一种用于冷藏食品的包装膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于冷藏食品的包装膜及其制备方法，其特性在于：所述包装膜由细菌纤维素凝胶制成，所述细菌纤维素凝胶中含有抗菌成分尼辛。所述用于冷藏食品的包装膜制备方法步骤包括：(1)纯化细菌纤维素凝胶；(2)制备抗菌溶液；(3)抗菌成分的吸附及固定。本发明的有益效果：该包装膜不但无毒无害，可随食品一同直接食用，且具有良好的透气，保护作用，尤其有很好的抑制LM菌生长的作用，而且还可以大量吸附其他抗菌成分，能够有效抑制有害菌的繁殖，延长食品的保质期。

权利要求

1.一种用于冷藏食品的包装膜，其特征在于：所述包装膜是将细菌纤维素凝胶在含有

600～10000IU/ml尼辛、质量浓度为0.05～0.3％的乙二胺四乙酸盐和质量浓度0.02～

0.1％的茶多酚的稀盐酸溶液中浸泡6～24小时制成的，其中稀盐酸的浓度为0.005～

0.01mol/L。

2.根据权利要求1所述的用于冷藏食品的包装膜，其特征在于：所述稀盐酸溶液中尼辛的含量为2500IU/ml、乙二胺四乙酸盐的质量浓度为0.1％、茶多酚的质量浓度为

0.05％。

3.根据权利要求1或2所述的用于冷藏食品的包装膜，其特征在于：所述乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠。

4.权利要求1所述的用于冷藏食品的包装膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)纯化细菌纤维素凝胶：用去离子水清洗细菌纤维素凝胶，将细菌纤维素凝胶在

0.3～0.4mol/L的NaOH溶液中浸泡2～5小时，浸泡温度为60～80℃，再用去离子水反复洗涤细菌纤维素凝胶3～5次至中性即可；

(2)制备抗菌溶液：将尼辛、乙二胺四乙酸盐和茶多酚溶于0.005～0.01mol/L的稀盐酸溶液中，制成含有600～10000IU/ml的尼辛、质量浓度为0.05～0.3％的乙二胺四乙酸盐和质量浓度0.02～0.1％的茶多酚的抗菌溶液；

(3)抗菌成分的吸附及固定：将纯化后的细菌纤维素凝胶在抗菌溶液中浸泡6～24小时；浸泡完成后将细菌纤维素凝胶取出，用去离子水清洗后，在质量浓度为10～15％的甘油溶液中浸泡15～20分钟，取出后低温干燥，干燥温度为50～70℃。

5.根据权利要求4所述的用于冷藏食品的包装膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的干燥温度为60℃。

说明书

一种用于冷藏食品的包装膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及食品加工领域，更具体地讲是涉及一种不但可直接食用，而且且能够抑制冷藏食品中有害微生物生长繁殖的冷藏食品包装膜及其制备方法。

背景技术

[0002] 单核细胞增生性李斯特菌(L.monocytogenes，LM)是李斯特菌属(Listeria)中的一种，LM广泛分布于自然界，在肉类、蛋类、禽类、海产品、乳制品和蔬菜类都能检出。李斯特菌属(Listeria)现分为2群7种，分别是单核细胞增生性李斯特菌(L.monocytogenes LM)(也称产单核细胞李斯特菌)、伊氏李斯特菌(L.ivanovii)(也称绵羊李斯特菌)、英诺克李斯特菌(L.innocua)(也称无害李斯特菌)、韦氏李斯特菌(L.welshimei)、塞氏李斯特菌(L.seeligeri)、格氏李斯特菌(L.gmyi)和莫氏李斯特菌(L.murmyi)。其中LM是引起动物和人类疾病的重要致病菌。LM是李斯特菌属中致病力最强的细菌，也是迄今发现唯一能对人致病的、典型的胞内寄生菌，能在巨噬细胞、上皮细胞、内皮细胞和肝细胞内增殖。LM能引起人和动物患脑膜炎、脑炎、败血症、心内膜炎、流产、脓肿和局部的脓性损伤，可造成孕妇流产、死胎等疾病，发病者死亡率可达20％～70％。人类李斯特菌病感染对象主要是新生儿、孕妇、老年人和免疫功能低下者，免疫正常人群很少感染LM。LM在4℃的环境下仍能生长繁殖，是冷藏食品威胁人类健康的主要的重要致病菌。近年来，LM病在欧美国家常有发生，在法国、美国、加拿大和德国等国曾多次引起食物中毒，轻者为一般胃肠炎症状，重症者主要表现为败血症、脑膜炎、神经症状及单核细胞增多等，临床死亡率高达20％～70％。WHO统计资料显示，每百万人LM的患病率美国为8.3，法国为8.0，澳大利亚为7.6，英国为
5.0，日本为0.2。另据美国疾病预防控制中心(CDC)的资料，美国每年约有1600～2000例LM病发生，死亡约450人。

[0003] 2001年11月以来，我国质检部门多次从美国、加拿大、法国、爱尔兰、比利时、丹麦等20多家肉类加工厂进口的猪腰、猪耳、猪肚、小排等30多批近千吨猪副产品中检出LM。1997年3月和8月，我国云南省某县一自然村中先后两次发生大面积的人畜不明原因疾病爆发流行，经查为LM所致。两次流行期间，村内大牲畜几乎全部死亡，其中牛发病71.04％、猪发病72.01％、羊发病36.13％，动物病死率几乎达100％，人群发病率分别为8.2％和
8.6％。

[0004] 李斯特菌在外环境适应能力强，对不利因素如低温、高渗、抗菌物质有抵抗能力，还能在物体表面形成生物膜。有报道，4％～8％的水产品、5％～10％的奶及奶制品、30％以上的肉制品、15％以上的家禽可被该菌污染，即食食品和冷藏冷冻食品易受污染。2004～2005年崔京辉等调查北京8类食品270份样品，检出LM 58株，平均检出率为21.5％，其中熟肉制品检出率高达48％，生肉检出率为18.3％，生食蔬菜检出率为20％，水产品检出率为16％，冰淇淋检出率为2.2％。

[0005] LM能在普通冰箱冷藏室生长，具有耐冷特性，是冷藏饮品食物中毒的重要致病菌之一。WHO已将李斯特菌列入食品四大病原菌。但是，由于李斯特菌在自然界分布广泛，所以该菌的预防感染是很难解决的问题，需要从多个环节进行。首先就是严格控制食品原料，尤其是易受感染的肉类、水产品和奶类食品等，应重点防止其在流通环节和储藏环节的二次感染。

[0006] 目前肉制品所使用包装材料多种多样，主要有天然肠衣、塑料肠衣、金属罐和玻璃罐等。天然肠衣是用动物的肠子加工而成，其具有较好的透气性、弹性，也可直接食用，但是其规格不统一，机械适应性差，而且其本身就是微生物生长的良好环境，因此其容易被污染；塑料肠衣主要包括聚偏二氯乙烯肠衣、尼龙肠衣(聚酰胺肠衣)、聚合物肠衣(如聚酯)等，但是塑料肠衣虽然具有较好的性能，但是其不能食用，且有一定的毒害作用，是消费者所不愿接受的；而金属罐和玻璃罐成本高昂，使用不便。目前，并没有一种能够直接食用且具有良好加工性能及保鲜效果的肉制品包装薄膜产品。除肉制品之外的还有很多低温保存食品，如水产品、奶制品等，也大多经加工后供应，消费者将其购买后往往不能及时消耗而将其储藏在家用冰箱中，则在储藏期间很容易再次感染LM菌，引起不必要的病症。故而急需一种在低温环境下仍能抑制LM菌生长的方法。

发明内容

[0007] 本发明的目的即是提供一种专用于冷藏食品的包装膜，其可以在低温环境下，在食品流通和储藏环节，长期抑制食品原料中LM菌的生长，并防止LM菌的二次感染。

[0008] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于冷藏食品的包装膜，其由细菌纤维素凝胶制成，所述细菌纤维素凝胶中含有抗菌成分尼辛。细菌纤维素(BC)是指在不同条件下，由醋酸菌属(Acetobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、根瘤菌属(Rhizobium)和八叠球菌属(Sarcina)等中的某种微生物合成的纤维素的统称。其无毒无害，可直接食用，并具有较好的透气性和机械加工性能。

[0009] 本发明采用可产生细菌纤维素的菌种通过发酵生产细菌纤维素，在发酵培养基表面生成细菌纤维素凝胶菌膜，经碱处理后是非常好的载体，可以有效吸附活性物质。而尼辛(Nisin，又称乳酸链球菌素)是由乳酸链球菌产生的一种高效、无毒、安全、营养的天然食品防腐剂，能强烈地抑制许多引起食品腐败的革兰氏阳性菌的生长、繁殖，并对人体安全无毒。尼辛在人体消化道中能很快地被胰凝乳蛋白酶酶解不会引起像常用抗生素出现的抗药性问题，也不会改变人体肠道内的正常菌群。

[0010] 本发明将此两者有机结合，探索其实际抑菌活性，获得了一种可以在低温环境下长期抑制微生物尤其是李斯特菌属生长的可用于冷藏食品包装的膜产品，同时其也可以直接食用，是很好的膳食纤维来源。

[0011] 本发明生产细菌纤维素凝胶的菌种优选为木醋杆菌或木葡糖酸醋杆菌。

[0012] 本发明的包装膜，其中所述细菌纤维素凝胶优选在含600～10000IU/ml尼辛的稀盐酸溶液中浸泡6～24小时。优选尼辛含量2500IU/ml。

[0013] 本发明的包装膜，其中还可以在稀盐酸溶液中加入质量浓度0.05～0.3％的乙二胺四乙酸盐(EDTA盐)和质量浓度0.02～0.1％的茶多酚。

[0014] 增强抗菌效果。乙二胺四乙酸盐(EDTA盐)是安全的食品添加剂，其能够抑制肉制品的氧化色变等；茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，主要包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮烷类和酚酸类物质等，其能够防止油脂的质变腐败，并具有一定的保健功效。加入这两种物质可以抑制更多种类的有害微生物的生长。所述稀盐酸溶液的浓度为0.005～0.01mol/L。所述乙二胺四乙酸盐质量浓度优选为0.1％，茶多酚质量浓度优选为0.05％。
所述乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)或乙二胺四乙酸四钠(EDTA四钠)。

[0015] 上述用于冷藏食品的包装膜的制备方法，包括以下步骤：

[0016] (1)纯化细菌纤维素凝胶：用去离子水清洗细菌纤维素凝胶，再在0.3～0.4mol/L的NaOH溶液中浸泡2～5小时，浸泡温度为60～80℃，再用去离子水反复洗涤细菌纤维素凝胶3～5次至中性即可；

[0017] (2)制备抗菌溶液：将尼辛溶于0.005～0.01mol/L的稀盐酸溶液中制成抗菌溶液；

[0018] (3)抗菌成分的吸附及固定：将纯化后的细菌纤维素凝胶在抗菌溶液中浸泡6～24小时；浸泡完成后将细菌纤维素凝胶取出，用去离子水清洗后，再在质量浓度为10～
15％的甘油溶液中浸泡15～20分钟；取出后低温干燥，干燥温度为50～70℃，优选60℃。

[0019] 上述方法中还包括根据需要包装的产品的尺寸大小，将细菌纤维素凝胶切割成不同尺寸的步骤。

[0020] 采用本发明中的方法制得的用于冷藏食品的包装膜，无毒无害，可随食品一同直接食用，且具有良好的透气，保护作用，尤其有很好的抑制LM菌生长的作用；此外该包装膜还可以大量吸附其他抗菌成分，能够有效抑制有害菌的繁殖，延长食品的保质期。

具体实施方式

[0021] 下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0022] 作为一种优选实施方式，下述实施例中涉及的细菌纤维素凝胶的生产方法如下：

[0023] (1)活化细菌纤维素发酵生产用菌株木葡糖酸醋杆菌，制备发酵生产用种子液：种子液体培养基含甘露醇25g/l，酵母提取物5g/l，蛋白胨3g/l，每1升摇瓶中装500ml液体培养基，180转、30度下培养24h得种子液；

[0024] (2)按体积比10％的接种量将种子液加入发酵培养基中，所述发酵培养基含椰子水1000g，加入50g酵母膏、20gKH2PO4、20gMgSO4、200g蔗糖，搅拌均匀制成液体发酵培养基；

[0025] (3)30℃，250ml培养盘中静置培养4天；

[0026] (4)除去培养基表面形成的第一层菌膜，继续在上述条件下培养2天，收集形成的第二层菌膜，再在0.3mol/L的NaOH溶液中于60℃浸泡5小时，再用去离子水反复洗涤细菌纤维素凝胶薄膜3次，漂洗至中性，得到厚度约1-2mm的细菌纤维素凝胶薄膜备用。可按需要切割成不同尺寸大小。

[0027] 实施例一：

[0028] 将制备好的细菌纤维素凝胶薄膜切割成直径22mm的圆形大小，在4℃下浸泡在尼辛溶液中12小时，后取出用去离子水清洗，再快速浸入质量浓度为15％的甘油溶液中再取出，50℃干燥。

[0029] 其中，尼辛溶液的制备方法如下：将0.5g尼辛(SIGMA公司)溶于10ml浓度为0.01mol/L的稀盐酸溶液中，制备得到50000IU/ml的尼辛溶液，4℃出储藏备用，需要时再将其按所需浓度溶于0.01mol/L稀盐酸溶液中。

[0030] 在0.01mol/L稀盐酸溶液中浸泡的细菌纤维素菌膜作为对照。

[0031] 单核细胞增生性李斯特菌(L.monocytogenes，LM)(中国科学院微生物研究所)用TSB培养基(青岛海博生物)培养至对数生长期，4℃、10000转高速离心收集菌体，悬浮在6
0.1％蛋白胨缓冲液中，浓缩至10CFU/ml。悬浮液中缓慢加入45℃已熔化的琼脂含量1％的TSA培养基，然后注入培养皿中，冷却。将上述制备好的含尼辛的细菌纤维素膜(直径
22mm)放入培养皿中，30℃培养24h，观察膜周围抑菌圈的大小，以确定抑菌活性。不同浓度的尼辛溶液抑菌效果如下表1所示：

[0032] 表1：不同浓度的尼辛溶液抑菌效果表

[0033]尼辛溶液(IU/ml) 抑菌圈直径大小(mm)
150 22
300 22
600 23
1200 23.5
2500 24
5000 24.3
10000 25.8

[0034] 从表1可以得出，尼辛溶液浓度高于600IU/ml时即对李斯特菌有明显抑菌效果，随着浓度的升高抑菌活性越高，但高于2500IU/ml后，抑菌效果的升高并不是很明显，故而选择2500IU/ml的尼辛溶液最为合适。

[0035] 同时考察了浸泡时间，采用细菌纤维素凝胶在600IU/ml的尼辛溶液中分别浸泡不同时间，抑菌效果如表2所示：

[0036] 表2：细菌纤维素凝胶在同一浓度的尼辛溶液中浸泡不同时间的抑菌效果表[0037]浸泡时间(h) 抑菌圈直径大小(mm)
0 22
2 22
4 22
6 23
8 23
10 23.2
12 22.8

[0038] 从表2可以得出，浸泡时间10小时即可达到最好的抑菌效果，再长时间的浸泡也可以，但对抑菌效果并没有帮助。

[0039] 实施例二：

[0040] 从当地超市购买新鲜日期的真空包装的熟肉制品，在无菌操作条件下去除原包装，然后在含106CFU/ml LM菌的盐水溶液中浸泡2秒，蒸干水分后用按上述方法制备的含尼辛(600IU/ml或2500IU/ml，浸泡6小时)的细菌纤维素膜单层包装，不含尼辛的细菌纤维素膜单层包装和普通塑料肠衣单层包装分别作为对照。

[0041] 上述包装膜均真空包装。4℃下保藏，每2天取样检测。

[0042] 采用平板计数法测定LM菌数。

[0043] 测定结果如表3所示：

[0044] 表3：采用平板计数法测定LM菌数结果表

[0045]

[0046] 从表3可以得出，本发明的含尼辛的细菌纤维素包装膜对熟肉制品中LM菌具有明显的抑菌效果，其可以有效防止在4℃低温条件下保存的食品中有害微生物的生长繁殖。

[0047] 实施例三：

[0048] 按上述方法制备细菌纤维素凝胶薄膜；将尼辛、乙二胺四乙酸二钠和茶多酚溶于0.005mol/L的稀盐酸溶液中制成抗菌溶液，抗菌溶液中尼辛的浓度为2500IU/ml，乙二胺四乙酸二钠在溶液中的浓度为0.2％，茶多酚在溶液中的浓度为0.05％。将细菌纤维素薄膜在抗菌溶液中浸泡10小时；浸泡完成后将细菌纤维素薄膜取出，用去离子水清洗后，再在浓度为10％的甘油溶液中浸泡15分钟；取出后50℃低温干燥。