本發(fā)明屬于食品加工，尤其是涉及一種高性能蟲膠納米乳漆蛋白膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、傳統(tǒng)的以石油為原料基質(zhì)的塑料包裝膜的大規(guī)模使用，已對生態(tài)環(huán)境造成了巨大壓力，尤其是食品包裝膜的保鮮過程中產(chǎn)生的微塑料，也會對人體健康構(gòu)成潛在危險。隨著“限塑令”的普及，能源、資源和環(huán)境等引發(fā)的一系列經(jīng)濟問題的加劇，人類亟需開發(fā)和利用可生物降解、原料可再生、綠色無污染的新型包裝材料。
2、蛋白質(zhì)作為天然的高分子聚合物能夠迅速被微生物降解，并最終以二氧化碳、水和氮的形式回歸自然，來源可再生且對環(huán)境無污染，因此以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的新型包裝膜能夠一定程度上緩解當前的環(huán)境問題。按照其成膜蛋白原料的來源可分為動物源、植物源和混合來源的蛋白膜三類。常見的動物源蛋白包括：明膠、膠原蛋白、乳清蛋白、乳酪蛋白、魚分離蛋白、角蛋白等；常見的植物源蛋白包括：大豆分離蛋白、玉米醇溶蛋白、小麥蛋白、高粱蛋白、米糠蛋白、花生蛋白等。蛋白膜的彈性較好，機械強度高，透明度好，然而由于蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團的親水性，使得蛋白膜吸濕性強、水溶性好，對于水分、光、氧氣和微生物等的阻隔性能較差，可通過添加疏水性保護層等方法進行優(yōu)化。
3、蟲膠是由紫膠蟲的分泌物提煉而成的一種天然聚合物，是目前唯一被批準可商用的動物樹脂，并已廣泛應用于食品添加劑、保鮮劑和藥品包裹輔料。蟲膠樹脂由蟲膠酮酸和環(huán)酸組成，蟲膠酮酸具有疏水性質(zhì)，而環(huán)酸為親水性，這些成分通過酯鍵相互連接，形成兩親性的結(jié)構(gòu)?，不溶于水、而溶于酒精或堿性溶液。蟲膠在食品工業(yè)中具有顯著優(yōu)勢，包括ph-響應性、生物可降解性和生物相容性。蟲膠具有兩親性，可發(fā)生自乳化作用，已用于制備可食用涂層和微膠囊，進一步可應用于食品的包裝和保鮮?。食品包裝中的蟲膠層具有良好的阻隔性能，起到物質(zhì)交換屏障作用，能夠有效限制水分、氧氣、二氧化碳、香氣的遷移，減緩外部環(huán)境對食物的副作用，降低食物的氧化作用和微生物的影響。
4、食品包裝能夠有效降低食品在貯藏、運輸和銷售過程中受外界因素的影響而造成的腐敗變質(zhì)。肉類作為豐富的蛋白質(zhì)和脂類的來源，在人們的日常飲食中占據(jù)著重要地位。然而，肉類在儲存過程中，很容易成為微生物滋生的溫床，脂類和蛋白質(zhì)成分也會部分氧化分解，不僅會嚴重影響食品的貨架期，還會降低其營養(yǎng)價值，造成食物浪費的問題。因此，采用具有抑菌和抗氧化功能的新型食品包裝膜，可為解決此問題提供新的方法。
5、納米乳化技術(shù)利用乳化劑的兩親性，將顆粒直徑分散到1-100nm范圍內(nèi)，表面能增加，吸附能力和反應活性更強，能夠更有效地與細菌接觸并破壞其細胞結(jié)構(gòu)，因而具有抑菌效果。高壓均質(zhì)法利用活塞泵產(chǎn)生的高液壓，反復將液滴打散成直徑滿足納米乳液范圍的更小液滴，是工業(yè)中用于制備納米乳的一種常用且有效的方法。利用納米乳化技術(shù)，將疏水性的功能性成分與親水性的成膜基質(zhì)相結(jié)合而開發(fā)的新型食品包裝膜，不僅可以改善膜的理化性能，還能賦予膜抑菌、抗氧化等功能，從而延長包裝食品的貨架期。因此，納米乳化技術(shù)在新型食品包裝材料的開發(fā)中發(fā)揮著重要作用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種高性能蟲膠納米乳漆蛋白膜及其制備方法，以解決背景技術(shù)中至少一個問題。該膜的基質(zhì)采用蛋白質(zhì)，易于被生物降解、廉價易得、可再生性強、生物相容性好，利用納米乳化技術(shù)，將天然抑菌劑和抗氧化劑蟲膠以納米級乳化漆的阻隔層，覆蓋于蛋白膜上制成復合漆膜，能夠有效抑制常見的食品腐敗菌，減緩食品中營養(yǎng)成分的氧化分解，保證食品質(zhì)量，延長食品的貨架期。
2、為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
3、一種高性能蟲膠納米乳漆蛋白膜的制備方法，包括如下步驟：s1：制備蛋白成膜液；
4、s2：將步驟s1制得的蛋白成膜液倒在平面模板上，流延成膜，干燥取下即成膜；
5、s3：蟲膠乙醇溶液和聚乙二醇進行高壓均質(zhì)，制得蟲膠納米乳漆液；
6、s4：將步驟s3中制得的蟲膠納米乳漆溶液，均勻地刷在步驟s2中蛋白膜的兩面，干燥后制得蟲膠納米乳漆蛋白膜。
7、進一步地，步驟s1中的制備蛋白成膜液包括蛋白質(zhì)和水通過攪拌混合，得到蛋白質(zhì)水溶液，靜置溶脹，加入甘油，攪拌混合，制得蛋白成膜液；
8、并且/或者，蛋白質(zhì)水溶液的濃度為2%-8%；
9、并且/或者，蛋白質(zhì)水溶液中的水為去離子水。
10、進一步地，蛋白質(zhì)和水通過磁力攪拌混合，靜置溶脹，加入甘油，磁力攪拌混合，制得蛋白成膜液；
11、并且/或者，靜置溶脹的時間為1-2小時。
12、進一步地，蛋白質(zhì)包括動物源蛋白質(zhì)、植物源蛋白質(zhì)中的一種或兩種；
13、并且/或者，動物源蛋白質(zhì)包括明膠、膠原蛋白、乳清蛋白、乳酪蛋白、魚分離蛋白、角蛋白中的一種或多種；
14、并且/或者，植物源蛋白質(zhì)包括大豆分離蛋白、玉米醇溶蛋白、小麥蛋白、高粱蛋白、米糠蛋白、花生蛋白中的一種或多種。
15、進一步地，步驟s2中將步驟s1蛋白成膜液倒在平面模板上，流延成膜，室溫干燥20-24小時后，取下即成膜。
16、進一步地，步驟s3中的蟲膠乙醇溶液的制備包括：蟲膠和乙醇在280-320rpm轉(zhuǎn)速下磁力攪拌混合0.8-1.2小時。
17、進一步地，步驟s3中的蟲膠乙醇溶液的制備包括：蟲膠乙醇溶液和聚乙二醇進行高壓均質(zhì)的壓力為10~30mpa，轉(zhuǎn)速為4800-5200rpm，高壓均質(zhì)5-10min，制得蟲膠納米乳漆液；
18、并且/或者，高壓均質(zhì)過程采用高速分散均質(zhì)機進行。
19、進一步地，步驟s4中的干燥溫度為70-80℃，干燥時間為15~30?min；
20、并且/或者，干燥在干燥箱內(nèi)進行，干燥箱為鼓風干燥箱。
21、進一步地，步驟s3蟲膠納米乳漆液的平均粒徑為49.35~67.32nm。
22、上述的一種高性能蟲膠納米乳漆蛋白膜的制備方法制備得到的蟲膠納米乳漆蛋白膜，所述高性能蟲膠納米乳漆蛋白膜厚度為0.093mm~0.169mm，多分散指數(shù)<0.3，拉伸強度為17.34~36.85mpa，斷裂伸長率為55.81%~82.78%，水蒸氣透過系數(shù)為0.64×10-11gm-1s-1pa~2.81×10-11gm-1s-1
23、本發(fā)明所述一種高性能蟲膠納米乳漆蛋白膜以蛋白質(zhì)（動物源明膠或植物源大豆分離蛋白）為基質(zhì)，利用納米乳化技術(shù)，將天然抑菌劑和抗氧化劑蟲膠以納米級乳化漆的阻隔層覆蓋于蛋白膜上，制成蟲膠納米乳漆蛋白膜。
24、蛋白質(zhì)分子在水溶液中能夠依靠其表面的水化膜和雙電層形成穩(wěn)定的膠體，而蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)借助分子中的二硫鍵、氫鍵、離子鍵、疏水作用和范德華力來維持穩(wěn)定，當經(jīng)過一定的處理使其內(nèi)部的相互作用破壞，分子內(nèi)部的二硫鍵斷裂，分子內(nèi)的巰基和疏水基團暴露，則會導致蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象伸展，相鄰蛋白質(zhì)間相互作用增強而形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡基質(zhì)結(jié)構(gòu)，并具備一定阻隔功能的蛋白膜。蛋白質(zhì)膜因其主要成分為蛋白質(zhì)，因而易于被生物降解，減少環(huán)境污染，還可提高食品的感觀和營養(yǎng)特性；同時，由于蛋白膜具有良好的機械強度，輔以疏水性蟲膠納米乳漆更可增強其阻隔作用，降低其對氧氣、水蒸氣、光和油脂等物質(zhì)的透過率，以保證所包裝食品的質(zhì)量。
25、聚乙二醇是一種高分子聚合物，化學式是ho(ch2ch2o)nh，無刺激性，味微苦，具有良好的水溶性、粘彈性、潤滑性、保濕性、分散性和粘接性，主要用于藥物制劑和食品加工中作為增溶劑、穩(wěn)定劑?、抗靜電劑和柔軟劑。peg-400具有優(yōu)良的水溶性，能夠與有機物組分有良好的相溶性，能夠與藥物分子結(jié)合，形成穩(wěn)定的絡合物或復合物，增加藥物的溶解度和穩(wěn)定性，防止藥物結(jié)晶化?，常用于制作液體制劑，如口服液和滴眼液等?。
26、甘油，又名丙三醇，是一種簡單的多元醇化合物，化學式為c3h8o3，為無色、無臭、有甜味的黏性液體，無毒，具有一定的抗菌和抗病毒特性，可與水和醇類、胺類、酚類以任何比例混溶，并有吸濕性，已被廣泛應用于食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域。在以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的膜制備過程中，甘油可與蛋白質(zhì)分子相結(jié)合，起到塑化劑的作用，增加最終成膜的硬度，改善膜的力學性能。
27、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種高性能蟲膠納米乳漆蛋白膜及其制備方法具有以下優(yōu)勢：
28、本發(fā)明所述高性能蟲膠納米乳漆蛋白膜易于被生物降解，力學性能好，熱穩(wěn)定性高，阻水、光和氧氣能力強，抑菌和抗氧化效果佳，能夠有效減緩所包裝食品因染菌和營養(yǎng)成分氧化分解而引起的腐敗變質(zhì)，具有良好的保鮮性能，可保證食品質(zhì)量，延長食品貨架期，解決了現(xiàn)有食品包裝膜的污染環(huán)境和容易導致所包裝食品腐敗變質(zhì)的問題。