一种壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂及其制备方法与流程

本发明涉及食品保鲜领域，特别涉及一种壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂及其制备方法。

背景技术：

1、由于地域差异大，季节跨度大，同时果蔬易腐烂等原因，导致果蔬在储存，运输，销售时损耗高，极大提高了成本，造成卖价低，买价高，损耗高等现状。故而一种成本低，效果好，可推广的果蔬保鲜剂十分必要。可喷洒，涂抹，浸渍的食品保鲜剂可在食品表面快速形成薄膜，降低食品水分挥发速度和呼吸作用，提高其保质期和货架期。

2、壳聚糖(chitosan，cs)、丝素蛋白(silk fibroin，sf)、明胶和淀粉等都是常用的无毒、可降解、可食用且成膜性良好的天然来源的高分子材料，单独使用时，各有缺点，无法产业化，故而复合使用，同时发挥其优点是趋势。

3、现有技术中，有在壳聚糖中增加纳米材料或者其他保鲜剂等以提高涂膜的抑菌性，通透性，强度和韧性，如在cn 103120207 a中制备了在食品表面形成的原位合成纳米siox的壳聚糖保鲜涂膜，但是添加的水玻璃溶液和表面活性剂等需验证其食用安全性问题，有对壳聚糖进行水溶性改性或者抗菌性交联的方法，如在cn 116285020 b中，制备了一种酚酸/壳聚糖复合涂膜，提高了其抗氧化活性和机械性能，但是其制备过程中使用了大量有机催化剂，其去除会提高成本，残余会带来食品安全问题。同时，有在壳聚糖中增加抗氧化剂等以提高保鲜能力的方法，但是其原料成本高，制备工艺复杂，不易推广。如在cn111035579 b中，在壳聚糖中包埋咖啡酸和谷胱甘肽的脂质体，在cn 111286057 a中制备n-琥珀酰壳聚糖(nsc)等。故而一种成本低，制备工艺简单，同时保鲜效果好和安全性高的保鲜剂仍然具有广阔是应用前景。

4、因此，现有技术仍有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂及其制备方法，旨在解决现有壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂安全性未知、成本较高、制备工艺复杂等问题。

2、本发明的第一方面，提供一种壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其中，包括：

3、将脱胶蚕丝置于金属盐溶液中加热溶解，经透析，得到丝素蛋白盐溶液；所述丝素蛋白盐溶液中，金属离子的重量百分比为所述丝素蛋白的0.1-2％；

4、在所述丝素蛋白盐溶液中加入低共熔溶剂，再加入壳聚糖溶液，混合均匀，得到壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂。

5、具体来讲，本发明通过丝素蛋白盐溶液中残留的金属离子与壳聚糖产生螯合作用，同时通过低共熔溶剂调节溶液中离子强度来控制壳聚糖微纳米颗粒在丝素蛋白表面形成的模板结构，制备出具有微纳米结构的树枝状大分子形貌薄膜，该结构显著增加了比表面积，且提高了涂层后的薄膜的力学性能，从单独的生物高分子如丝素蛋白的薄膜发脆，变成混合溶液膜的柔韧。此外，低共熔溶剂可以延长得到的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂生成凝胶的时间。

6、可选地，所述透析的具体条件为：使用截流分子量为3500-10000da的透析袋，按照1:10-1:1000透析12-72小时。

7、具体来讲，本发明在水浴比1:10-1:1000的条件下进行透析，并不进行多次换水，节省了水资源，同时使丝素蛋白盐溶液中保留有微量的盐，可以提高混合液的离子强度，从而调节与壳聚糖螯合作用的强度和速度。

8、可选地，所述丝素蛋白盐溶液中，丝素蛋白的重量百分比为0.1-2％。

9、具体来讲，本发明中调节丝素蛋白的浓度以控制成本，同时低浓度的丝素蛋白性质更稳定。高浓度非常容易发生凝胶化，不利于长期保存。因此，本发明优选丝素蛋白的重量百分比为0.1-2％，但不限于此。

10、可选地，所述壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂中，壳聚糖与丝素蛋白的重量比为1:0.1-1:10。

11、具体来讲，可根据实际需要对壳聚糖与丝素蛋白的比例进行调节，本发明经试验，壳聚糖与丝素蛋白的重量比优选为1:0.1-1:10，但不限于此。

12、可选地，所述壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂中，低共熔溶剂与丝素蛋白的重量比为1:99-10:90。

13、具体来讲，低共熔溶剂占比过低则不起作用，过高则影响最终制备得到的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的性能。因此，低共熔溶剂与丝素蛋白的重量比优选为1:99-10:90，但不限于此。

14、可选地，所述低共熔溶剂选自胆碱氨基酸类、胆碱果酸类、甜菜碱氨基酸类、甜菜碱果酸类、肉碱氨基酸类、肉碱果酸类中的一种或多种。

15、具体来讲，本发明使用绿色天然来源的低共熔溶剂(deep eutectic solvent，des)，具有良好的生物相容性和使用安全性。如肉碱苯丙氨酸、胆碱甘氨酸、甜菜碱丝氨酸等。

16、可选地，所述脱胶蚕丝的脱胶方法选自弱碱热水法、尿素法、酶解法、高压水热法中的一种。

17、具体来讲，本发明使用本领域常规的蚕丝脱胶方法，其目的在于除去蚕茧中的丝胶蛋白，包括但不限于此。其中，弱碱热水法指的是将蚕茧放入含有弱碱性物质的水中，如碳酸钠，煮沸然后用清水冲洗干净，即可获得脱胶后的蚕丝。尿素法指的是将蚕茧放入含有尿素的水中，利用尿素的化学性质，将蚕丝中的丝胶蛋白分解，从而实现蚕丝的脱胶。酶解法指的是通过添加酶制剂，如碱性蛋白酶，在特定的温度和ph值条件下进行脱胶。高压水热法通常在特殊的设备中进行，通过高温高压的环境来实现脱胶。

18、可选地，所述金属盐溶液选自溴化锂溶液、硫氰化锂溶液、氯化钙溶液、氯化镁溶液、氯化锌溶液中的一种或多种。

19、具体来讲，本发明使用本领域溶解丝素蛋白的常见盐溶液，其中包含金属离子。

20、可选地，所述壳聚糖溶液的制备方法，包括：

21、将壳聚糖溶于含有1-2％冰醋酸的水溶液中，在50-70℃搅拌溶解至透明，得到壳聚糖溶液。

22、具体来讲，壳聚糖是一种含有氨基的多糖类物质，其分子的立体规整性以及分子间的氢键使得它在多数有机溶剂、水、碱中难以溶解。然而，壳聚糖可以溶解于酸性环境中，例如盐酸、甲酸、乙酸等。因此，添加1-2％的冰醋酸以促进壳聚糖的溶解，但不限于此。

23、本发明的第二方面，提供一种壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂，其中，采用本发明所述的方法制备得到。

24、有益效果：与现有技术相比，本发明在丝素蛋白盐溶液中保留有微量的金属盐，可以提高混合液的离子强度，从而调节与壳聚糖的螯合作用。同时，在丝素蛋白盐溶液中加入一定量的低共熔溶剂，调节涂层后保鲜膜的力学性能和可清洗去除性。本发明的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂能够发挥出丝素蛋白的抗氧化性和壳聚糖的保鲜能力，可以广泛应用于多种水果保鲜中，有效提高了保存时间和维持水果的品质，且具有良好的生物相容性和使用安全性，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述透析的具体条件为：使用截流分子量为3500-10000da的透析袋，按照1:10-1:1000透析12-72小时。

3.根据权利要求1所述的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白盐溶液中，丝素蛋白的重量百分比为0.1-2％。

4.根据权利要求1所述的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂中，壳聚糖与丝素蛋白的重量比为1:0.1-1:10。

5.根据权利要求1所述的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂中，低共熔溶剂与丝素蛋白的重量比为1:99-10:90。

6.根据权利要求1所述的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述低共熔溶剂选自胆碱氨基酸类、胆碱果酸类、甜菜碱氨基酸类、甜菜碱果酸类、肉碱氨基酸类、肉碱果酸类中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述脱胶蚕丝的脱胶方法选自弱碱热水法、尿素法、酶解法、高压水热法中的一种。

8.根据权利要求1所述的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液选自溴化锂溶液、硫氰化锂溶液、氯化钙溶液、氯化镁溶液、氯化锌溶液中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液的制备方法，包括：

10.一种壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的方法制备得到。

技术总结本发明公开一种壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂的制备方法。其中，包括：将蚕丝置于金属盐溶液中加热溶解得到丝素蛋白盐溶液，经过有限透析，所述丝素蛋白盐溶液中，金属离子的重量百分比为所述丝素蛋白的0.1‑2％；在所述丝素蛋白盐溶液中加入低共熔溶剂，再加入壳聚糖溶液，混合均匀，得到壳聚糖丝素蛋白复合保鲜剂。丝素蛋白中的金属离子与壳聚糖缓慢产生螯合作用，低共熔溶剂能够调节溶液中离子强度，且可以调节涂层后保鲜膜的力学性能和可清洗去除性。本发明的保鲜剂能够发挥出丝素蛋白的抗氧化性和壳聚糖的保鲜能力，可以广泛应用于多种水果保鲜中，有效提高了保存时间和维持水果的品质，且具有良好的生物相容性和使用安全性。技术研发人员：张嘉恒,张淑军,张计传,杨波受保护的技术使用者：深圳杉海创新技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/9