一种采用蚕丝纳米纤维的指示膜制备方法和应用

本发明涉及肉类食品检测，尤其涉及采用蚕丝纳米纤维的指示膜制备方法，具体涉及一种添加姜黄素的蚕丝纳米纤维指示膜的制备方法和应用。背景技术：1、肉类作为人体营养成分的重要来源，近年来消费量逐年攀升，消费者对于鲜嫩、健康、安全的肉类需求正在增长。但肉类极易腐败变质，挥发性盐基氮(tvb-n)是肉中蛋白质分解产生的氨和胺的数量，是肉类腐败的一个重要指标。肉类变质过程中产生的挥发性成分会改变其内外性质的ph值，因此ph值可以作为评价肉类腐败的重要指标。2、传统上评估肉类质量的分析方法需要取样，而且复杂、耗时且昂贵。因此，需要开发一种非破坏性的、易于操作的、低成本的和有良好表征特性的分析方法作为监测猪肉新鲜度的在线指标。3、指示膜是一种能够反映环境变化或物质浓度变化的薄膜材料，在环境监测、食品安全、医疗诊断等领域具有广泛的应用前景。目前，常用的指示膜材料主要包括聚合物、金属氧化物、石墨烯等，但这些材料存在制备工艺复杂、成本高昂、对人体健康有害、稳定性差等问题。4、虽然，现有技术cn113080251 a中公开蚕丝、姜黄素，制备可食性复合涂膜材料，但其中具体涉及蚕丝中丝胶蛋白；cn110483926a中公开于姜黄素双向指示凝胶膜，但其主要解决现有的油墨打印包装大多有毒等问题，提供一种基于姜黄素双向指示凝胶膜，可在凝胶表面打印信息，并实现一种智能包装可同时双向指示水产品和乳制品品质检测的功能；cn110863354 a中公开种肉制品多功能保鲜膜，但其涉及的纳米纤维膜以静电纺丝机等。5、因此，开发一种制备简单、成本低廉、稳定性好的指示膜材料具有重要意义。蚕丝纤维作为一种纯天然高分子材料，具有优异的机械性能、良好的生物相容性和可控的生物降解性，具有可降解、对环境无污染、对人体无害等优势，在医学、食品、化妆品等领域具有广阔的应用前景。同时，姜黄素(cur)作为一种天然化合物，是植物界稀有的具有二酮结构的色素，其分子两端存在两个羟基，在碱性条件下分子易发生电子云偏离的共轭效应，会导致姜黄素分子的二酮结构发生酮-烯醇互变异构，在碱性环境下，主要以烯醇式结构稳定存在，颜色呈现为红棕色，在中性、酸性时主要以酮式结构存在，呈黄色。利用姜黄素在检测酸碱反应方面的高度敏感性，可用作监测食品质量的ph指示剂。技术实现思路1、本发明旨在克服现有技术的不足，提出了一种采用蚕丝纳米纤维的指示膜制备方法和应用。在本技术方案中，以蚕丝纳米纤维为基材，通过添加姜黄素来赋予其生物活性，保证制备的复合指示膜能较好地区分不同新鲜度的生鲜肉类，该制备方法简单、高效，并且具有良好的可操作性，具有广泛的应用前景。2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：3、本技术方案第一目的在于，提供：一种采用蚕丝纳米纤维的指示膜制备方法，包括以下步骤：4、s1：选取缫丝厂废弃蚕丝，配制na2co3溶液，备用；5、s2：将废弃蚕丝放入至na2co3水溶液中，对天然蚕丝进行脱胶处理，得到脱胶蚕丝；6、s3：将脱胶蚕丝加入至以柠檬酸和氯化胆碱组成的des体系中，油浴浸泡并使用搅拌器搅拌均匀，使蚕丝充分溶胀；7、s4：将蚕丝分散液进行机械破碎处理，使蚕丝完全裂纤，得到蚕丝纳米纤维溶液；8、s5：在25℃条件下，将蚕丝纳米纤维溶液倾倒于聚四氟乙烯模板中，风干手动揭下，即得蚕丝纳米纤维膜；9、s6：使用乙醇作为溶剂，配制不同浓度的姜黄素溶液，室温下磁力搅拌制备，用铝箔包裹排除光照影响；10、s7：在25℃条件下，将snf膜浸入姜黄素溶液中，得指示膜，将指示膜真空包装，并在室温下避光储存备用，11、进一步地，在步骤s1中，具体为配制0.01-0.03mol/l的na2co3水溶液，备用。12、进一步地，在步骤s2中，具体为：13、以1:90-110的质量比计，将废弃蚕丝放入至na2co3水溶液中，在95-105℃下保温1-1.5h，利用丝胶对于化学试剂的敏感性去除表面丝胶，即对天然蚕丝进行脱胶处理，得到脱胶蚕丝，取出脱胶蚕丝用蒸馏水多次冲洗，脱胶率为7.3％。14、进一步地，步骤s3的具体步骤为：15、将脱胶蚕丝加入至以柠檬酸和氯化胆碱组成的des体系中，于100-110℃条件下，油浴浸泡2-4h，在转速为600rpm下搅拌均匀，这种操作可以让蚕丝丝素蛋白和纳米原纤之间的结合力减弱，使蚕丝达到充分溶胀的效果；16、然后，洗净溶胀后的蚕丝；加入至超纯水中，搅拌均匀，得到蚕丝分散液；17、进一步地，步骤s4的具体步骤为：18、将蚕丝分散液进行机械破碎处理9-27min，使蚕丝完全裂纤，得到蚕丝纳米纤维溶液；19、在机械破碎中，破碎功率为800w,用此种方法处理得到的蚕丝纳米纤维大多数直径在200nm以内。20、进一步地，在步骤s6中，使用10ml的80％的乙醇溶液，配制1-7wt％浓度的姜黄素溶液，室温下磁力搅拌4h，用铝箔包裹排除光照影响。21、进一步地，在步骤s6中，用10ml的80％的乙醇溶液，配制3wt％浓度的姜黄素溶液，室温下磁力搅拌4h，用铝箔包裹排除光照影响。22、本技术方案第二目的在于，提供：将上述制备的指示膜用于评价生鲜肉类的新鲜度。23、进一步的，指示膜用于监测肉类新鲜度的具体操作步骤如下：将智能指示膜与鲜肉共同存放于透明保鲜盒内，随着肉类储存时间的延长，能观察到指示膜的颜色逐渐由黄至红，呈现明显的色差值随时间增加而加剧的趋势；每日记录指示膜的颜色变化，可根据指示膜颜色的变化评估肉类的新鲜度，实现可视化检测，指示膜的颜色出现由黄至红的变化，说明该鲜肉已不新鲜处于腐败状态，不再适宜食用。24、为了更好的说明，以下对本发明设计的机理进一步阐述：25、姜黄素分子两端两个羟基的存在，使得该分子在碱性条件下易发生电子云偏离的共轭效应，导致其二酮结构存在着酮-烯醇互变异构，在碱性环境下，其主要以烯醇式结构稳定存在，颜色呈现为红棕色，而在酸性和中性环境中主要以酮式结构存在，并呈现为亮黄色，因而可用作化学酸碱指示剂；26、姜黄素醇溶液与蚕丝纳米纤维膜的孔隙接触时，由于膜表面的张力作用、溶液的内聚力与附着力的差异，产生毛细管压力，促进溶液渗透到毛细管内部，使姜黄素中的活性组分吸附到载体上。在肉品腐败变质的过程中，蛋白质分解产生挥发性碱性物质有机胺分子，造成环境ph值的上升，结合蚕丝纳米纤维的多孔结构对胺分子的扩散作用，可以更精准的监测到碱性气体的释放，这种作用促使复合膜发生颜色转变，根据颜色的变化情况实时判断肉类新鲜程度。27、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：28、采用天然蚕丝为原料，制备的指示膜工艺简单，成本低廉，绿色环保、可食用，安全性高。指示膜以姜黄素作为颜色指示剂，具有绿色、环保、对人体健康无害等优势，在不直接接触肉的情况下即可进行实时监测，增强了膜的功能性，指示效果好；29、本发明制得的指示膜颜色变化范围为6-14，能用肉眼识别，灵敏度高，能适应肉类腐败变质过程中的高湿环境，随着肉不断腐败变质，挥发性盐基氮等物质增加，从而导致保鲜盒内环境变为碱性，指示膜的颜色向碱性色泽方向发生变化；30、对食物新鲜度检测通常为破坏性实验，表现为食材结构的破坏。因此，如何在不破坏食材结构的前提下就能准确地识别食材的新鲜程度，使得智能在薄膜成为当下研究的一个热点，而本发明中的指示膜具有较大的发展前景和优越的经济性。