一种柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜的制备方法与应用

本发明属于食品保鲜领域，特别涉及柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜的制备及其在鲜肉保鲜方面的应用。

背景技术：

1、鲜肉因其色泽鲜红、味道鲜美、柔软多汁等特点，深受广大消费者的喜爱，但由于鲜肉水分活度高、营养丰富加上冷藏条件的限制会导致微生物尤其是嗜冷菌的生长繁殖，导致较短的货架期。随着人们健康食品理念的加强，传统的化学及会被天然、无毒无害的天然保鲜剂所取代。

2、随着人们生活水平的不断提高，对食品安全意识的逐渐增强，天然保鲜剂以其天然、无毒、安全的特点，越来越受到广大消费者的青睐。植物精油具有较强的抗氧化和抗菌能力，在天然保鲜剂开发中具有极高的价值和潜力，经美国食品药品监督管理局认证的一种安全、无毒的天然食品添加剂。由于植物精油水溶性低、挥发性高、气味强烈以及与微生物直接相互作用的能力不足，往往以纳米乳的形式被应用在食品中。

3、壳聚糖是一种天然线性生物聚合物，由β-1,4-连接的d-氨基葡萄糖和n-乙酰氨基葡萄糖残基组成。由于其独特成膜性、生物降解性、生物相容性、生物安全性、无毒性和血液相容性等特性，被广泛应用于各种行业，包括药物输送、组织工程以及化妆品和食品行业。但单独使用壳聚糖时，它的抑菌能力和抗氧化能力会受到限制，往往需要添加一些生物活性物质来强化。

4、以芦丁协同吐温-80包埋柠檬精油构建柠檬精油-芦丁复合纳米乳，提高精油乳液的稳定性和功能活性，并将其掺入壳聚糖构建可食保鲜涂膜应用于鲜肉保鲜。利用芦丁、柠檬精油和壳聚糖三者的协同作用，可以进一步强化保鲜涂膜的抗氧化和抗菌活性，提高保鲜效果。

5、因此，基于上述分析，本发明以壳聚糖为基质，添加柠檬精油-芦丁复合纳米乳作为功能性物质制备复合保鲜涂膜，增强保鲜涂膜的抑菌性和抗氧化活性，并应用在鲜肉中保保鲜中。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜的制备及应用。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜的制备方法，所述柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜包含柠檬精油、芦丁、吐温-80、壳聚糖、乙酸、甘油。

3、进一步地，制备柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜，所述复合保鲜涂膜包含1%-7%（v/v）柠檬精油-芦丁复合纳米乳、0.5%-3%（v/v）壳聚糖、0.5%-2%（v/v）乙酸和1%-7%（v/v）甘油。

4、优选的，制备柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜，所述复合保鲜涂膜包含3%-6%（v/v）的柠檬精油-芦丁复合纳米乳、1%-2%（v/v）壳聚糖、0.5%-1.5%（v/v）乙酸和1%-3%（v/v）甘油。

5、优选的，上述复合保鲜涂膜包括以下组分：

6、柠檬精油-芦丁复合纳米乳为4%（v/v）、壳聚糖为1.5%（w/v）、乙酸为1.5%（v/v）和甘油为5%（v/v）。

7、本发明还提出了一种制备上述复合保鲜涂膜的制备方法，包括以下具体步骤：

8、 步骤一：向2%（v/v）吐温-80中添加0.3 mg/ml的芦丁搅拌均匀，以柠檬精油为油相，油相与水相按5：95（v/v）混合，搅拌均匀后高速匀质得到粗乳液。

9、步骤二：将上述步骤一得到的粗乳液，在超声下得到柠檬精油-芦丁复合纳米乳。

10、 步骤三：将1.5%（v/v）的壳聚糖溶于1.5%（v/v）的乙酸水溶液中，室温搅拌2 h得到壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入5%（v/v）甘油作为增塑剂，过滤除去杂质后加入4%（v/v）上述步骤二得到的复合纳米乳，搅拌均匀后在12000 rpm下均质4 min，最后使用超声清洗机脱出气泡。

11、进一步地，步骤一中的，所述高速匀质为在高速分散器在转速9000-12000 rpm下匀质10 min。

12、进一步地，步骤二中所述超声条件是在超声波细胞粉碎器在超声功率400-600 w、超声温度20 ℃、工作时间和间歇时间均为5 s、超声时间为8 min得到复合纳米乳。

13、本发明还同时提供了利用上述方法制备的柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜在鲜肉保鲜中的应用。

14、本发明优选方法制备的柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜，体系稳定，且抑菌活性和抗氧化活性均高于壳聚糖涂膜、柠檬精油/壳聚糖复合保鲜涂膜。在鲜肉保鲜中，有效减缓了ph值的增加、汁液的损失、脂质的氧化以及微生物的增值，延长了鲜肉的保鲜期。

15、本发明提供的柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜的制备方法过程可控且操作简单，能满足工业化连续生产的需求。

16、技术实现要素：

17、下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，应当理解为，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

18、制备实施例一：

19、本发明提供了一种柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜的制备方法，所述复合保鲜涂膜包含柠檬精油、芦丁、吐温-80、壳聚糖、乙酸、甘油。

20、进一步地，制备柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜，所述复合保鲜涂膜包含1%-7%（v/v）柠檬精油-芦丁复合纳米乳、0.5%-3%（v/v）壳聚糖、0.5%-2%（v/v）乙酸和1%-7%（v/v）甘油。

21、优选的，制备柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜，所述复合保鲜涂膜包含3%-6%（v/v）的柠檬精油-芦丁复合纳米乳、1%-2%（v/v）壳聚糖、0.5%-1.5%（v/v）乙酸和1%-3%（v/v）甘油。

22、优选的，上述复合保鲜涂膜包括以下组分：

23、柠檬精油-芦丁复合纳米乳为4%（v/v）、壳聚糖为1.5%（w/v）、乙酸为1.5%（v/v）和甘油为5%（v/v）。

24、本发明还提出了一种制备上述复合保鲜涂膜的制备方法，包括以下具体步骤：

25、 步骤一：向2%（v/v）吐温-80中添加0.3 mg/ml的芦丁搅拌均匀，以柠檬精油为油相，油相与水相按5：95（v/v）混合，搅拌均匀后高速匀质得到粗乳液。

26、步骤二：将上述步骤一得到的粗乳液，在超声下制得柠檬精油-芦丁复合纳米乳。

27、 步骤三：将1.5%（v/v）壳聚糖溶于1.5%（v/v）的乙酸水溶液中，在室温搅拌2 h得到壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入5%（v/v）甘油作为增塑剂，过滤除去杂质后加入4%（v/v）上述步骤二得到的复合纳米乳，搅拌均匀后在12000 rpm下均质4 min，最后使用超声清洗机脱出气泡。

28、 进一步地，步骤一中的，所述高速匀质为在高速分散器在转速10000 rpm下匀质10 min。

29、 进一步地，步骤二中所述超声条件是在超声波细胞粉碎器在超声功率500 w、超声温度20 ℃、工作时间和间歇时间均为5 s、超声时间为8 min得到复合纳米乳。

30、对比例一

31、本发明提供了一种壳聚糖涂膜的制备方法，所述壳聚糖涂膜包含壳聚糖、乙酸、甘油。

32、进一步地，制备壳聚糖涂膜，所述壳聚糖涂膜包含0.5%-3%（v/v）壳聚糖、0.5%-2%（v/v）乙酸和1%-7%（v/v）甘油。

33、优选的，制备壳聚糖涂膜，所述壳聚糖涂膜包含1%-2%（v/v）壳聚糖、1%-3%（v/v）甘油和0.5%-1.5%（v/v）乙酸。

34、优选的，上述复合保鲜涂膜包括以下组分：

35、壳聚糖为1.5%（w/v）、乙酸为1.5%（v/v）和甘油为5%（v/v）。

36、本发明还提出了一种制备上述壳聚糖涂膜的制备方法，具体步骤：

37、将壳聚糖1.5%（v/v）壳聚糖溶于1.5%（v/v）的乙酸水溶液中，在室温搅拌2 h得到壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入5%（v/v）甘油作为增塑剂，过滤除去杂质后，在12000 rmp下均质4 min，最后使用超声清洗机脱出气泡。

38、对比例二

39、 本发明提供了一种柠檬精油-壳聚糖复合保鲜涂膜的制备方法，所述复合保鲜涂膜包含柠檬精油、吐温-80、壳聚糖、乙酸、甘油。

40、进一步地，制备柠檬精油-壳聚糖复合保鲜涂膜，所述复合保鲜涂膜包含1%-7%（v/v）柠檬精油纳米乳、0.5%-3%（v/v）壳聚糖、0.5%-2%（v/v）乙酸和1%-7%（v/v）甘油。

41、优选的，制备柠檬精油-壳聚糖复合保鲜涂膜，所述复合保鲜涂膜包含3%-6%（v/v）柠檬精油纳米乳、1%-2%（v/v）壳聚糖、0.5%-1.5%（v/v）乙酸和1%-3%（v/v）甘油。

42、优选的，上述复合保鲜涂膜包括以下组分：

43、柠檬精油纳米乳为4%（v/v）、壳聚糖为1.5%（w/v）、乙酸为1.5%（v/v）和甘油为5%（v/v）。

44、本发明还提出了一种制备上述复合保鲜涂膜的制备方法，包括以下具体步骤：

45、步骤一：以2%（v/v）吐温-80为水相，柠檬精油为油相，油相与水相按5：95（v/v）混合，搅拌均匀后高速匀质得到粗乳液。

46、步骤二：将上述步骤一得到的粗乳液，在超声条件下制得柠檬精油-芦丁复合纳米乳。

47、步骤三：将壳聚糖1.5%（v/v）壳聚糖溶于1.5%（v/v）的乙酸水溶液中，在室温搅拌2h得到壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入5%（v/v）甘油作为增塑剂，过滤除去杂质后加入上述步骤二得到的4%（v/v）柠檬精油米乳，搅拌均匀后在12000 rpm下均质4 min，最后使用超声清洗机脱出气泡。

48、 进一步地，步骤一中的，所述高速匀质为在高速分散器在转速10000 rpm下匀质10 min。

49、 进一步地，步骤二中所述超声条件是在超声波细胞粉碎器在超声功率500 w、超声温度20 ℃、工作时间和间歇时间均为5 s、超声时间为8 min得到复合纳米乳。

50、实验实施例一

51、实验材料：鲜肉为当天的新鲜猪肉，其它化学试剂均通过市售所获得。

52、实验组：由上述制备实施例一、对比例一、对比例二制备的涂膜。

53、 样品处理：将实验所用的案板、道具、托盘、保鲜膜放在超净台中紫外照射30min。在无菌操作下，除去新鲜猪肉的皮、骨、筋腱、脂肪，并将其分割成质量相同的小块备用，分别浸没上述复合保鲜涂膜，将不做任何浸泡处理的猪肉作为对照组。所有样品置于4℃冰箱中贮藏备用，分别于贮藏第0、3、6、9和12天测定各项数据，取平均值，其结果如表1所示。

54、表1

55、

56、结论：

57、在贮藏前3天，肉样ph逐渐下降，随着贮藏时间的进一步延长，肉样的ph值回升。在贮藏12天时，对照组的ph迅速上升达到了6.69±0.01，已变质，而对比例1的ph为6.18±0.01，对比例2组的ph为6.04±0.01，实施例的ph为5.89±0.01，均在鲜肉的范围内。在整个储藏期间，对比例和实施例的ph变化幅度显著低于对照组（ p<0.05），且实施例的变化幅度最小。综上所示，柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜液表现出更好的保鲜效果。

58、随着贮藏时间的延长，所有样品的汁液损失率都呈上升到趋势，但实施例和对比例一直低于对照组。在贮藏的3-9天，实施例和对比例的汁液损失相对缓慢，随着贮藏时间的进一步延长汁液损失速率逐渐变快。这可能是因为随着贮藏时间的增长，微生物与样品接触更加充分，微生物的生长繁殖使样品组织结构被破坏，导致持水性下降，汁液损失率升高。在整个贮藏期间，实施例的汁液损失率一直低于其它组，这可能是因为复合涂膜液对肉表面的微生物起到更好的抑制作用，同时在冷鲜肉的表面形成一层薄膜，降低冷鲜肉水分的流失。

59、随着贮藏时间的增加，实施例和对比例的硬度均呈下降趋势，在贮藏的第12 d，对照组的硬度由为2.65±0.06 n，对比例1的硬度变为3±0.43 n，对比例2的硬度变为3.9±1.55 n，实施例的硬度为4.97±0.54 n。表明经过柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜处理能够延缓冷鲜肉硬度的下降，具有较好的保鲜效果。

60、在整个冷藏期间，所有样品的tbars值均呈上升的趋势，对照组的tbars值增长的较快，对比例和实施例的tbars值较对照组较为平缓。在贮藏的第12 d，对比例1、对比例2和实施例的肉样tbars值分别升高至0.301±0.008、0.299±0.009、0.290±0.006 µg/ml，显著低于（ p<0.05）同一贮藏时间对照组样品的tbars值。在整个贮藏期间内，实施例的tbars值一直低于其它组，说明柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜液减少脂质氧化酸败效果更好。

61、 样品最初的tvb-n值均低于6.00 mg/100g，随着贮藏时间的延长tvb-n值逐渐上升。不同样品tvb-n值增长速率依次为：对照组>对比例1>对比例2>实施例。说明柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜在抑制样品中微生物引起的蛋白质及含氮物质分解方面效果最好。在贮藏12 d时，对照组的tvb-n值已经达到了15.24±0.32 mg/100g，属于次鲜级肉品，而实施例的tvb-n值为11.29±0.18 mg/100g，属于新鲜肉品。表明，经柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜处理，能够有效抑制样品中微生物的繁殖，延缓蛋白质的分解。

62、 随着贮藏时间的延长，所有组的菌落总数都呈现不断增加的趋势。在储藏第9 d时，对照组样品菌落总数升高至为6.28±0.02 lg cfu/g，已经达到了变质肉的范围，而实施例和对比例均未超过，且实施例的抑菌效果比对比例更好。表明柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜液用于肉制品的保鲜，可有效抑制微生物的生长与繁殖。

63、综上所述，各个处理组对鲜猪肉保鲜的各项指标均有作用，而本发明制备的实施例对鲜猪肉的保鲜作用明显优于对比例。说明柠檬精油/芦丁/壳聚糖复合保鲜涂膜可显著延长鲜猪肉的保鲜期，而本发明优选的柠檬精油-芦丁复合纳米乳是制备涂膜的重要步骤。

64、上面对发明的实施例进行了具体的详细说明，但本发明并不限于此，对于本领域的普通技术人员，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改和变形，这些变化、修改和变形也应视为本发明的保护范围。