CN111320786B - 一种冷鲜肉保鲜膜垫及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种冷鲜肉保鲜膜垫及其制备方法与应用，相应的冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将温轮胶和海藻酸分散于水中，充分溶胀后加入交联剂和引发剂进行反应，制备得到凝胶一；(2)将壳低聚糖分散至乙二酸溶液中，充分溶解；(3)将凝胶一分散至步骤(2)中的混合液中，加入催化剂进行反应，形成凝胶二；(4)将凝胶二与碱液混合进行反应；(5)反应后干燥、粉碎，制备得到冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物。本公开首先采用交联剂(乙酸铬)与生物多糖的羧基发生交联反应，形成完整的网络结构；然后采用催化剂催化酯化反应，三维网络结构的稳定性得到进一步地提升，使得加压吸水性能更加优异。
Description
技术领域
本公开涉及一种冷鲜肉保鲜膜垫及其制备方法与应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的一些理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，人们对肉类的需求也越来越多，冷鲜肉，又叫冷却肉、排酸肉、冰鲜肉，准确的说应该叫“冷却排酸肉”。是指严格执行兽医检疫制度，对屠宰后的畜胴体迅速进行冷却处理，使胴体温度(以后腿肉中心为测量点)在24小时内降为0-4℃，并在后续加工、流通和销售过程中始终保持0-4℃范围内的生鲜肉。然而冷鲜肉在贮藏和运输过程中难免有汁液流出现象，这些流出的汁液不仅影响冷鲜肉产品的外貌感官，而且也可能造成二次污染，严重影响冷鲜肉的商业价值。
目前的吸水产品应用比较广泛的是合成的高吸水性树脂，虽然可满足吸水的基本要求，但是存在着不易降解、污染环境和抗菌性能差等问题。
发明内容
针对以上背景技术，本公开提出一种冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物、保鲜膜垫及其制备方法，该混聚物不仅吸水量较大，而且还具有抗菌性能优异、易生物降解等优点。
具体的，本公开采用以下技术方案：
第一个方面，提供一种冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将温轮胶和海藻酸分散于水中，充分溶胀后加入交联剂和引发剂进行反应，制备得到凝胶一；
(2)将壳低聚糖分散至乙二酸溶液中，充分溶解；
(3)将凝胶一分散至步骤(2)中的混合液中，加入催化剂进行反应，形成凝胶二；
(4)将凝胶二与碱液混合进行反应；
(5)反应后干燥、粉碎，制备得到冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物。
步骤(1)中，本公开选择生物多糖作为聚合底物，生物多糖易降解，更加环保；基于具有强大的保水性能方面来讲，本公开选择了具有羟基和羧基的网络结构的温轮胶作为主聚合物，多羧基的海藻酸作为助聚合物，两者协同配合作用，可以得到吸水和保水性能更加优异的凝胶一，而且可以降低交联剂的使用量。所述温轮胶的分子质量为50～150KDa，海藻酸的分子质量为200～300KDa。
通过调配温轮胶、海藻酸和交联剂的使用量，得到更加密实的三维网络结构，更有利于发挥吸水、保水的作用。在本公开的一些实施方式中，所述温轮胶、海藻酸和交联剂的投料质量比为1:0.1～0.5:0.01～0.05，温轮胶分散在水中后其质量浓度为1～10％，引发剂的用量为温轮胶质量的0.1～0.5％。
本公开从得到的产物具有较大吸水量的角度来讲，选择了乙酸铬作为交联剂，采用乙酸铬制备的凝胶一的凝胶强度较大。
所述反应条件为：60～80℃下反应20～40min，优选30min。
本公开选择过硫酸盐作为引发剂，可在常温进行反应。
步骤(2)中，本公开选择壳低聚糖作为抗菌剂，不仅具有较好的抗菌能力，而且还能进一步提高产物的吸水、保水能力。
优选的，所述壳低聚糖的分子质量为1000～2000Da。经过试验验证，该范围的壳低聚糖具有良好的抗菌性能，而且，低分子的壳聚糖更容易进入凝胶一的三维网格结构的孔隙中，从而形成更为致密的三维网络结构。而选择乙二酸，空间位阻小，有利于第三步的酯化反应的进行，转化率较高。
所述壳聚糖、乙二酸溶液和温轮胶的质量比例为(0.1～0.5)g：(50～80)mL：1g，乙二酸溶液的质量浓度为5～15％。
步骤(3)中，所述反应条件为：加热至70～90℃反应4～6h。
所述催化剂为对甲苯磺酸，使用量为凝胶一质量的0.2～0.5％。
步骤(4)中，采用碱液将对甲苯磺酸中和形成对甲苯磺酸钠，干燥之后，吸水性好。
所述碱液为氢氧化钠溶液，质量浓度为2～8％。
所述凝胶二与碱液的质量比例为1g:(1～1.5)mL。
所述反应条件为：室温下反应20～40min。
步骤(5)中，干燥温度为100～200℃，时间为8～14h。
第二个方面，提供采用上述方法制备得到的冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物。
第三个方面，提供一种冷鲜肉保鲜膜垫，所述冷鲜肉保鲜膜垫至少包括5层，依次包括：透气薄膜层、吸水纸层、所述冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物层、吸水纸层和透气薄膜层。
第四个方面，提供一种冷鲜肉保鲜膜垫的制备方法，该方法包括以下步骤：
将透气薄膜层、吸水纸层、所述冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物层、吸水纸层和透气薄膜层依次排列，压制、缝合即可得到冷鲜肉保鲜膜垫。其中，所述冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物层的用量根据实际情况进行添加。
与本发明人知晓的相关技术相比，本公开其中的一个技术方案具有如下有益效果：
(1)本公开采用具有网络结构的生物多糖温轮胶作为主聚合物，制备得到的产物吸水和保水性能优异；采用富含羧基基团的海藻酸作为助聚合物，不仅进一步增强了产物的吸水和保水性，而且还能有效降低交联剂和引发剂的使用量；采用壳低聚糖作为抗菌剂，不仅抗菌性能优异，而且还能进入凝胶的孔隙中，进一步增加产物的吸水和保水性。
(2)本公开以生物多糖为主要原料，制备得到的产物综合性能好，抗菌性能优异，吸水保水性能高，加压吸水性优异，可生物降解，环保性高。
(3)本公开首先采用交联剂(乙酸铬)与生物多糖的羧基发生交联反应，形成完整的网络结构；然后采用催化剂催化酯化反应，三维网络结构的稳定性得到进一步地提升，使得加压吸水性能更加优异。
(4)本公开提供的冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物减少异味和有害微生物的产生。
(5)本公开进一步提供的冷鲜肉保鲜膜垫，可自动吸水多余的血水和汁液，确保肉类长期保持新鲜的外观，确保陈列的冰柜清洁干净。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本公开的技术方案。
实施例1
一种冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将1g温轮胶(50～150KDa)和0.5g海藻酸(200～300KDa)分散于40mL水中，不停的搅拌使整个体系充分溶胀，然后加入0.02g乙酸铬和0.002g过硫酸钾，搅拌混合均匀，70℃下反应30min，制备得到凝胶一；
(2)将0.2g壳低聚糖(1000～2000Da，脱乙酰度＞55％)散至50mL、质量浓度为10％的乙二酸溶液中，充分溶解；
(3)将步骤(1)中的凝胶一浸泡在步骤(2)中的混合液中，并充分搅拌，加入0.09g对甲苯酸钠，搅拌均匀，加热至80℃反应5h，获得凝胶二；
(4)将步骤(3)中的凝胶二浸泡在50mL质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中，室温下反应20mmin；
(5)步骤(4)反应结束后，将反应体系在160℃干燥10h，干燥结束后进行粉碎，即得白色颗粒状冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物。
实施例2
一种冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将1g温轮胶(50～150KDa)和0.4g海藻酸(200～300KDa)分散于30mL水中，不停的搅拌使整个体系充分溶胀，然后加入0.03g乙酸铬和0.001g过硫酸钾，搅拌混合均匀，65℃下反应40min，制备得到凝胶一；
(2)将0.3g壳低聚糖(1000～2000Da，脱乙酰度＞55％)散至50mL、质量浓度为10％的乙酸溶液中，不停的搅拌使壳低聚糖充分溶解；
(3)将步骤(1)中的凝胶一浸泡在步骤(2)中的混合液中，并充分搅拌，加入0.1g对甲苯酸钠，搅拌均匀，加热至90℃反应4.5h，获得凝胶二；
(4)将步骤(3)中的凝胶二浸泡在40mL质量浓度为4％的氢氧化钠溶液中，室温下反应30min；
(5)步骤(4)反应结束后，将反应体系在180℃干燥8h，干燥结束后进行粉碎，即得白色颗粒状冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物。
实施例3
一种冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将1g温轮胶(50～150KDa)和0.3g海藻酸(200～300KDa)分散于25mL水中，不停的搅拌使整个体系充分溶胀，然后加入0.03g乙酸铬和0.004g过硫酸钠，搅拌混合均匀，80℃下反应30min，制备得到凝胶一；
(2)将0.5g壳低聚糖(1000～2000Da，脱乙酰度＞55％)散至50mL、质量浓度为10％的乙酸溶液中，不停的搅拌使壳低聚糖充分溶解；
(3)将步骤(1)中的凝胶一浸泡在步骤(2)中的混合液中，并充分搅拌，加入0.15g对甲苯酸钠，搅拌均匀，加热至85℃反应6h，获得凝胶二；
(4)将步骤(3)中的凝胶二浸泡在40mL质量浓度为4％的氢氧化钠溶液中，室温下反应30min；
(5)步骤(4)反应结束后，将反应体系在160℃干燥10h，干燥结束后进行粉碎，即得白色颗粒状冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物。
实施例4
一种冷鲜肉保鲜膜垫，所述冷鲜肉保鲜膜垫包括5层，依次包括：环保塑料透气薄膜层、吸水纸层、冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物层、吸水纸层和环保塑料透气薄膜层。环保塑料透气薄膜层和吸水纸层可有效负载混聚物，防止其泄露出来，污染冷鲜肉。
制备方法如下：将实施例1或实施例2或实施例3中的混聚物置于两层柔性吸水纸中间，分散均匀，然后再在吸水纸两侧放置塑料透气薄膜层，采用压制、缝合技术制备得到冷鲜肉保鲜膜垫。
对比例1
与实施例1的区别是：将黄原胶替换为温轮胶，其他步骤和条件不变。
性能测试结果如表1所示，与实施例1～3相比，其吸水性能较低，远远不如实施例1～3。在研发过程中，还试验了其他多种微生物多糖，但是吸水性能均不如温轮胶优异。
对比例2
一种混聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将1g温轮胶(50～150KDa)和0.5g海藻酸(200～300KDa)分散于40mL水中，不停的搅拌使整个体系充分溶胀，然后加入0.02g乙酸铬和0.002g过硫酸钾，搅拌混合均匀，70℃下反应30min，制备得到凝胶一；
(2)将步骤(1)中的凝胶一浸泡在50mL二乙酸中，并充分搅拌，加入0.09g对甲苯酸钠，搅拌均匀，加热至80℃反应5h，获得凝胶二；
(3)将步骤(2)中的凝胶二浸泡在50mL质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中，室温下反应20mmin；
(4)步骤(3)反应结束后，将反应体系在160℃干燥10h，干燥结束后进行粉碎，即得混聚物。
性能测试结果如表1所示，与实施例1～3相比，其抗菌性能较低，远远不如实施例1～3。
对比例3
一种混聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将1g温轮胶(50～150KDa)和0.5g海藻酸(200～300KDa)分散于40mL水中，不停的搅拌使整个体系充分溶胀，然后加入0.02g乙酸铬和0.002g过硫酸钾，搅拌混合均匀，70℃下反应30min，制备得到凝胶一；
(2)将0.2g壳低聚糖(1000～2000Da，脱乙酰度＞55％)散至50mL、质量浓度为10％的乙酸溶液中，充分溶解；
(3)将步骤(1)中的凝胶一浸泡在步骤(2)中的混合液中，浸泡时间为5h；
(4)浸泡结束后将反应体系在160℃干燥10h，干燥结束后进行粉碎，即得混聚物。
性能测试结果如表1所示，与实施例1～3相比，虽然其抗菌性能较为优异，但是其加压吸收量远远低于实施例1～3。
性能测试：
取实施例1～3的产品和对比例1～3的产品按照如下方法进行测试：
吸去离子水倍数(g/g)：参照《中华人民共和国农业行业标准》；
生理盐水吸收量(g/g)：参照《中华人民共和国国家标准》(GB/T22905-2008)；
保水量(g/g)：参照《中华人民共和国国家标准》(GB/T22905-2008)；
加压吸收量(g/g)：参照《中华人民共和国国家标准》(GB/T22905-2008)；
抗菌性能测定：取1g产品溶于5mL、103cfu/mL的金黄色葡萄糖球菌溶液里，37℃恒温培养24h，检测金黄色葡萄球菌浓度。
测试结果如表1所示。
表1性能测试表
上述实施例为本公开较佳的实施方式，但本公开的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本公开的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本公开的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
(1)将温轮胶和海藻酸分散于水中，充分溶胀后加入交联剂和引发剂进行反应，制备得到凝胶一；
(2)将壳低聚糖分散至乙二酸溶液中，充分溶解；
(3)将凝胶一分散至步骤(2)中的混合液中，加入催化剂进行反应，形成凝胶二；
(4)将凝胶二与碱液混合进行反应；
(5)反应后干燥、粉碎，制备得到冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物。
2.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(1)中，所述温轮胶的分子质量为50～150KDa，海藻酸的分子质量为200～300KDa；
所述温轮胶、海藻酸和交联剂的投料质量比为1:0.1～0.5:0.01～0.05。
3.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(1)中，温轮胶分散在水中后其质量浓度为1～10％。
4.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(1)中，引发剂的用量为温轮胶质量的0.1～0.5％。
5.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(1)中，所述交联剂为乙酸铬。
6.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(1)中，所述引发剂为过硫酸盐。
7.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(1)中，所述反应条件为：60～80℃反应20～40min。
8.如权利要求7所述的混聚物的制备方法，其特征是，所述反应条件为：60～80℃反应30min。
9.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(2)中，所述壳低聚糖的分子质量为1000～2000Da；
所述壳低聚糖、乙二酸溶液和温轮胶的质量比例为(0.1～0.5)g：(50～80)mL：1g。
10.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(3)中，所述反应条件为：加热至70～90℃反应4～6h。
11.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是步骤(3)中，所述催化剂为对甲苯磺酸，使用量为凝胶一质量的0.2～0.5％。
12.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(4)中，所述碱液为氢氧化钠溶液，质量浓度为2～8％。
13.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(4)中，所述凝胶二与碱液的质量比例为1g:(1～1.5)mL。
14.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(4)中，所述反应条件为：室温下反应20～40min。
15.如权利要求1所述的混聚物的制备方法，其特征是，步骤(5)中，干燥温度为100～200℃，时间为8～14h。
16.采用权利要求1～15中任一项所述的方法制备得到的冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物。
17.一种冷鲜肉保鲜膜垫，其特征是，所述冷鲜肉保鲜膜垫至少包括5层，依次包括：透气薄膜层、吸水纸层、权利要求16所述的冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物层、吸水纸层和透气薄膜层。
18.权利要求17所述的冷鲜肉保鲜膜垫的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
将透气薄膜层、吸水纸层、所述冷鲜肉保鲜膜垫用混聚物层、吸水纸层和透气薄膜层依次排列，压制、缝合即可得到冷鲜肉保鲜膜垫。
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