《一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102276858 A (43)申请公布日 2011.12.14 CN 102276858 A *CN102276858A* (21)申请号 201110222564.6 (22)申请日 2011.08.04 C08J 5/18(2006.01) C08L 89/00(2006.01) C08L 5/08(2006.01) C08K 5/053(2006.01) B65D 65/46(2006.01) (71)申请人 福州大学 地址 350002 福建省福州市鼓楼区工业路 523 号 (72)发明人 张其清 伍久林 陈善飞 李建华 陈景帝 (74)专利代理机构 福州元。
2、创专利商标代理有限 公司 35100 代理人 蔡学俊 (54) 发明名称 一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种可食性胶原蛋白复合膜的 制备方法， 它以鱼皮胶原蛋白和壳聚糖及其衍生 物为主要原料， 将胶原蛋白溶于蒸馏水制成胶原 蛋白水溶液， 将壳聚糖及其衍生物溶于稀醋酸制 成稀溶液， 然后将两种溶液复合， 并加入增塑剂， 最后成膜制成可食性胶原蛋复合膜。该膜具有良 好的生物相容性， 可降解及较好的保鲜功能， 其主 要原料及辅料均为可食用物质， 来源充足。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书。
3、 4 页 CN 102276861 A1/1 页 2 1. 一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法， 该膜以鱼皮胶原蛋白和壳聚糖及其衍生物 为主要原料， 以增塑剂为辅助成分， 其特征在于 ： 将鱼皮胶原蛋白溶于蒸馏水制成胶原蛋白 水溶液， 将壳聚糖及其衍生物溶于稀醋酸制成壳聚糖稀溶液， 然后将两种溶液复合， 并加入 增塑剂， 最后成膜制成可食性胶原蛋白复合膜。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于 ： 所述鱼皮胶原蛋白的提取如下 ： 废弃物鱼 皮去鳞， 剪碎洗净， 在碱性溶液中搅拌浸泡 12 24h， 然后， 用清水洗至中性 ； 再在酸性溶液 中搅拌浸泡 2 8h， 用清水洗至中性 ； 经热。
4、水浸提后， 采用离心分离去除不溶性物质， 冻干 得到鱼皮胶原蛋白粉末。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于 ： 所述碱性溶液为含有H2O2的Na0H水溶液， NaOH 浓度为 0.01M 0.2M、 H2O2质量浓度为 1% 5%。 4. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于 ： 所述酸性溶液为 0.05M O.5M 的醋酸或 柠檬酸水溶液。 5. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于 ： 所述废弃物鱼皮在碱性溶液中浸泡温度 为 4 20。 6. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于 ： 所述热水浸提温度为 30 60， 浸提时 间为 6 12h。 7.根据权利要求1。
5、所述的方法， 其特征在于 ： 所述壳聚糖及其衍生物选自壳聚糖、 O-羧 甲基壳聚糖、 N- 羧甲基壳聚糖和 N,O- 羧甲基壳聚糖。 8. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述的增塑剂为甘油。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于 ： 所述胶原蛋白水溶液为重量比2%6%的 胶原蛋白水溶液。 10. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述壳聚糖稀溶液的制备是在壳聚糖及 其衍生物中加入体积比为 1% 5% 的稀醋酸中， 经充分搅拌， 制成重量比为 0.5% 5% 的壳 聚糖及其衍生物稀溶液。 权 利 要 求 书 CN 102276858 A CN 1022768。
6、61 A1/4 页 3 一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种制备胶原蛋白复合膜的方法， 更具体涉及一种可食性胶原蛋白复 合膜的制备方法。 背景技术 0002 我国是水产大国， 水产资源丰富。2009 年， 我国水产品总量就达到了 5120 万吨， 2010 年水产品总产量将达 5350 万吨， 同比增长 4.6。但是， 目前我国水产品加工仍以粗 加工为主， 精深加工产品的比例不高。鱼类在加工过程中产生出大量的鱼皮、 鱼骨、 鱼鳞等 下脚料， 约占原料鱼的 40%55%。鱼皮中含有丰富的蛋白质和多种微量元素， 其蛋白质主要 是大分子的胶原蛋白及粘多糖成分， 胶原。
7、蛋白占粗蛋白的 80% 左右。可见， 鱼皮是胶原蛋白 的良好来源。 然而， 在生产中这些鱼皮废弃物基本用来生产廉价的饲料， 或直接作为垃圾处 理， 造成资源浪费和环境污染。因此， 充分利用水产加工下脚料， 是水产品下脚料研究的当 务之急与发展趋势。 此外， 食品包装所使用的材料大部分都是塑料制品， 但其严重的后果是 使用后遗弃在环境中降解困难， 造成了 “白色污染” ， 给生态环境带来了严重的危害。因此， 利用鱼类水产品加工下脚料生产胶原蛋白复合膜， 对减少水产加工企业废弃物的排放， 减 少塑料包装在食品中的使用， 保护环境均具有良好的作用。 0003 可食性包装膜 （Edible Packa。
8、ging Films， 简称PEF） 是以天然可食性物质 （如蛋白 质， 多糖等） 为原料， 添加甘油， 山梨醇等可食性增塑剂， 通过一定的处理工序使之在干燥后 形成一种具有一定机械强度， 结构致密的薄膜。按其原料来源可分蛋白质类， 多糖类， 聚酯 类以及复合型可食性包装膜， 其中复合型 PEF 的研究和应用是当前的发展趋势。蛋白质自 身具有良好的成膜能力和营养价值， 其中胶原蛋白是可食性包装膜中应用最广泛的的动物 蛋白质， 但是胶原蛋白的生产原料基本上是猪、 牛的皮和骨。近年来由于疯牛病、 猪口蹄疫 的恐慌及宗教原因等， 从水生动物中提取胶原蛋白成为必须。 Limpisophon K. 等人。
9、从鲨鱼 皮废弃物中通过热水法提取出的胶原蛋白， 加入甘油作为增塑剂制备得到了胶原蛋白膜， 具有很好的光阻性、 对食品过氧化有很好的保护作用。 Jongjareonrak A. 等从大红绸鱼鱼 皮中通过热水法提取得到了胶原蛋白， 加入甘油作为增塑剂， 制备了胶原蛋白的可食性包 装膜材料。 但单一胶原蛋白膜本身存在阻气性、 机械性能和耐水性能的不足， 使它们的应用 受到限制。甲壳素是自然界存储量仅次于纤维素的天然聚合物材料， 壳聚糖是甲壳素的脱 乙酰产物， 它具有良好的成膜性， 再加上壳聚糖独特的抗菌、 保鲜功能， 因而是一种用作可 食性包装膜的良好材料。所以， 胶原蛋白与壳聚糖的复合制备的胶原蛋。
10、白壳聚糖复合膜能 够很好的改善单一胶原蛋白膜本身存在的不足， 又能增加膜的保鲜功能。但关于复合型的 胶原蛋白壳聚糖膜在国内外的报道相对较少。 发明内容 0004 本发明提供了一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法， 该方法原料来源广泛， 工 艺简单， 成本低， 制备的复合膜性能良好且具有较好的保鲜功能， 可广泛应用。 说 明 书 CN 102276858 A CN 102276861 A2/4 页 4 0005 本发明提供的一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法， 它以鱼皮胶原蛋白和壳聚 糖及其衍生物为主要原料， 将鱼皮胶原蛋白溶于蒸馏水制成胶原蛋白溶液， 将壳聚糖及其 衍生物溶于稀醋酸制成稀溶液， 。
11、然后与胶原蛋白溶液复合， 并加入增塑剂， 最后制成复合型 可食性胶原蛋白膜。所述鱼皮胶原蛋白是从鱼类加工下脚料鱼皮中提取得到， 其技术工艺 包括将鱼类加工下脚料鱼皮去除非胶原蛋白、 脱脂、 脱腥等步骤， 再经过热水浸提、 离心分 离、 冻干得到鱼皮胶原蛋白。 0006 本发明的技术方案如下 ： 一种可食性胶原蛋白复合膜的制备方法， 该膜以鱼皮胶原蛋白和壳聚糖及其衍生物为 主要原料， 以增塑剂为辅助成分， 将鱼皮胶原蛋白溶于蒸馏水制成胶原蛋白水溶液， 将壳聚 糖及其衍生物溶于稀醋酸制成壳聚糖稀溶液， 然后将两种溶液复合， 并加入增塑剂， 最后成 膜制成可食性胶原蛋白复合膜。 0007 所述鱼皮胶。
12、原蛋白的提取如下 ： 废弃物鱼皮去鳞， 剪碎洗净， 在碱性溶液中搅拌浸 泡1224h， 然后， 用清水洗至中性 ； 再在酸性溶液中搅拌浸泡28h， 用清水洗至中性 ； 经 热水浸提后， 采用离心分离去除不溶性物质， 冻干得到鱼皮胶原蛋白粉末。 所述碱性溶液为 含有 H2O2的 Na0H 水溶液， NaOH 浓度为 0.01M 0.2M、 H2O2质量浓度为 1% 5%。所述酸性 溶液为 0.05M O.5M 的醋酸或柠檬酸水溶液。所述废弃物鱼皮在碱性溶液中浸泡温度为 4 20。所述热水浸提温度为 30 60， 浸提时间为 6 12h。 0008 所述壳聚糖及其衍生物选自壳聚糖、 O-羧甲基壳聚。
13、糖、 N-羧甲基壳聚糖和N,O-羧 甲基壳聚糖。 0009 所述的增塑剂为甘油。 所述增塑剂的用量占鱼皮胶原蛋白和壳聚糖及其衍生物总 重量的 25% 50%。 0010 所述胶原蛋白水溶液为重量比 2% 6% 的胶原蛋白水溶液。 0011 所述壳聚糖稀溶液的制备是在壳聚糖及其衍生物中加入体积比为1%5%的稀醋 酸中， 经充分搅拌， 制成重量比为 0.5% 5% 的壳聚糖及其衍生物稀溶液。 0012 本发明制备胶原蛋白复合膜具有如下优点 ： 1. 制备可食性胶原蛋白复合膜的主要原料及辅料均为可食性物质， 如鱼皮胶原蛋白营 养丰富， 含有多种人体必需氨基酸， 壳聚糖及其衍生物来源充足广泛价廉， 均。
14、对人体无毒无 害， 还可为人体提供营养成分和一定的生理保健功能。 0013 2. 该膜具有良好的生物相容性。 0014 3. 该膜可生物降解， 故废弃物不造成环境污染。 0015 4. 膜制备过程中无激烈化学变化反应， 无有害气体及液体产生， 安全性高。 0016 5. 膜制备工艺流程简单， 设备投资少， 成本低， 故市场前景良好。 具体实施方式 0017 本发明的方法包括以下工艺步骤 ： （1） 鱼皮胶原蛋白的提取 ： 废弃物鱼皮去鳞， 剪碎洗净， 用 10 20 倍原料重的含有 1% 5% H2O2的 0.01M 0.2M NaOH 水溶液在 4 20搅拌浸泡 12 24h, 然后， 用清。
15、水 洗至中性 ； 用 10 20 倍原料重的 0.05M O.5M 醋酸或柠檬酸水溶液在室温下搅拌浸泡 28h， 然后， 用清水洗至中性 ； 然后， 在510倍原料重的3060热水中浸提612h。 说 明 书 CN 102276858 A CN 102276861 A3/4 页 5 然后， 采用离心分离去除不溶性物质， 冻干得到鱼皮胶原蛋白粉末。 0018 （2） 铸膜液的制备 ： 将胶原蛋白溶于蒸馏水中， 在 30 60下搅拌均匀， 制成 重量比为 2% 6% 的胶原蛋白水溶液 ； 将壳聚糖及其衍生物溶于 1% 5% 的稀醋酸中， 在 30 60下搅拌均匀， 制成重量比为 0.5% 5% 的。
16、壳聚糖稀溶液。将胶原蛋白水溶液与 壳聚糖稀溶液复合， 加入占胶原蛋白和壳聚糖及其衍生物重量 25% 50% 的甘油作为增塑 剂， 继续搅拌30min60min， 然后， 利用脱泡机进行脱泡后制备成可食性膜铸膜液。 其中鱼 皮胶原蛋白水溶液与壳聚糖稀溶液按体积比 3 ： 1 1 ： 3 复合。 0019 （3） 胶原蛋白复合膜的制备 ： 将调制好的 6ml 铸膜液均匀倒在 12cm8cm1cm 的 有机硅树脂框内， 在 22烘箱中烘干 24h， 然后， 从有机硅树脂上剥离后即可获得可食性胶 原蛋白复合膜。 0020 以下是本发明的几个具体实例， 是对本发明的进一步描述， 但是本发明不仅限于 此。。
17、 0021 实施例 1 1、 胶原蛋白的提取 ： 取 250g 鲢鱼废弃物鱼皮剪碎、 洗净， 在 20用 2.5L 的 0.01M NaOH-1%H2O2溶液搅拌浸泡12h， 用清水洗至中性 ； 然后， 在室温下用2.5L的0.05M醋酸水溶 液搅拌浸泡2h， 然后， 用清水洗至中性 ； 再用2.5L 30的热水浸提12h， 然后， 18 000g离 心分离去除不溶性物质， 冻干得到鱼皮胶原蛋白。 0022 2、 铸膜液的制备 ： 将 2.0g 鱼皮胶原蛋白溶于 100ml 蒸馏水中， 在 30下搅拌均 匀， 制成重量比为2%的胶原蛋白水溶液 ； 将0.5g壳聚糖溶于100ml 1%的稀醋酸中。
18、， 在30 下搅拌均匀， 制成重量比为 0.5% 的壳聚糖稀溶液。将鱼皮胶原蛋白水溶液与壳聚糖稀溶液 按体积比3 ： 1复合， 并加入占鱼皮胶原蛋白和壳聚糖总重量25%的甘油作为增塑剂， 继续搅 拌 30min ； 然后， 利用脱泡机进行脱泡后制备成可食性膜铸膜液。 0023 3、 胶原蛋白复合膜的制备 ： 将调制好的6ml铸膜液均匀倒在12cm8cm1cm的有 机硅树脂框内， 在 22烘箱中烘干 24h， 然后， 从有机硅树脂上剥离后即可获得可食性胶原 蛋白壳聚糖复合膜。 0024 实施例 2 1、 胶原蛋白的提取 ： 取 500g 草鱼废弃物鱼皮剪碎、 洗净， 在 10下用 7.5L 0.。
19、05M NaOH-1%H2O2溶液搅拌浸泡 18h， 用清水洗至中性 ； 然后， 在室温下用 7.5L 的 0.2M 柠檬酸水 溶液浸泡 4h 后用清水洗至中性 ； 再用 5L 45的热水浸提 10h， 然后， 18 000g 离心分离 去除不溶性物质， 冻干得到鱼皮胶原蛋白。 0025 2、 铸膜液的制备 ： 将 3.0g 鱼皮胶原蛋白溶于 100ml 蒸馏水中， 在 45下搅拌均 匀， 制成重量比为4%的胶原蛋白水溶液 ； 将2.0g壳聚糖溶于100ml 3%的稀醋酸中， 在45 下搅拌均匀， 制成重量比为 2% 的壳聚糖稀溶液。将鱼皮胶原蛋白水溶液与壳聚糖溶液按体 积比 1 ： 1 复合。
20、， 并加入占鱼皮胶原蛋白和壳聚糖总重量 30% 的甘油作为增塑剂， 继续搅拌 30min ； 然后， 利用脱泡机进行脱泡后制备成可食性膜铸膜液。 0026 3、 胶原蛋白复合膜的制备 ： 制备方法与实例 1 相同。 0027 实施例 3 1、 胶原蛋白的提取 ： 取 1kg 草鱼废弃物鱼皮剪碎、 洗净， 在 15下用在 10L 的 0.1M NaOH-3%H2O2溶液搅拌浸泡 24h， 用清水洗至中性 ； 然后， 在室温下用 5L 的 0.5M 醋酸水溶液 说 明 书 CN 102276858 A CN 102276861 A4/4 页 6 浸泡 4h 后用清水洗至中性 ； 再用 5L 50的。
21、热水浸提 8h， 然后， 18 000g 离心分离去除不 溶性物质， 冻干得到鱼皮胶原蛋白。 0028 2、 铸膜液的制备 ： 将 3.0g 鱼皮胶原蛋白溶于 100ml 蒸馏水中， 在 50下搅拌均 匀， 制成重量比为 3% 的胶原蛋白水溶液 ； 将 4.0g O- 羧甲基壳聚糖 （取代度 =0.25-0.9） 溶 于 3% 的稀醋酸中， 在 50下搅拌均匀， 制成重量比为 4% 的 O- 羧甲基壳聚糖稀溶液。将鱼 皮胶原蛋白溶液与 O- 羧甲基壳聚糖稀溶液按体积比 1 ： 3 复合， 并加入占鱼皮胶原蛋白和 O- 羧甲基壳聚糖总重量 40% 的甘油作为增塑剂， 继续搅拌 45min ； 然。
22、后， 利用脱泡机进行脱 泡后制备成可食性膜铸膜液。 0029 3、 胶原蛋白复合膜的制备 ： 制备方法与实例 1 相同。 0030 实施例 4 1、 胶原蛋白的提取 ： 取 2kg 鲢鱼废弃物鱼皮剪碎、 洗净， 在 4下用 15L 的 0.2M NaOH-5%H2O2溶液搅拌浸泡24h， 用清水洗至中性 ； 然后， 在室温下用10L的0.1M醋酸水溶液 浸泡 6h 后用清水洗至中性 ； 再用 10L 60的热水浸提 12h， 然后， 18 000g 离心分离去除 不溶性物质， 冻干得到鱼皮胶原蛋白。 0031 2、 铸膜液的制备 ： 将 6.0g 鱼皮胶原蛋白溶于 100ml 蒸馏水中， 在 60下搅拌均 匀， 制成重量比为6%的胶原蛋白水溶液 ； 将5.0g N,O-羧甲基壳聚糖溶于100ml 5%的稀醋 酸中， 在60下搅拌均匀， 制成重量比为5%的N,O-羧甲基壳聚糖稀溶液。 将胶原蛋白溶液 与 N,O- 羧甲基壳聚糖稀溶液按体积比 1 ： 1 复合， 并加入占鱼皮胶原蛋白和 N,O- 羧甲基壳 聚糖总重量 50% 的甘油作为增塑剂， 继续搅拌 60min， 然后， 利用脱泡机进行脱泡后制备成 可食性膜铸膜液。 0032 3、 胶原蛋白复合膜的制备 ： 制备方法与实例 1 相同。 说 明 书 CN 102276858 A 。