低压静电场结合静电纺丝可食用膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于食品加工技术领域，涉及一种面米食品保鲜方法，特别是指低压静电场结合静电纺丝可食用膜及其制备方法和应用。

背景技术：

近5年，我国速冻食品行业发展迅速，主营业务收入突破千亿元，速冻食品行业增速远超食品制造业平均增速，年复合增长率10.5%。在速冻食品中，饺子、汤圆、粽子等面米制品约占食品总数的70%。速冻作为一种储藏手段，能在一定程度上保留食品原有的风味和品质。但是速冻作为一种高能耗食品加工方式，不仅造成能量的损失，更使成本大大提高。且在冻藏过程中，由于温度的波动，水分发生迁移并重新分布，使食品中冰晶体积变大，产品品质发生劣变。

近些年微冻储藏及冰温储藏发展迅速，冰温储藏是一种将食品保藏在食品结冰点的新技术，保持产品没有冰晶出现的技术，相比前些手段而言，它可以保持新鲜产品的原有品质，减少能量消耗，但是只能短时间保存食品。因此，我们寻求更加节能、高效的储藏方式，在保持食品品质的同时，延长食品的货架期。

通常加工处理所产生的热量会对食品的纹理、色泽、风味和营养成分产生不利影响，因而食品的非热处理方法对食品工业有着巨大的吸引力。静电场作为一种非热的处理方式，在加工储藏过程中对食品体系不会产生热效应。此外，静电场可以破坏水分子团簇的平衡状态，使水分子的排列更加有序；对生物膜的电效应，破坏微生物细胞膜电位差，抑制其生长；抑制酶的活性，减缓脂肪氧化和蛋白质的分解。

静电纺丝作为一种新型的纤维制造技术，将聚合物溶液或熔体在高压电场作用下喷射形成纳米级纤维，在活性物质的封装包埋中取得很好的应用。因此应用静电纺丝技术将多酚包埋进蛋白、多糖中，形成蛋白-多糖-多酚复合可食用膜，不仅天然无害，而且可以发挥多酚的抗氧化、抑菌等积极作用。

在现有的面米食品储藏方式中虽然可以一定程度延长其制品的保质期，但是很难找到一种低能耗、高效率的储藏方式，而且其质构特性、营养风味不发生较大的变化。因此，有必要寻找一种新型高效的面米制品储藏方式。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出一种低压静电场结合静电纺丝可食用膜及其制备方法和应用，实现了面米食品的长期保存。

本发明的技术方案是这样实现的：

低压静电场结合静电纺丝可食用膜的制备方法，步骤如下：

（1）将蛋白、多糖和多酚溶于蒸馏水中混合均匀，得到纺丝溶液；

（2）将步骤（1）的纺丝溶液进行静电纺丝，得到静电纺丝可食用膜；

（3）将步骤（2）的静电纺丝可食用膜置于低压静电场中经亚过冷处理即得低压静电场结合静电纺丝可食用膜。

所述步骤（1）中蛋白为马铃薯蛋白、玉米醇溶蛋白、面筋蛋白、大豆蛋白中的一种或几种，蛋白的质量浓度为10~30%wt。

所述步骤（1）中多糖为红枣多糖、壳聚糖、果胶或黄原胶中的一种或几种，多糖的质量浓度为20~40%wt。

所述步骤（1）中多酚为紫甘薯花青素、茶多酚、没食子酸、白藜芦醇中的一种或几种，多酚的浓度为1~10mg/ml。

所述步骤（2）中静电纺丝的工艺参数：电压为12~-20kv，流速为0.3~0.5ml/h，接受距离为10~15cm。

所述步骤（3）中低压静电场的场强为300~1000v/m，亚过冷处理的温度为-5~-10℃。

上述方法所制备的低压静电场结合静电纺丝可食用膜。

上述的低压静电场结合静电纺丝可食用膜在长期贮藏面米食品中的应用，步骤为：在-5~-10℃条件下将可食用膜包裹面条、粉条、汤圆、水饺或粽子的本体，然后置于低压静电场中。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明制备的可食用膜可有效地破坏微生物细胞膜电位差，静电场作用下，会使微生物细胞膜两侧聚集相反电荷，异性电荷相吸会使细胞膜变薄，并随着静电场作用时间的增长，造成膜穿孔，胞内物质流出，抑制了其生长，降低面米制品的菌落总数，延长面米制品的储藏期。

2、本发明所述的储藏方法可以抑制酶的活性，在静电场作用下，蛋白内部原子趋向于与电场一致的方向移动，增加了酶催化作用的自由能垒，从而达到抑制酶活性的作用；静电场能够修饰氨基酸侧链并破化氢键使氢键重排从而减缓脂肪氧化和蛋白质的分解，降低面米制品的酸价、过氧化值、挥发性盐基氮。

3、本发明所述的方法中，由于可食用膜的构造，使其致密并且其多糖成分在储藏过程中易吸收水分膨胀，使可食用的密度增大，在吸收外部水分的同时，抑制了内部水分的流失，降低储藏对面米制品结构的破坏，可食用膜的多酚成分抑制了面米制品的氧化劣变，提高其质构特性和营养风味，可进一步提高产品的综合品质。

4、发明的可食用膜实现面米食品亚过冷（-5℃~-18℃）储藏保鲜的方法，该方法主要利用300v/m～1000v/m直流静电场结合静电纺丝蛋白-多糖-多酚复合可食用膜提高面米食品的品质，适用于面条、粉条、汤圆、水饺、粽子等的储藏保鲜。本发明所述的方法可有效地抑制蛋白网络结构的破坏，降低面米食品储藏过程中的菌落总数，抑制蛋白质降解和脂肪的氧化，有效延长面米食品的储藏期，提高面米食品的风味，应用价值高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1为本申请制备的复合可食用膜的外观图。

图2为实施例1-3与对比例1-3在储藏过程中解冻损失的变化折线图。

图3为实施例1-3与对比例1-3在亚过冷储藏过程中酸价的变化折线图。

图4为实施例1-3与对比例1-3在亚过冷储藏过程中菌落总数的变化折线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的低压静电场结合静电纺丝可食用膜的制备方法，步骤如下：

（1）将4g马铃薯蛋白溶于20ml蒸馏水中，磁力搅拌至完全溶解，加入20mg花青素，搅拌均匀，然后加入6g红枣多糖，搅拌均匀得到静电纺丝溶液。

（2）将上述得到的静电纺丝溶液利用静电纺丝装置进行纺丝，静电纺丝参数为电压为15kv，流速为0.5ml/h，接收距离为12cm，制得静电纺丝可食用膜，实物如图1所示。

本实施例的低压静电场结合静电纺丝可食用膜的应用：将得到的静电纺丝可食用膜包裹水饺，放入置有恒定电场的冰箱中进行亚过冷储藏。静电场强度为800v/m，亚过冷温度为-7℃。

实施例2

实施例2采用与实施例1相同的应用方式，区别仅在于：实施例2步骤3中静电场的电场强度为500v/m。

实施例3

实施例3采用与实施例1相同的应用方式，区别仅在于：实施例3步骤3中静电场的电场强度为300v/m。

实施例4

实施例4采用与实施例1相同的制备方法，区别仅在于，步骤（1）为：将2g马铃薯蛋白溶于20ml蒸馏水中，磁力搅拌至完全溶解，加入100mg花青素，搅拌均匀，然后加入4g红枣多糖，搅拌均匀得到静电纺丝溶液。

实施例5

实施例4采用与实施例1相同的制备方法，区别仅在于，步骤（1）为：将6g马铃薯蛋白溶于20ml蒸馏水中，磁力搅拌至完全溶解，加入200mg花青素，搅拌均匀，然后加入8g红枣多糖，搅拌均匀得到静电纺丝溶液。

对比例1

对比例1采用与实施例1相同的储藏方式，区别仅在与：对比例1步骤3中亚过冷储藏时不外加低压静电场处理。

对比例2

对比例2采用与实施例1相同的储藏温度，区别仅在于：对比例2亚过冷储藏时不包裹可食用膜，不外加低压静电场处理。

对比例3

对比例3采用与实施例1相同的储藏方式，区别仅在于：对比例3亚过冷储藏时不包裹可食用膜。

每隔7天，取适量实施例1-3和对比例1-3储藏的水饺，4℃解冻1h，测定饺子的解冻损失、酸价、菌落总数。结果如下图所示：

由图2可知，与对比例2不加可食用膜、无外加静电场的水饺相比，实施例1-3亚过冷储藏的水饺解冻损失减小了1.61%%~1.96%，与对比例1无外加静电场相比，实施例1-3亚过冷储藏的水饺解冻损失减小了0.82%~1.15%，与对比例3无可食用膜、外加8000v/m静电场相比，实施例1-3亚过冷储藏的水饺解冻损失减小了0.06%~0.38%。说明静电场结合可食用膜亚过冷储藏具有优秀的保水性，可食用膜结合电场强度为8000v/m的静电场效果最为显著。

由图3可知，与对比例2不加可食用膜、无外加静电场相比，实施例1-3亚过冷储藏的水饺的酸价减小70.6%~11.76%，实施例1、2在60天是酸价仍小于2，与对比例3无可食用膜、外加8000v/m静电场相比，实施例1-3亚过冷储藏的水饺酸价减小2.65%-7.58%，对比例与实施例1-3相比，酸价变化不明显。说明静电场结合可食用膜亚过冷储藏具有优良的抗氧化性能。

由图4可知，与对比例1、2无外加静电场相比，实施例1-3、对比例1外加静电场菌落总数明显减小。说明静电场结合的可食用膜具有良好的抑菌性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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