖溶解在冰乙酸濃度為0.5-2.0%重量的冰乙酸水溶液中，充分攪拌，殼聚糖溶液的濃度為1.0-3.0%重量，再加入所需量的增塑劑（優選甘油）和乳化劑（優選吐溫88），制得殼聚糖溶液；（2）用0.1-1.0mol/L的乙酸溶解的提取自動物皮料的膠原蛋白，然后蒸發濃縮至膠原蛋白濃度為5.0-10.0%重量，制得膠原蛋白溶液；（3）將步驟（1）制得的殼聚糖溶液和步驟（2）制得膠原蛋白溶液以使得殼聚糖和膠原蛋白溶液滿足所需產品組分含量的比例進行均勻混合，然后加入交聯劑，再充分均化；（4）將步驟（3）的溶液加熱攪拌，同時加入增塑劑，除去氣泡，然后采用流延法成膜，將膜置于盛有飽和硝酸鎂溶液的干燥器中，在常溫下保持相對濕度48%-52%，干燥10-48小時候即得可食性膠原蛋白腸衣。任選地或優選地，其中在步驟（3）中加入面筋蛋白。優選地，所述動物皮料選自豬皮、牛皮、羊皮和魚皮中的任意一種或多種。在本發明中，特別地，通過使用肉桂酰胺作為交聯劑，克服了較高含量殼聚糖所導致的腸衣的一些缺陷，在降低腸衣成本的同時還能夠獲得較好的腸衣強度。改性殼聚糖的使用，進一步提高了腸衣的性能。附圖說明圖1是根據本發明制備的可食性膠原蛋白腸衣膜在10eV下測得（SEI模式）的表面SEM顯微圖；圖2是根據本發明的氧化鋯研磨介質柱體的橫截面示意圖，其中r為圓柱體半徑，mLr為葉半徑。具體實施方案下面結合以下實施例和對比例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。實施例1按照下述方法制備可食性膠原蛋白腸衣的方法，該方法包括以下步驟：（1）將殼聚糖（得自浙江金殼藥業有限公司）溶解在冰乙酸濃度為0.5%重量的冰乙酸水溶液中，充分攪拌，殼聚糖溶液的濃度為1.5%重量，再加入所需量的食用甘油和吐溫88，制得殼聚糖溶液；（2）用0.2mol/L的乙酸提取自鮰魚皮的膠原蛋白（得自廣西梧州神冠集團），然后蒸發濃縮至濃度為5.0%重量，制得膠原蛋白溶液；（3）將步驟（1）制得的改性殼聚糖溶液和步驟（2）制得膠原蛋白溶液以使得殼聚糖和膠原蛋白溶液滿足所需含量的比例進行均勻混合，然后加入反式肉桂酰胺，再充分均化；（4）將步驟（3）的溶液加熱攪拌，除去氣泡，然后采用流延法在圓盤中成膜，將膜置于成有飽和硝酸鎂溶液的干燥器中，在常溫下保持相對濕度52%，16小時候即得可食性膠原蛋白腸衣，制得的腸衣包含以重量計的下面組分：水分10.0%，殼聚糖53.0%，膠原蛋白34.4%，增塑劑2.1%，交聯劑0.4%，和乳化劑0.1%。實施例1按照與實施例1相同的操作，區別在于使用的殼聚糖為機械化改性殼聚糖，其采用根據本發明的研磨介質，其如圖1所示，其中圓柱體半徑r=1.2cm，葉半徑mLr=0.2cm，柱體長度為2.5cm。對比例1按照與實施例1相同的操作，不同之處在于反式肉桂酰胺替換為戊二醛。通過對膜的性能進行檢測發現，獲得下表1所示性能。表1：膜性能測試[0001]項目[0002]菌落指數[0003]抗張強度[0004]斷裂伸長率[0005]100℃燒烤[0006]實施例1[0007]9[0008]16.0N[0009]35%[0010]無破裂、熔化[0011]實施例2[0012]9[0013]17.1N[0014]37%[0015]無破裂、熔化[0016]對比例1[0017]12[0018]15.2N[0019]34%[0020]無破裂、熔化菌類指數采用自然接種環境的微生物、室溫培養2天，采用平板計數法。用取樣機在3個不同位置取5×50mm規格的待測樣，用定重式測厚儀測定試樣的厚度，在拉力機上測出被測樣斷裂時所受的力和長度，通過標準公式計算抗張強度和斷裂伸長率。由上述實施例和對比例明顯可知，根據本發明的腸衣由于使用了較高含量的殼聚糖，因此其抗菌性能更佳，同時在使用較高含量的殼聚糖的情況下，其抗張強度和斷裂伸長率也優于或稍優于現有技術的腸衣。本書面描述使用實例來公開本發明，包括最佳模式，且還使本領域技術人員能夠制造和使用本發明。本發明的可授予專利的范圍由權利要求書限定，且可以包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這種其它實例具有不異于權利要求書的字面語言的結構元素，或者如果這種其它實例包括與權利要求書的字面語言無實質性差異的等效結構元素，則這種其它實例意圖處于權利要求書的范圍之內。在不會造成不一致的程度下，通過參考將本文中參考的所有引用之處并入本文中。當前第1頁1 2 3