一种吸附西式火腿内源性生物胺的生物可降解膜的制备方法及其应用

技术领域

本发明属于对食品中内源性生物胺进行吸附的方案，具体涉及一种吸附西式火腿内源性生物胺可降解膜的制备方法及其应用。

背景技术

西式火腿是以畜、禽肉为原料。西式火腿在贮存或发酵过程中，常伴随着生物胺的形成和积累。生物胺是一类具有生物活性的低分子量含氮有机化合物的总称，这些生物胺主要是由微生物氨基酸脱羧酶作用于氨基酸脱羧而产生。适量的生物胺可促进人体的正常生理活动，而过量的生物胺不但会影响食品的风味，还可能危害人体的健康、如导致中毒、头疼，血压变化、呼吸紊乱、引起人体心脏和中枢神经系统等器官的损害，以及存在致癌和致畸性风险。然而，目前相关吸附西式火腿中内源性生物胺的材料技术较少，因此如何研究吸附内源性生物胺的材料是目前行业急需解决的问题。

生物可降解膜，即具有可降解作用的新型材料，其通常是以可回收性和生物降解性为主要优势，形成可降解的包装材料具有一定的应用潜力。

制备生物可降解膜的材料选择性较多，通常由壳聚糖、羧甲基壳聚糖、明胶等材料组成，特别的，壳聚糖及其衍生物由于其独特的性质，例如无毒，良好的成膜性，优异的生物相容性和抗菌活性，常作为聚合物基质，而羧甲基壳聚糖是一种经过充分研究的水溶性壳聚糖衍生物，是生物聚合物中的一种重要的两性多糖，广泛应用于化妆品，食品保鲜等技术。MgO是有价值的产品，具有广阔的应用前景，可作为杀菌剂，陶瓷材料，催化剂，有毒废物修复，绝缘体，吸附剂和耐火材料。材料具有多重选择性，因此制备出的生物可降解膜具有多样性。

由于用生物可降解膜吸附生物胺时存在一个无法避免的问题，即目标吸附物的浓度通常要低得多。

通过上述生物胺的现状描述，以及生物可降解膜的制备材料和羧甲基壳聚糖、氧化镁和金属离子优点的介绍，为此，有必要研制一种能够吸附西式火腿中的内源性生物胺的一种生物可降解膜，以减少食品中内源性生物胺的积累。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附西式火腿内源性生物胺的生物可降解膜制备方法，解决如何即可降解同时可对西式火腿内源性生物胺进行吸附的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种上述生物可降解膜的应用。

一种吸附西式火腿内源性生物胺的生物可降解膜制备方法，包括以下步骤：

a、将磁力搅拌器放入50ml的超纯水中，并将速度加到500r/min；

b、称取0.5g的羧甲基壳聚糖，并分批次加入溶液中避免引起团聚；

c、在25℃下搅拌0.5小时，直至羧甲基壳聚糖完全溶解；

d、将相应量的纳米氧化物添加到羧甲基壳聚糖溶液中，最终浓度为0.5-1％w/w，并加入金属离子，配成溶液为0.1g/ml；

e、将所得溶液在500rpm下，25℃下搅拌0.5h，然后进行超声处理20分钟，振幅不低于85，脉冲比为1:1，以实现氧化镁/氧化银及金属离子的均匀分散。

f、将25g纳米氧化物和羧甲基壳聚糖及金属离子的混合物倒入半径为八厘米的培养皿中并在55-65℃的真空干燥箱中干燥4小时以除去水分制成纳米复合材料薄膜；

g、在进一步测试之前，将制成的纳米复合材料薄膜在25℃、50％的相对湿度的干燥器中储存24小时以得到生物可降解膜。

所述金属离子为锌离子、铁离子中的一种或上述二种组合。

所述纳米氧化物为纳米氧化银或纳米氧化镁中的一种或二种组合。

所述纳米级氧化银/纳米氧化镁添加到羧甲基壳聚糖溶液中的最终浓度为0.5％w/w和1％w/w。

所述磁力搅拌器搅拌速度不得低于500rpm。

所述真空干燥箱的温度在60℃，恒温干燥的时间不少于48h。

一种吸附西式火腿内源性生物胺的生物可降解膜的应用，其应用于吸附肉类食品表面的生物胺，延长产品的货架期。

所述生物胺为西式火腿中的内源性生物胺。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

1、本发明的原材料羧甲基壳聚糖有良好的生物相容性、性质稳定，抗菌性强、具有一定的保鲜作用，而普通吸附材料会对食品品质造成影响。

2、本发明以金属离子和羧甲基壳聚糖、纳米氧化物为原料，经过溶解、混合、恒温干燥，加热交联后得到的生物可降解膜，该膜具有容易吸附、操作简便、效果明显等优点。

3、本发明的生物可降解膜应用于生物胺的吸附中，能够吸附食品中的生物胺，对食品的品质有一定的保证，适合于西式火腿生物胺的吸附检测，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是可降解生物膜的制备流程图；

图2是可降解生物膜吸附生物胺的示意图；

图3是羧甲基壳聚糖的扫描电镜对比图；

图4是显示纳米复合膜上MgO的分布更为致密，MgO纳米颗粒已成功引入CMCS基质中的示意图；

图5是可降解生物膜包裹的西式火腿和对照未覆膜的西式火腿生物胺含量对比图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

如图1和图2所示，本实施例提供一种吸附西式火腿内源性生物胺的生物可降解膜制备方法，包括以下步骤：

a、将磁力搅拌器放入50ml的超纯水中，并将速度加到500r/min；

b、称取0.5g的羧甲基壳聚糖，并分批次加入溶液中避免引起团聚；

c、在25℃下搅拌0.5小时，直至羧甲基壳聚糖完全溶解；

d、将相应量的纳米氧化物添加到羧甲基壳聚糖溶液中，最终浓度为0.5-1％w/w，并加入金属离子，配成溶液为0.1g/ml；

e、将所得溶液在500rpm下，25℃下搅拌0.5h，然后进行超声处理20分钟，振幅不低于85，脉冲比为1:1，以实现氧化镁/氧化银及金属离子的均匀分散。

f、将25g纳米氧化物和羧甲基壳聚糖及金属离子的混合物倒入半径为八厘米的培养皿中并在55-65℃的真空干燥箱中干燥4小时以除去水分制成纳米复合材料薄膜；

g、在进一步测试之前，将制成的纳米复合材料薄膜在25℃、50％的相对湿度的干燥器中储存24小时以得到生物可降解膜。

请参考图2，图2为将上述生物可降解膜的应用，其将制备的生物可降解膜应用于吸附西式火腿中的内源性生物胺并通过液相色谱进行初步定量检测。

请参考图3及图4，图3和图4是电镜图利用扫描电镜对纳米复合膜的表面形貌进行了表征,将图4与图3对比，发现与羧甲基壳聚糖相比，加入1％MgO后,最终形成的纳米复合膜上MgO的分布更为致密，得到的可降解生物膜具有更优异的物理性能，并且能够看出MgO纳米颗粒已成功引入CMCS基质中。纯CMCS膜的表面光滑，致密且均质，而具有MgO纳米粒子改性的CMCS表面却粗糙且不均匀，并且添加纳米MgO会在CMCS上形成致密的保护层，这也是引起CMCS某些物理性质如热稳定性，耐溶剂性变化的重要原因。

在实验时选用1％的纳米氧化镁浓度。对生物胺进行提取即将符合膜包裹于西式火腿表面，并将组合物放于4℃储藏24小时后进行膜及西式火腿的生物胺检测并设置对照。将西式火腿取5g，加入10ml 5％的三氯乙酸，匀浆2min，室温下震荡提取60min,4℃以3600r/min离心10min,移出上清液残渣重复提取一次，合并上清液并定容至20ml,过滤并开始生物胺测定。

生物胺测定：将待测溶液先进行衍生：加入100μL 2mol/L NaOH溶液，再加入300μL饱和碳酸氢钠溶液进行缓冲，继续加入1mL 10mg/mL的采用丙酮配制的丹磺酰氯，在黑暗条件于40℃反应40min，加入50μl 25％氨水静置30min终止反应，以去除多余的丹磺酰氯。加入0.75mL乙腈定容至2.5mL，取1mL试样过0.22μm有机滤膜，进行高效液相进行检测，高效液相进行检测，色谱柱为C18色谱柱，柱长250mm，柱内径4.6mm，柱填料粒径5μm。紫外检测波长254nm，进样量20μL，柱温35℃，流动相A为90％乙腈和10％的含有0.1％乙酸0.01mol/L乙酸铵溶液，流动相B为10％乙腈和90％的含有0.1％乙酸0.01mol/L乙酸铵溶液，流速0.8mL/min，梯度洗脱程序如表2。分别通过对生物胺单标的图谱和生物胺混合标准溶液的图谱为对照，从而确定四种生物胺各自的出峰位置。

表2梯度洗脱程序

由图4可知复合膜包裹下的西式火腿的生物胺含量低于对照组的生物胺含量，证明膜对西式火腿内源性生物胺有一定的吸附作用。

利用本发明所的生物膜制作简便，效果较好，可以吸附一定的西式火腿的生物胺含量，具备极高的使用价值。

本发明使用的可降解生物膜制备简单，能够有效地对西式火腿的生物胺进行一定程度上的吸附，能够有效地降低食品在储存过程中生物胺含量，具有一定的广阔前景。

在上述实施例及其替代方案中，纳米氧化镁还可以被纳米氧化银等替代，具有一定的可替代性。

在上述实施例及其替代方案中，磁力搅拌器的搅拌转速可以适当超过500rpm；恒温干燥的温度还可以在55-65℃的范围内任意选取；恒温干燥时间还可以在24h以上任意选取。

以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。