一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料及其制備方法，該抗氧化包裝材料包含以下重量份數的組分：葵花籽蛋白100份、牛血漿蛋白水解物20～30份。本發明的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，采用牛血漿蛋白水解物與葵花籽蛋白進行復配，所得可食性包裝材料，具有良好的機械強度，紫外線阻隔性能及防水蒸氣透過性能；與單純的葵花籽蛋白膜相比抗氧化性明顯加強，能有效防止食品氧化腐敗，從而達到食品保鮮及延長貨架期的效果；所得包裝材料具有可食性，能被生物降解，不會對環境造成污染；其原料為可再生資源，生產成本低，可代替其他包裝材料，極大地節約了不可再生資源，適合推廣應用。
【專利說明】一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于可食性包裝材料【技術領域】，具體涉及一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，同時還涉及一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]我國對向日葵的精深加工一般僅局限于取其油脂，而加工過程中產生的葵花籽柏，則基本作為低廉的動物飼料，未能得到充分和有效地利用。牛血是牛屠宰后的副產品，量大且具有很高的開發利用價值。但是長期以來牛血卻未得到很好的利用，基本上處于被廢棄的狀況，不僅蛋白質資源流失，還造成嚴重的環境污染，據環保部門統計，每千克畜血的污染負荷BOD5S 150g，去除I千克BOD5負荷需花費人民幣1014元，防治全國畜血排放所造成的環境污染，需消耗人民幣約I億元；另外，有些不法商販非法利用畜血還帶來一系列食品安全問題；因此，畜血資源的開發利用，應該得到足夠的重視。
[0003]隨著人們對食品質量及安全要求的不斷提高，以及人們環保意識的增強，以天然生物材料制成的功能性可食性食品包裝膜，已成為食品包裝領域的研究熱點。可食性膜的成膜材料主要包括蛋白質、糖類和脂質等；目前被廣泛研究報道的蛋白質可食膜的原料有大豆蛋白、面筋蛋白、玉米醇溶蛋白以及膠原蛋白等，但未見報道以葵花籽蛋白為原料制備可食性膜方面的研究。
[0004]功能性包裝膜可加入一些活性成分以提高膜的抗氧化性能、抗菌性能或營養價值。氧化作用是導致食品腐敗主要的原因之一，添加抗氧化劑以制備具有抗氧化性能的包裝材料越來越受到重視。近年來，一些人工合成抗氧化劑開始應用于食品包裝膜材料中。但是，由于合成抗氧化劑長期使用的安全性已經受到質疑，其不能滿足人們使用的要求，人們迫切需要天然無毒抗氧化劑的出現。

【發明內容】

[0005]本發明的目 的是提供一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，解決現有可食性包裝材料因使用人工合成抗氧化劑而導致的安全性不能滿足使用要求的問題。
[0006]本發明的第二個目的是提供一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法。
[0007]為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是:一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，包含以下重量份數的組分:葵花籽蛋白100份、牛血漿蛋白水解物20~30份。
[0008]所述葵花籽蛋白是從葵花籽柏中提取的葵花籽濃縮蛋白。所述提取的方法為堿溶酸沉法。
[0009]所述葵花籽蛋白是由以下方法制備的:
[0010]a)取葵花籽柏粉，按照料液比1:13~17的比例將葵花籽柏粉加入蒸餾水中，攪拌，調節pH為8.5~9.5，離心得上清液和殘渣；
[0011]b)將殘渣按步驟a)的方法再提取一次，合并兩次提取的上清液，得混合液A ;
[0012]c)調節混合液A的pH至葵花籽柏蛋白等電點4.5，攪拌并離心，棄上清液，所得沉淀用蒸餾水洗滌后，按照料液比1.5~2.2:1的比例加入蒸餾水溶解，得蛋白乳；
[0013]d)將步驟c)所得蛋白乳經過兩次均質后，調節pH為8.5~9.5，進行噴霧干燥，即得所述葵花籽蛋白。
[0014]步驟a)中所述葵花籽柏粉是由葵花籽柏經高速萬能粉碎機粉碎后過60~80目篩網制成的。
[0015]步驟a)和步驟d)中調節pH的方法是加入濃度為3mol/L的氫氧化鈉溶液；步驟
c)中調節混合液A的pH的方法是加入濃度為3mol/L的鹽酸。
[0016]步驟a)中所述離心的轉速為3500r/min,時間為15~25min ；;步驟c)中所述離心的轉速為3500r/min，時間為20min。
[0017]步驟d)中，所述兩次均質的壓力分別為2X105Pa、5X105Pa ;所述噴霧干燥的入口溫度為170~190°C，出口溫度為80~90°C。
[0018]所述牛血漿蛋白水解物是由以下方法制備的:
[0019]i)取牛血漿蛋白，溶于蒸餾水中制成牛血漿蛋白溶液，經90°C水浴預熱后，調節牛血漿蛋白溶液的PH為8.0，溫度為55°C ；
[0020]ii)向牛血漿蛋白溶液中加入堿性蛋白酶開始水解，水解過程中保持溶液的pH值恒定，水解后經90°C水浴使酶滅活,得水解液；
[0021]iii)調節步驟ii)所得水解液的pH為7.0后，真空冷凍干燥，即得所述牛血漿蛋白水解物。
`[0022]步驟ii)中，加入堿性蛋白酶的量是使堿性蛋白酶與底物的質量濃度比為I~2:100 ;水解時間為120~150min。
[0023]一種上述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法，包括下列步驟:
[0024]I)取葵花籽蛋白溶于蒸餾水中得葵花籽蛋白溶液，再加入甘油，室溫下攪拌使其混合均勻，得混合液B;
[0025]2)調節混合液B的pH為10~12，加入牛血漿蛋白水解物，混合均勻，得鑄膜液；
[0026]3)將步驟2)所得鑄膜液鋪展制膜，干燥后再在干燥器中放置，揭膜，即得。
[0027]步驟I)中，所述牛血漿蛋白溶液的濃度為5% (w/v);所述混合液B中，甘油的濃度為 1% ~2% (w/v)。
[0028]步驟3)中，所述干燥的溫度為50~70°C，時間為4~6h ;所述干燥器的相對濕度為58%，溫度為20~30°C ;在干燥器中放置的時間為48h。
[0029]葵花籽柏是葵花籽制油時的副產物，其中含有29%~43%的優質蛋白質。牛血約為活體重的8%，分離后得到的血漿中蛋白質含量為6%~8%，是寶貴的蛋白質資源。血漿蛋白具有良好的凝膠特性、乳化性和發泡性。研究表明，應用選擇性的蛋白酶在適宜的條件下水解蛋白質，其水解產物具有較強的抗氧化活性。
[0030]本發明的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，采用牛血漿蛋白水解物與葵花籽蛋白進行復配，所得可食性包裝材料，具有良好的機械強度，紫外線阻隔性能及防水蒸氣透過性能；牛血漿蛋白水解物作為一種天然抗氧化劑，添加后的可食性包裝材料與單純的葵花籽蛋白膜相比，抗氧化性明顯加強，能有效防止食品氧化腐敗，從而達到食品保鮮及延長貨架期的效果；所得包裝材料具有可食性，能被生物降解，不會對環境造成污染；牛血漿蛋白水解物與葵花籽蛋白作為天然生物材料，是可再生資源，來源廣泛，生產成本低，可代替其他包裝材料，極大地節約了不可再生資源，適合推廣應用。
[0031 ] 本發明的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，將從葵花籽柏中提取的葵花籽蛋白作為可食性膜的基材，使葵花籽柏物盡其用，大幅度提升了葵花籽柏的附加值，又將牛血漿蛋白水解物作為天然抗氧化劑添加入可食性膜中，變廢為寶，為牛血的綜合利用找到一條新的出路。
[0032]本發明的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法，將葵花籽蛋白與牛血漿蛋白水解物制成鑄膜液后鋪展制膜，所得可食性抗氧化膜具有良好的機械強度，紫外線阻隔性能及防水蒸氣透過性能，能有效防止食品氧化腐敗，從而達到食品保鮮及延長貨架期的效果；本發明的制備方法，原料來源廣泛、工藝簡單，操作方便，生產成本低，適合大規模工業化生產。
【具體實施方式】
[0033]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的說明。
[0034]本發明的【具體實施方式】中，所用原料均為市售商品，葵花籽柏購自山東昊正農牧有限公司；牛血漿蛋白(粉狀)購于天津恩彼蛋白質有限公司，蛋白質含量為70%;堿性蛋白酶(活力為106U/g)購于上海佳和生物科技有限公司。
[0035]實施例1
[0036]本實施例的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，包含以下重量份數的組分:葵花籽蛋白100份、牛血漿蛋白水解物20份。
[0037]所述葵花籽蛋白是由以下方法制備的: [0038]a)取葵花籽柏粉(所述葵花籽柏粉是由葵花籽柏經高速萬能粉碎機粉碎后過60目篩網制成的)，按照料液比1:15 (w/v)的比例將葵花籽柏粉加入蒸餾水中，攪拌lh，采用濃度為3mol/L的NaOH溶液調節pH為9，在3500r/min轉速條件下離心20min，得上清液和
殘渣；
[0039]b)將殘渣按步驟a)的方法再提取一次，合并兩次提取的上清液，得混合液A ;
[0040]c)采用濃度為3mol/L的鹽酸調節混合液A的pH至葵花籽柏蛋白等電點4.5，攪拌30min,有沉淀析出，在3500r/min轉速條件下離心20min,棄上清液,所得沉淀用pH為4.0的蒸餾水洗滌兩次后，按照料液比2:1 (w/v)的比例加入蒸餾水溶解，得蛋白乳；
[0041]d)將步驟c)所得蛋白乳經過兩次均質后，兩次均質的壓力分別為2X IO5Pa和5 X IO5Pa,用濃度為3mol/L的NaOH溶液調節蛋白乳的pH為9，進行噴霧干燥(入口溫度為170°C，出口溫度為80°C)，即得所述葵花籽蛋白。
[0042]所述牛血漿蛋白水解物是由以下方法制備的:
[0043]i)取牛血漿蛋白，溶于蒸餾水中制成濃度為5% (w/w)的牛血漿蛋白溶液，經90°C水浴預熱IOmin后，調節牛血漿蛋白溶液的pH為8.0，溫度為55°C ；
[0044]ii)向牛血漿蛋白溶液中加入堿性蛋白酶開始水解，加入堿性蛋白酶的量是使堿性蛋白酶與底物的質量濃度比為1:100 ;水解過程中不斷加入濃度為lmol/L的NaOH溶液，保持水解溶液的pH值恒定,水解120min后經90°C水浴5min使酶滅活,得水解液；
[0045]iii)用濃度為lmol/L的鹽酸調節步驟ii)所得水解液的pH為7.0后，真空冷凍干燥，得粉末狀固體，即為所述牛血漿蛋白水解物。[0046]將所得牛血漿蛋白水解物密封，于4°C下保存，備用。
[0047]本實施例的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法，包括下列步驟:
[0048]I)取葵花籽蛋白溶于蒸餾水中得濃度為5% (w/v)的葵花籽蛋白溶液，再加入甘油，室溫下攪拌15min使其混合均勻，得混合液B ;所述混合液B中，甘油的濃度為1% (w/V);
[0049]2)用濃度為2mol/L的NaOH溶液調節混合液B的pH為10，攪拌15min后，加入牛血漿蛋白水解物，混合均勻，得鑄膜液；
[0050]3)取IOml步驟2)所得鑄膜液，鋪展到聚苯乙烯平皿(64cm2)上制膜，60°C干燥5h后，再置于相對濕度(RH)為58%、溫度為20°C的干燥器中放置48h，揭膜，即得可食性葵花籽蛋白抗氧化膜。
[0051]實施例2
[0052]本實施例的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，包含以下重量份數的組分:葵花籽蛋白100份、牛血漿蛋白水解物25份。
[0053]所述葵花籽蛋白是由以下方法制備的:
[0054]a)取葵花籽柏粉(所述葵花籽柏粉是由葵花籽柏經高速萬能粉碎機粉碎后過60目篩網制成的)，按照料液比1:14 (w/v)的比例將葵花籽柏粉加入蒸餾水中，攪拌0.9h，采用濃度為3mol/L的NaOH溶液調節pH為8.5，在3500r/min轉速條件下離心25min，得上清液和殘渣；
[0055]b)將殘渣按步驟a)的方法再提取一次，合并兩次提取的上清液，得混合液A ; [0056]c)采用濃度為3mol/L的鹽酸調節混合液A的pH至葵花籽柏蛋白等電點4.5，攪拌35min,有沉淀析出，在3500r/min轉速條件下離心20min,棄上清液,所得沉淀用pH為4.0的蒸餾水洗滌兩次后，按照料液比2.2:1 (w/v)的比例加入蒸餾水溶解，得蛋白乳；
[0057]d)將步驟c)所得蛋白乳經過兩次均質后，兩次均質的壓力分別為2X IO5Pa和5 X IO5Pa,用濃度為3mol/L的NaOH溶液調節蛋白乳的pH為8.5，進行噴霧干燥(入口溫度為180°C，出口溫度為85°C)，即得所述葵花籽蛋白。
[0058]所述牛血漿蛋白水解物是由以下方法制備的:
[0059]i)取牛血漿蛋白，溶于蒸餾水中制成濃度為5% (w/w)的牛血漿蛋白溶液，經90°C水浴預熱IOmin后，調節牛血漿蛋白溶液的pH為8.0，溫度為55°C ；
[0060]ii)向牛血漿蛋白溶液中加入堿性蛋白酶開始水解，加入堿性蛋白酶的量是使堿性蛋白酶與底物的質量濃度比為1.5:100 ;水解過程中不斷加入濃度為lmol/L的NaOH溶液，保持水解溶液的pH值恒定,水解135min后經90°C水浴5min使酶滅活,得水解液；
[0061]iii)用濃度為lmol/L的鹽酸調節步驟ii)所得水解液的pH為7.0后，真空冷凍干燥，得粉末狀固體，即為所述牛血漿蛋白水解物。
[0062]將所得牛血漿蛋白水解物密封，于4°C下保存，備用。
[0063]本實施例的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法，包括下列步驟:
[0064]I)取葵花籽蛋白溶于蒸餾水中得濃度為5% (w/v)的葵花籽蛋白溶液，再加入甘油，室溫下攪拌15min使其混合均勻，得混合液B ;所述混合液B中，甘油的濃度為1.5%(w/V);
[0065]2)用濃度為2mol/L的NaOH溶液調節混合液B的pH為11，攪拌15min后，加入牛血漿蛋白水解物，混合均勻，得鑄膜液；
[0066]3)取IOml步驟2)所得鑄膜液，鋪展到聚苯乙烯平皿(64cm2)上制膜，60°C干燥5h后，再置于相對濕度(RH)為58%、溫度為20°C的干燥器中放置48h，揭膜，即得可食性葵花籽蛋白抗氧化膜。
[0067]實施例3
[0068]本實施例的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，包含以下重量份數的組分:葵花籽蛋白100份、牛血漿蛋白水解物30份。
[0069]所述葵花籽蛋白是由以下方法制備的:
[0070]a)取葵花籽柏粉(所述葵花籽柏粉是由葵花籽柏經高速萬能粉碎機粉碎后過80目篩網制成的)，按照料液比1:16 (w/v)的比例將葵花籽柏粉加入蒸餾水中，攪拌1.lh，采用濃度為3mol/L的NaOH溶液調節pH為9.5，在3500r/min轉速條件下離心15min，得上清液和殘渣；
[0071]b)將殘渣按步驟a)的方法再提取一次，合并兩次提取的上清液，得混合液A ;
[0072]c)采用濃度為3mol/L的鹽酸調節混合液A的pH至葵花籽柏蛋白等電點4.5，攪拌25min,有沉淀析出，在3500r/min轉速條件下離心20min,棄上清液,所得沉淀用pH為4.0的蒸餾水洗滌兩次后，按照料液比1.5:1 (w/v)的比例加入蒸餾水溶解，得蛋白乳；
[0073]d)將步驟c)所得蛋白乳經過兩次均質后，兩次均質的壓力分別為2X IO5Pa和5 X IO5Pa,用濃度為3mol/L的NaOH溶液調節蛋白乳的pH為9.5，進行噴霧干燥(入口溫度為190°C，出口溫度為90°C )，即得所述葵花籽蛋白。
[0074]所述牛血漿蛋白水解物是由以下方法制備的:
[0075]i)取牛血漿蛋白，溶于蒸餾水中制成濃度為5% (w/w)的牛血漿蛋白溶液，經90°C水浴預熱IOmin后，調節牛血漿蛋白溶液的pH為8.0，溫度為55°C ；
[0076]ii)向牛血漿蛋白溶液中加入堿性蛋白酶開始水解，加入堿性蛋白酶的量是使堿性蛋白酶與底物的質量濃度比為2:100 ;水解過程中不斷加入濃度為lmol/L的NaOH溶液，保持水解溶液的pH值恒定,水解150min后經90°C水浴5min使酶滅活,得水解液；
[0077]iii)用濃度為lmol/L的鹽酸調節步驟ii)所得水解液的pH為7.0后，真空冷凍干燥，得粉末狀固體，即為所述牛血漿蛋白水解物。
[0078]將所得牛血漿蛋白水解物密封，于4°C下保存，備用。
[0079]本實施例的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法，包括下列步驟:
[0080]I)取葵花籽蛋白溶于蒸餾水中得濃度為5% (w/v)的葵花籽蛋白溶液，再加入甘油，室溫下攪拌15min使其混合均勻，得混合液B ;所述混合液B中，甘油的濃度為2% (w/V);
[0081]2)用濃度為2mol/L的NaOH溶液調節混合液B的pH為12，攪拌15min后，加入牛血漿蛋白水解物，混合均勻，得鑄膜液；
[0082]3)取IOml步驟2)所得鑄膜液，鋪展到聚苯乙烯平皿(64cm2)上制膜，60°C干燥5h后，再置于相對濕度(RH)為58%、溫度為20°C的干燥器中放置48h，揭膜，即得可食性葵花籽蛋白抗氧化膜。
[0083]實驗例1
[0084]本實驗例對實施例1~3所得可食性抗氧化膜的常規性能進行測定。[0085]常規性能測定方法如下:
[0086]( I)膜厚度的測定方法
[0087]選擇完好、均勻的膜，隨機取5個點，用螺旋測微器測量其厚度，取平均值。
[0088]( 2 )膜刺穿性能(PS)的測定
[0089]采用質構儀進行測定，將完整均勻的待測膜樣品放在兩片自制的有機玻璃板之間，其中有機玻璃板中心有3.2cm的圓孔，四周由螺絲釘固定。選用直徑2_的探針，探針下移速度為lmm/s。刺穿強度(PS，N/mm)計算公式如式(I)所示。
[0090]
【權利要求】
1.一種可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，其特征在于:包含以下重量份數的組分:葵花籽蛋白100份、牛血漿蛋白水解物20~30份。
2.根據權利要求1所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，其特征在于:所述葵花籽蛋白是由以下方法制備的: a)取葵花籽柏粉，按照料液比1:13~17的比例將葵花籽柏粉加入蒸餾水中，攪拌，調節pH為8.5~9.5，離心得上清液和殘渣； b)將殘渣按步驟a)的方法再提取一次，合并兩次提取的上清液，得混合液A； c)調節混合液A的pH至葵花籽柏蛋白等電點4.5，攪拌并離心，棄上清液，所得沉淀用蒸餾水洗滌后，按照料液比1.5~2.2:1的比例加入蒸餾水溶解，得蛋白乳； d)將步驟c)所得蛋白乳經過兩次均質后，調節pH為8.5~9.5，進行噴霧干燥，即得所述葵花籽蛋白。
3.根據權利要求2所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，其特征在于:步驟a)和步驟d)中調節pH的方法是加入濃度為3mol/L的氫氧化鈉溶液；步驟c)中調節混合液A的PH的方法是加入濃度為3mol/L的鹽酸。
4.根據權利要求2所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，其特征在于:步驟a)中所述離心的轉速為3500r/min,時間為15~25min ；;步驟c)中所述離心的轉速為3500r/min,時間為 20min。
5.根據權利要求 2所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，其特征在于:步驟d)中，所述兩次均質的壓力分別為2 X 105Pa、5 X IO5Pa ;所述噴霧干燥的入口溫度為170~190°C，出口溫度為80~90°C。
6.根據權利要求1所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，其特征在于:所述牛血漿蛋白水解物是由以下方法制備的: i )取牛血漿蛋白，溶于蒸餾水中制成牛血漿蛋白溶液，經90°C水浴預熱后，調節牛血漿蛋白溶液的PH為8.0，溫度為55°C ； ?)向牛血漿蛋白溶液中加入堿性蛋白酶開始水解，水解過程中保持溶液的PH值恒定，水解后經90°C水浴使酶滅活,得水解液； iii)調節步驟ii)所得水解液的pH為7.0后，真空冷凍干燥，即得所述牛血漿蛋白水解物。
7.根據權利要求6所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料，其特征在于:步驟ii)中，加入堿性蛋白酶的量是使堿性蛋白酶與底物的質量濃度比為I~2:100 ;水解時間為120 ~150min。
8.—種如權利要求1所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法，其特征在于:包括下列步驟: 1)取葵花籽蛋白溶于蒸餾水中得葵花籽蛋白溶液，再加入甘油，室溫下攪拌使其混合均勻，得混合液B ; 2)調節混合液B的pH為10~12，加入牛血漿蛋白水解物，混合均勻，得鑄膜液； 3)將步驟2)所得鑄膜液鋪展制膜，干燥后再在干燥器中放置，揭膜，即得。
9.根據權利要求8所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法，其特征在于:步驟I)中，所述牛血漿蛋白溶液的濃度為5% (w/v);所述混合液B中，甘油的濃度為1% ~2% (w/v)。
10.根據權利要求8所述的可食性葵花籽蛋白抗氧化包裝材料的制備方法，其特征在于:步驟3)中，所述干燥的溫度為50~70°C，時間為4~6h ;所述干燥器的相對濕度為58%，溫度為20~30°C ;在干燥器中`放置的時間為48h。
【文檔編號】C08K5/053GK103773002SQ201410001166
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】張慧蕓, 康懷彬, 李鑫玲, 張敏, 莊軍輝, 郭新宇 申請人:河南科技大學