[发明专利]一种交联壳聚糖食品防腐剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一种交联壳聚糖食品防腐剂及其制备方法和应用，属于食品添加剂制造领域

背景技术：

壳聚糖具有较好的杀菌效果已有大量的公开报道，但与常用的食品防腐剂比较，杀菌效果尚不够强，达不到食品防腐的要求。壳聚糖属海洋生物资源产品，其在人体胃液中可降解为单糖（氨基葡萄糖）或寡糖，而其单糖和寡糖是对人体有益的功能成分，因而作为食品防腐剂应用，人体安全性很高。为此，国内外科技人员为提高壳聚糖的杀菌效果开展了大量的研究，也取得一定的进展。如将锌银化合物纳米粒附着于壳聚糖，可明显提高其杀菌效果；或以戊二醛共价交联壳聚糖，制成粒径50～100纳米的纳米粒，杀菌效果可达到现行食品防腐剂的水平。但锌银纳米粒和戊二醛对人体健康均有一定的影响，故实际应用尚有困难。

发明内容

本发明为提高壳聚糖的杀菌效果，使之能达到食品防腐的要求，研究了铁离子螯合离子交联的制备方法，制成的交联壳聚糖杀菌效果可达到现行食品防腐剂的水平，为人类提供一种高安全性的食品防腐剂。

本发明采用的技术方案是：

一种交联壳聚糖食品防腐剂的制备方法，所述方法为：

向体积分数1.0～2.0%的醋酸水溶液中加入壳聚糖原料，壳聚糖的加入质量以醋酸水溶液的体积计为0.02～0.03g/mL，搅拌溶解，调pH值至4.0～6.0（优选4.5～5.5），得壳聚糖原料液，壳聚糖原料液中按每克壳聚糖加500～1000活力单位的量加入α淀粉酶，然后在40℃～70℃（优选45～60℃）保温下，搅拌酶解反应1～2小时，制得平均分子量5万～15万的壳聚糖，酶解反应结束后反应液加热至沸腾，杀灭淀粉酶活力，冷却至室温，过滤，所得滤液加去离子水稀释至壳聚糖的浓度为0.006～0.013g/ML（优选0.0077～0.012g/mL），调pH至3.0～5.0，所得稀释液中加入吐温80，吐温80的加入质量以稀释液的体积计为0.4～1.2mg/L，然后机械搅拌乳化10～25分钟，乳化后保持机械搅拌，加入硫酸铁，硫酸铁的加入质量以稀释液的体积计为120～360微克/毫升（优选120～300微克/毫升），再搅拌5～8分钟，静置10～30分钟后，在搅拌下向所得混合液中滴加1.2～2.0克/升的三聚磷酸钠水溶液，所述三聚磷酸钠水溶液中三聚磷酸钠的质量为壳聚糖质量的4.0～7.0%（优选5.0～6.7%），滴加完毕后停止搅拌，制得螯合铁离子的交联壳聚糖溶液；

在上述制得的螯合铁离子的交联壳聚糖溶液中加入食盐，搅拌溶解完全，真空加热干燥至水份含量5wt%以下，所得粉末即为交联壳聚糖食品防腐剂；所述食盐的加入量是按壳聚糖原料的质量计，使干燥后的交联壳聚糖食品防腐剂中壳聚糖的质量分数为2.5%。

本发明所述方法中，所述原料壳聚糖、醋酸、α淀粉酶、吐温80、三聚磷酸钠、硫酸铁、硫酸、氢氧化钠均为食品级或以上。

所述调pH值至4.0～6.0一般可用1.0～2.0mol/L的氢氧化钠水溶液调pH值至4.0～6.0。

所述调pH至3.0～5.0一般可用1.0～2.0mol/L的硫酸调pH至3.0～5.0。

所述机械搅拌乳化优选在500～1500转/分钟转速下进行机械搅拌乳化，乳化时间为10～25分钟。

所述滴加1.2～2.0克/升的三聚磷酸钠水溶液一般按1.0～4.0毫升/分钟的速度滴加。

所述真空加热干燥一般是在0.1大气压的真空条件下，70℃干燥。

本发明还提供按上述方法制得的交联壳聚糖食品防腐剂。

本发明提供的交联壳聚糖食品防腐剂可作为食品防腐剂的应用。

本发明工艺特点在于，以α淀粉酶酶解得到分子量5-15万的壳聚糖，然后以吐温80乳化壳聚糖水溶液后再进行离子交联，加入硫酸铁，制得螯合铁离子的交联壳聚糖。

本发明的有益效果在于：本发明所研制的交联壳聚糖，选用的α淀粉酶、吐温80、三聚磷酸钠、硫酸铁及醋酸、硫酸、氢氧化钠均达到食品级的要求，壳聚糖在人体胃液中将降解为单糖（氨基葡萄糖）和寡糖，氨基葡萄糖及其寡糖是对人体健康有益成分，因而，交联壳聚糖作为食品防腐剂，人体安全性相当高。本发明所研制的交联壳聚糖杀菌效果达到了现行国家已批准使用的食品防腐剂的水平，并且具有很高的人体安全性。本发明的交联壳聚糖防腐剂产品与目前我国及国际上许多国家已批准使用的，被认为人体安全性良好的食品防腐剂乳酸链球菌素作杀菌比较，按乳酸链球菌素的杀菌方法开展比较试验，结果表明交联壳聚糖的杀菌性能优于乳酸链球菌素。