本發(fā)明屬于食品包裝領域，具體涉及一種緩釋抑菌包裝膜的制備方法及其用途。

背景技術：

1、我國的肉類飲食以豬肉、雞肉等為主要肉類蛋白來源。隨著消費升級，人們對優(yōu)質肉類蛋白的需求出現迭代。富含肌氨酸，低膽固醇，更健康的牛肉契合人們的健康膳食需求，而牛排因其制作方便、口感極佳深受人們喜愛。牛排在復雜的運輸環(huán)境下常因保存不當而受到細菌污染導致腐敗變質；常見的牛排致腐菌有芽孢桿菌、肉毒梭菌、李斯特氏菌、大腸埃希氏菌o157：h7等。牛排的包裝方式大多以真空包裝為主，雖然這種包裝方式利用隔絕空氣的方法抑制細菌的生長繁殖，但常因包裝漏氣、重復冷凍解凍等導致腐敗，甚至引起食品健康問題。

2、此外，為了避免食品的腐敗變質，通常會在食品中添加防腐劑。常見的食品防腐劑分為化學防腐劑和天然防腐劑。目前，化學防腐劑存在致畸、誘癌及致癌等潛在危險，從而受到越來越多消費者的排斥。因此，研究天然安全的防腐劑是目前重點要解決的問題。細菌素是由細菌核糖體合成的一類殺菌蛋白或多肽，是由微生物合成的具有廣譜或窄譜抗菌活性的低分子量抗菌肽。由于細菌素多從發(fā)酵食品中分離的菌株中獲得，因此常被認為具有作為天然食品防腐劑的潛力。細菌素也被認為是抗生素的潛在代替品，因為他們具有良好的抗菌能力，并且與抗生素相比，具有容易被消化酶降解而不破壞正常腸道生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)點。

3、乳酸鏈球菌素(nisin)是乳酸鏈球菌產生的一種多肽物質，由34個氨基酸殘基組成，分子量約為3500da。由于乳酸鏈球菌素可抑制大多數革蘭氏陽性細菌，并對芽孢桿菌的孢子有強烈的抑制作用，因此被作為食品防腐劑廣泛應用于食品行業(yè)。食用后在人體的生理ph條件和α-胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不會改變人體腸道內正常菌群以及產生如其它抗菌素所出現的抗性問題，更不會與其它抗菌素出現交叉抗性，是一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑。但是，當nisin應用于食品時，其抑菌活性會受到外界條件的影響，如溫度、ph、食品成分等，nisin導致其抗菌效果不穩(wěn)定。

4、因此，如何改善食品防腐劑濫用現象以及細菌素穩(wěn)定性差等問題是至關重要的。

技術實現思路

1、為鑒于以上問題，本發(fā)明目的在于改善食品防腐劑濫用現象以及細菌素穩(wěn)定性差等問題，提出利用同軸靜電紡絲技術制備了具有核殼結構的電紡納米纖維，利用天然紡絲材料明膠與玉米醇溶蛋白復配作為紡絲液，β-環(huán)糊精包裹乳酸鏈球菌素作為核殼溶液，通過以β-環(huán)糊精作為壁材對乳酸鏈球菌素封裝來實現緩釋長效抑菌的目的，制備得到了具有良好抑菌效果且穩(wěn)定的緩釋抑菌包裝膜。

2、為了實現以上技術目的，本發(fā)明采取如下方案；

3、一種緩釋抑菌包裝膜的制備方法，具體步驟如下：

4、步驟一：核殼層溶液的制備；

5、(1)將乳酸鏈球菌素(nisin)溶解于的鹽酸溶液中，得到混合溶液；經室溫下攪拌、靜置、離心后收集上清液，然后再調整溶液的，獲得nisin溶液；

6、(2)取β-環(huán)糊精加入蒸餾水中，經加熱攪拌溶解后，得到β-環(huán)糊精溶液；

7、(3)將步驟(1)制備的nisin溶液與步驟(2)制備的β-環(huán)糊精溶液混合，然后所得混合溶液于恒溫水浴條件下攪拌反應后，得到核殼溶液。

8、步驟二：紡絲溶液的制備；

9、將明膠和玉米醇溶蛋白溶于乙酸中，于室溫下攪拌溶解，得到紡絲溶液。

10、步驟三：利用靜電紡絲技術制備緩釋抑菌包裝膜；

11、將步驟一制備的核殼溶液加入步驟二的紡絲溶液中，攪拌至無氣泡，得到混合液；并以混合液為最終溶液，采用靜電紡絲技術進行紡絲；首先將上述紡絲液注入注射器中，其次設定相應的參數進行紡絲，以錫箔紙為接收基材并通過轉鼓收集，最終得到緩釋抑菌包裝膜。

12、優(yōu)選的，步驟一的(1)中所述乳酸鏈球菌素與鹽酸溶液的用量關系為1-2g：100ml，其中鹽酸溶液的濃度為0.01m。

13、優(yōu)選的，步驟一的(1)中所述室溫下攪拌的速率為500r/min，時間為30-40min；靜置時間為30-40min；所述離心的條件為：1000rpm離心5-10min；所述調節(jié)ph具體是使用0.2mol/l鹽酸調節(jié)ph值至6。

14、優(yōu)選的，步驟一的(2)中所述β-環(huán)糊精與蒸餾水的用量關系為1-2g：100ml；所述加熱攪拌的溫度為60℃，攪拌的速率為500r/min，時間為2-4h。

15、優(yōu)選的，步驟一的(3)中所述nisin溶液與β-環(huán)糊精溶液的體積比為1：6；所述恒溫水浴的溫度為55-65℃，攪拌反應的時間為4-6h。

16、優(yōu)選的，步驟二中，所述明膠與玉米醇溶蛋白的質量比為1:1-3，乙酸的體積濃度為80％；所述攪拌的速率為200r/min，攪拌時間為30min；紡絲溶液中蛋白的質量濃度為25％-35％。

17、優(yōu)選的，步驟三中所述混合液中核層溶液的體積濃度為10％；所述攪拌的速率為200r/min，時間為20-30min；靜電紡絲技術的條件參數為:高壓電源施加的電壓為6kv，接收距離為15～20cm，溶液推進速率為1ml/h，紡絲溫度為30～35℃，相對濕度為40％～50％。

18、將緩釋抑菌包裝膜用于食品包裝以及抑菌的用途，具體用于延長牛排保質期的用途，步驟如下：

19、將緩釋抑菌包裝膜剪裁成合適大小并包裹在新鮮牛排表面，然后放置真空包裝內部存放；隨著牛排貯藏時間的增加，乳酸鏈球菌素逐漸釋放，能夠起到長效抑菌的效果，在實際應用過程中，緩釋抑菌包裝膜的使用能夠有效抑菌，延長牛排的保質期。

20、相比于傳統(tǒng)抑菌包裝膜，本發(fā)明設計的緩釋抑菌包裝膜具有穩(wěn)定性高、抑菌效果顯著、持續(xù)抑菌等特點，實現了對牛排保質期的延長，應用前景廣泛。

21、有益效果：

22、(1)本發(fā)明使用的乳酸鏈球菌素是一種由乳酸鏈球菌產生的多肽物質，可抑制大多數革蘭氏陽性細菌，并對芽孢桿菌的孢子有強烈的抑制作用，具有較強的抑菌性能；而且食用后不會改變人體腸道內正常菌群以及產生如其它抗菌素所出現的抗性問題，更不會與其它抗菌素出現交叉抗性，是一種高效、無毒、安全、無副作用的天然食品防腐劑。

23、(2)本發(fā)明針對乳酸鏈球菌素的不穩(wěn)定性，利用β-環(huán)糊精將乳酸鏈球菌素進行封裝；β-環(huán)糊精是一種具有疏水內腔的環(huán)狀低聚糖，由于其良好的生物安全性和低成本，并且在液相和固相下都具有穩(wěn)定的疏水性，因此被優(yōu)選于作為壁層材料。通過β-環(huán)糊精對乳酸鏈球菌素進行封裝，制備主客體分子結構可以保護包封的乳酸鏈球菌素免受極端條件，包括高溫、光、濕氣和氧氣的影響，從而提高活性分子的穩(wěn)定性、生物利用度和價效期。因此，β-環(huán)糊精的封裝，由于其獨特的空圓筒立體環(huán)狀結構和疏水內腔，可有效增強細菌素的穩(wěn)定性和釋放的可控性，實現長效抑菌，對活性抗菌保鮮領域具有重要的研究意義。

24、(3)本發(fā)明利用天然物質明膠與玉米醇溶蛋白復配作為成膜材料，玉米醇溶蛋白均勻的分布在明膠網絡中，通過特定比例控制，提高明膠的耐水性、提高膜的拉伸強度和膜彈性模量；結合β-環(huán)糊精壁材與乳酸鏈球菌素的控制，使得最終所制備的納米纖維膜具有更高的穩(wěn)定性和抑菌效果。如果改變用量，則會導致膜的性能變差，無法實現本發(fā)明的效果。

25、(4)本發(fā)明利用靜電紡絲技術制備納米纖維膜，相比于傳統(tǒng)的流延制膜方法，靜電紡絲所制備的膜具有更大的比表面積和更高的延展性，適用于食品保鮮包裝。而且，將細菌素從包裝膜中緩慢滲透比浸泡或噴涂細菌素的食品更有利，因為浸泡或噴涂會使細菌素與食品內部成分相互作用，從而降低抗菌活性。因此將細菌素固定在緩釋包裝材料中制成抑菌包裝，更有利于細菌素對食品的保鮮。