本發(fā)明涉及生物防腐劑技術領域，特別涉及了一種生物防腐劑及其制備方法。
背景技術：
防腐劑是指可防止或減緩有機質(zhì)腐敗變質(zhì)的物質(zhì)，在食品藥品和化妝品中添加防腐劑可以抑制真菌、細菌和霉菌等微生物的增長，達到延長保質(zhì)期的效果。
食品腐敗變質(zhì)主要是指以微生物為主的作用，導致食品質(zhì)量下降或失去食用價值的一切變化。食品本身含有豐富的營養(yǎng)成分最易使微生物大量繁殖，并最終導致食品的腐敗變質(zhì)，因此人們嘗試用各種方法去阻止食品腐敗，如低溫保存、隔絕空氣、干燥、高滲、高酸度、使用防腐劑等，其中最為普遍和有效的方法就是添加防腐劑來抑制或殺滅微生物。
為了提高貨架期，食品生產(chǎn)過程中一般采用熱滅菌或添加化學防腐劑的傳統(tǒng)滅菌方法。然而熱滅菌法極大破壞了食品的原有風味及營養(yǎng)成分，化學防腐劑又存在著安全隱患,過量食用或長期食用會危害人體健康,研究者們一直在尋找新型的食品保藏方法?，F(xiàn)今研究較多的主要有兩類，一類是物理方法如超高靜壓滅菌、脈沖電場滅菌、超聲波滅菌、脈沖光滅菌、輻照滅菌及紫外線滅菌，這些滅菌方法在對食品滅菌的同時，對食品的營養(yǎng)成分影響很少，但也存在著設備造價高及操作安全問題，大部分還處在研究階段。另外一類就是天然的生物防腐劑。這些防腐劑一般來源于植物、微生物及動物體,因其天然、高效、無毒或低毒以及不破壞食品的原有風味等顯著特性，成為國際食品添加劑市場的新寵。
現(xiàn)有技術中，CN102860566A公開了一種食品生物防腐劑，由下述組分按重量份組成:乳酸鏈球菌素20-40份，海藻糖10-20份，殼聚糖4-8份，甘氨酸2-4份，竹葉抗氧化物2-4份。該食品生物防腐劑彌補了化學防腐劑的缺陷，無毒無副作用。但是該食品生物防腐劑的抑菌和防腐效果一般，難以滿足市場需求。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種生物防腐劑，具有抑菌范圍廣、防腐效果好的優(yōu)點，同時具有良好的保健功能。
本發(fā)明還提供了一種生物防腐劑的制備方法。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：
一種生物防腐劑，由以下重量份的組分組成：乳酸鏈球菌素20-40份，海藻糖2-8份，殼聚糖5-10份，復合氨基酸10-20份，大蒜4-8份，生姜10-15份，花椒2-6份，丁香1-5份，肉桂2-8份，肉豆蔻2-6份，八角2-5份，茴香3-8份；所述復合氨基酸主要由賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、色氨酸組成。
本發(fā)明的生物防腐劑，由乳酸鏈球菌素、海藻糖、殼聚糖、復合氨基酸、大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角和茴香組分組成。其中，氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，是構成動物營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)；大蒜含有天然的植物廣譜抗菌素，其殺菌能力是青霉素的1/10，能有效地抑制和殺滅食物中的細菌，起到防腐的作用；生姜具有止吐、解毒、增進食欲和促消化的功效；花椒具有除濕止痛，殺蟲解毒和防蠅的作用；丁香具有溫中、暖腎和降逆功能；肉桂、肉豆蔻、八角、茴香等均具有促進食欲和助消化作用。
本發(fā)明的生物防腐劑，由乳酸鏈球菌素、海藻糖、殼聚糖、復合氨基酸、大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角和茴香進行配伍，協(xié)同作用，互補增效，可以擴大抑菌范圍，增強防腐作用，對細菌、霉菌、酵母菌都具有較好的抑菌效果；同時大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香中含有大量的天然活性物質(zhì)，具有生理活性，與氨基酸共同添加，可對人體健康有良好的保健功能，如促進食欲和助消化等作用，具有較好的推廣應用價值。
優(yōu)選的，所述乳酸鏈球菌素、海藻糖、殼聚糖、復合氨基酸的質(zhì)量比為(20-30):(2-6):(5-8):(10-15)。
所述復合氨基酸包括以下重量份的組分：賴氨酸40-60份、蛋氨酸12-20份、蘇氨酸10-15份、甘氨酸5-10份、色氨酸0.5-3.0份。
進一步優(yōu)選的，所述復合氨基酸還包括載體。所述載體與賴氨酸的質(zhì)量比為(1-10):(40-60)。
所述載體由阿拉伯樹膠和麥芽糊精組成，阿拉伯樹膠與麥芽糊精的質(zhì)量比為5:1。
優(yōu)選的，所述大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香的質(zhì)量比為(4-7):(12-15):(2-5):(1-4):(2-6):(2-5):(3-5):(3-6)。
一種上述的生物防腐劑的制備方法，包括以下步驟：
1)取配方量的大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香混合，加熱至40-60℃，加入配方量的復合氨基酸混合后，保溫50-60min，再將溫度降至30-40℃，加入配方量的乳酸鏈球菌素，混合，保溫35-50min，得到第一預制料；
取配方量的海藻糖、殼聚糖混合后，加熱至30-50℃，保溫30-40min，得到第二預制料；
2)將步驟1)所得的第一預制料和第二預制料混合后，即得。
優(yōu)選的，步驟1)中，所述復合氨基酸是由以下重量份的組分組成：賴氨酸40-60份、蛋氨酸12-20份、蘇氨酸10-15份、甘氨酸5-10份、色氨酸0.5-3.0份、載體1-10份。所述載體是由阿拉伯樹膠和麥芽糊精組成，阿拉伯樹膠和麥芽糊精的質(zhì)量比為5:1。將阿拉伯樹膠和麥芽糊精按照5:1的質(zhì)量比混合，即得到載體。
所述復合氨基酸是通過將配方量的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、色氨酸和載體，混合均勻制得的。
優(yōu)選的，步驟1)中，所述乳酸鏈球菌素、海藻糖、殼聚糖、復合氨基酸的質(zhì)量比為(20-30):(2-6):(5-8):(10-15)。
優(yōu)選的，步驟1)中，所述大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香的質(zhì)量比為(4-7):(12-15):(2-5):(1-4):(2-6):(2-5):(3-5):(3-6)。
優(yōu)選的，步驟1)中，所述加熱將溫度升高至46-53℃，加入配方量的復合氨基酸混合后，保溫52-58min。加入配方量的復合氨基酸混合是在30-60r/min的轉(zhuǎn)速下進行。
優(yōu)選的，步驟1)中，保溫50-60min后，將所述溫度降至36-40℃，保溫40-48min。
優(yōu)選的，步驟1)中，在制備第二預制料時，取配方量的海藻糖、殼聚糖混合后，所述加熱將溫度升高至35-40℃，保溫32-38min。在制備第二預制料時，所述混合在40-75r/min的轉(zhuǎn)速下進行。
本發(fā)明的生物防腐劑的制備方法，操作方便，簡單易行，原料來源廣泛、利用率高，可行性好，在制備過程中不會產(chǎn)生廢水、廢氣等有害物質(zhì)，適用于大規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。所得生物防腐劑的抑菌范圍廣，防腐效果好，能夠延長食品的貨架期；同時，無毒副作用，穩(wěn)定性好，可在避光處長期保存，不受溫度、pH影響，水溶性好，添加方便，可顯著延長產(chǎn)品保質(zhì)期，提高食品安全性，具有顯著的經(jīng)濟社會效益。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。
具體實施方式中，載體是由阿拉伯樹膠和麥芽糊精組成，阿拉伯樹膠與麥芽糊精的質(zhì)量比為5:1。將阿拉伯樹膠和麥芽糊精按照5:1的質(zhì)量比混合，即得到載體。
實施例1
本實施例的生物防腐劑由以下重量份的組分組成：乳酸鏈球菌素40份，海藻糖8份，殼聚糖10份，復合氨基酸20份，大蒜8份，生姜15份，花椒6份，丁香5份，肉桂8份，肉豆蔻6份，八角5份，茴香8份。復合氨基酸由以下重量份的組分組成：賴氨酸60份、蛋氨酸20份、蘇氨酸15份、甘氨酸10份、色氨酸3.0份、載體10份。
本實施例的生物防腐劑的制備方法，包括如下步驟：
1)第一預制料的制備：
A、取配方量的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸份、甘氨酸、色氨酸和載體，混合均勻，得到復合氨基酸；
B、取配方量的大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香粉碎后，加入第一反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在40r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至60℃，加入配方量步驟A得到的復合氨基酸混合后，保溫60min，將第一反應釜內(nèi)溫度降至40℃，加入配方量的乳酸鏈球菌素，攪拌，保溫50min，得到第一預制料；
2)取配方量的海藻糖、殼聚糖加入第二反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在50r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至50℃，保溫40min，得到第二預制料；
3)將步驟1)得到的第一預制料和步驟2)得到的第二預制料混合后，攪拌均勻，即得。
實施例2
本實施例的生物防腐劑由以下重量份的組分組成：乳酸鏈球菌素20份，海藻糖2份，殼聚糖5份，復合氨基酸10份，大蒜4份，生姜10份，花椒2份，丁香1份，肉桂2份，肉豆蔻2份，八角2份，茴香3份。復合氨基酸由以下重量份的組分組成：賴氨酸40份、蛋氨酸12份、蘇氨酸10份、甘氨酸5份、色氨酸0.5份、載體1份。
本實施例的生物防腐劑的制備方法，包括如下步驟：
1)第一預制料的制備：
A、取配方量的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸份、甘氨酸、色氨酸和載體，混合均勻，得到復合氨基酸；
B、取配方量的大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香粉碎后，加入第一反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在40r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至40℃，加入配方量步驟A得到的復合氨基酸混合后，保溫50min，將第一反應釜內(nèi)溫度降至30℃，加入配方量的乳酸鏈球菌素，攪拌，保溫35min，得到第一預制料；
2)取配方量的海藻糖、殼聚糖加入第二反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在50r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至30℃，保溫30min，得到第二預制料；
3)將步驟1)得到的第一預制料和步驟2)得到的第二預制料混合后，攪拌均勻，即得。
實施例3
本實施例的生物防腐劑由以下重量份的組分組成：乳酸鏈球菌素30份，海藻糖5份，殼聚糖8份，復合氨基酸15份，大蒜6份，生姜12份，花椒4份，丁香3份，肉桂5份，肉豆蔻4份，八角3份，茴香5份。復合氨基酸由以下重量份的組分組成：賴氨酸54份、蛋氨酸15份、蘇氨酸12份、甘氨酸7份、色氨酸1份、載體3份。
本實施例的生物防腐劑的制備方法：
1)第一預制料的制備：
A、取配方量的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸份、甘氨酸、色氨酸和載體，混合均勻，得到復合氨基酸；
B、取配方量的大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香粉碎后，加入第一反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在40r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至50℃，加入配方量步驟A得到的復合氨基酸混合后，保溫55min，將第一反應釜內(nèi)溫度降至35℃，加入配方量的乳酸鏈球菌素，攪拌，保溫40min，得到第一預制料；
2)取配方量的海藻糖、殼聚糖加入第二反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在50r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至40℃，保溫35min，得到第二預制料；
3)將步驟1)得到的第一預制料和步驟2)得到的第二預制料混合后，攪拌均勻，即得。
實施例4
本實施例的生物防腐劑由以下重量份的組分組成：乳酸鏈球菌素35份，海藻糖6份，殼聚糖9份，復合氨基酸16份，大蒜7份，生姜13份，花椒5份，丁香2份，肉桂7份，肉豆蔻3份，八角4份，茴香7份。復合氨基酸由以下重量份的組分組成：賴氨酸48份、蛋氨酸17份、蘇氨酸13份、甘氨酸8份、色氨酸2份、載體4份。
本實施例的生物防腐劑的制備方法：
1)第一預制料的制備：
A、取配方量的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸份、甘氨酸、色氨酸和載體，混合均勻，得到復合氨基酸；
B、取配方量的大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香粉碎后，加入第一反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在40r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至55℃，加入配方量步驟A得到的復合氨基酸混合后，保溫56min，將第一反應釜內(nèi)溫度降至36℃，加入配方量的乳酸鏈球菌素，攪拌，保溫42min，得到第一預制料；
2)取配方量的海藻糖、殼聚糖加入第二反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在50r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至38℃，保溫34min，得到第一預制料；
3)將步驟1)得到的第一預制料和步驟2)得到的第二預制料混合后，攪拌均勻，即得。
實施例5
本實施例的生物防腐劑由以下重量份的組分組成：乳酸鏈球菌素20份，海藻糖2份，殼聚糖5份，復合氨基酸10份，大蒜4份，生姜12份，花椒2份，丁香1份，肉桂2份，肉豆蔻2份，八角3份，茴香3份。復合氨基酸由以下重量份的組分組成：賴氨酸50份、蛋氨酸18份、蘇氨酸11份、甘氨酸9份、色氨酸2.5份、載體5份。
本實施例的生物防腐劑的制備方法：
1)第一預制料的制備：
A、取配方量的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸份、甘氨酸、色氨酸和載體，混合均勻，得到復合氨基酸；
B、取配方量的大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香粉碎后，加入第一反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在30r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至50℃，加入配方量步驟A得到的復合氨基酸混合后，保溫51min，將第一反應釜內(nèi)溫度降至38℃，加入配方量的乳酸鏈球菌素，攪拌，保溫37min，得到第一預制料；
2)取配方量的海藻糖、殼聚糖加入第二反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在40r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至39℃，保溫35min，得到第二預制料；
3)將步驟1)得到的第一預制料和步驟2)得到的第二預制料混合后，攪拌均勻，即得。
實施例6
本實施例的生物防腐劑由以下重量份的組分組成：乳酸鏈球菌素25份，海藻糖4份，殼聚糖7份，復合氨基酸12份，大蒜6份，生姜13份，花椒4份，丁香2份，肉桂5份，肉豆蔻3份，八角4份，茴香5份。復合氨基酸由以下重量份的組分組成：賴氨酸45份、蛋氨酸17份、蘇氨酸13份、甘氨酸6份、色氨酸1.5份、載體8份。
本實施例的生物防腐劑的制備方法：
1)第一預制料的制備：
A、取配方量的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、色氨酸和載體，混合均勻，得到復合氨基酸；
B、取配方量的大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香粉碎后，加入第一反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在40r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至46℃，加入配方量步驟A得到的復合氨基酸混合后，保溫52min，將第一反應釜內(nèi)溫度降至36℃，加入配方量的乳酸鏈球菌素，攪拌，保溫40min得到第一預制料；
2)取配方量的海藻糖、殼聚糖加入第二反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在50r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至35℃，保溫32min，得到第二預制料；
3)將步驟1)得到的第一預制料和步驟2)得到的第二預制料混合后，攪拌均勻，即得。
實施例7
本實施例的生物防腐劑由以下重量份的組分組成：乳酸鏈球菌素30份，海藻糖6份，殼聚糖8份，復合氨基酸15份，大蒜7份，生姜15份，花椒5份，丁香4份，肉桂6份，肉豆蔻5份，八角5份，茴香6份。復合氨基酸由以下重量份的組分組成：賴氨酸55份、蛋氨酸19份、蘇氨酸14份、甘氨酸8份、色氨酸2份、載體6份。
本實施例的生物防腐劑的制備方法：
1)第一預制料的制備：
A、取配方量的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸份、甘氨酸、色氨酸和載體，混合均勻，得到復合氨基酸；
B、取配方量的大蒜、生姜、花椒、丁香、肉桂、肉豆蔻、八角、茴香粉碎后，加入第一反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在60r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至53℃，加入配方量步驟A得到的復合氨基酸混合后，保溫58min，將第一反應釜內(nèi)溫度降至40℃，加入配方量的乳酸鏈球菌素，攪拌，保溫48min，得到第一預制料；
2)取配方量的海藻糖、殼聚糖加入第二反應釜內(nèi)，開動攪拌機，在75r/min的轉(zhuǎn)速下，將溫度升高至40℃，保溫38min，得到第二預制料；
3)將步驟1)得到的第一預制料和步驟2)得到的第二預制料混合后，攪拌均勻，即得。
試驗例1
生物防腐劑的抑菌試驗
1)實驗材料
菌種：大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌、枯草桿菌、黃曲霉、白色念珠菌。
培養(yǎng)基：營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基、霉菌液體培養(yǎng)基、麥芽汁液體培養(yǎng)基。
2)菌液的制備
細菌菌液的制備：將待試細菌菌種分別用接種環(huán)在斜面接一環(huán)于營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基中，在37℃培養(yǎng)24h后放入4℃冰箱備用。
霉菌菌液的制備：將待試霉菌菌種分別用接種環(huán)在斜面接一環(huán)于霉菌液體培養(yǎng)基，在28℃培養(yǎng)72h后放入4℃冰箱備用。
酵母菌菌液的制備：將待試酵母菌菌種分別用接種環(huán)在斜面接一環(huán)于麥芽汁液體培養(yǎng)基，在28℃培養(yǎng)48h后放入4℃冰箱備用。
3)菌懸液制備
將活化的菌種用無菌生理鹽水稀釋配制成不同濃度的菌懸液，根據(jù)麥氏濁度單位(MCF)用細菌濁度儀測量配制菌懸液的濃度，活菌數(shù)為2.5×106-108個/ml，放置備用。
4)抑菌試驗
分別取施例1-7中所得生物防腐劑加入質(zhì)量濃度為5％的醋酸水溶液中，制成不同濃度的各實施例生物防腐劑的分散液。吸取0.1mL的菌液，用涂抹棒均勻涂布在營養(yǎng)肉汁瓊脂培養(yǎng)基表面，用無菌鑷子分別夾取已浸入所制得的各分散液中的濾紙，貼在含菌的培養(yǎng)皿上，每個培養(yǎng)皿相同位置放置7片濾紙。蓋上培養(yǎng)皿，放置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后取出，用游標卡尺測量抑菌圈的直徑(mm)，即為該藥對細菌的抑菌結(jié)果。抑菌圈直徑小于10mm為低度敏感，在10-18mm之間為中度敏感，大于18m為高度敏感。試驗結(jié)果見表1-7。
表1實施例1不同濃度的防腐劑抑菌實驗
表2實施例2不同濃度的防腐劑抑菌實驗
表3實施例3不同濃度的防腐劑抑菌實驗
表4實施例4不同濃度的防腐劑抑菌實驗
表5實施例5不同濃度的防腐劑抑菌實驗
表6實施例6不同濃度的防腐劑抑菌實驗
表7實施例7不同濃度的防腐劑抑菌實驗
試驗結(jié)果如表1-7所示。試驗結(jié)果表明，本發(fā)明不同濃度的生物防腐劑對大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌、枯草桿菌、黃曲霉和白色念珠菌都有一定的抑菌作用，且隨著濃度的增加抑菌作用增強。本發(fā)明的生物防腐劑對細菌、霉菌都具有較好的抑菌效果，防止細菌、霉菌在食物中生長、繁殖，而且，由于生物防腐劑的價格低、安全、無毒副作用，且具有促進食欲和促進消化的功效，所以，具有較好的推廣應用價值。
試驗例2
為了測試本發(fā)明的生物防腐劑在肉制品中，對各種致病菌和腐敗菌的作用，進行了以下試驗：先將生物防腐劑加入質(zhì)量濃度為5％的醋酸水溶液中，制成生物防腐劑的分散液，然后噴灑在肉的表面，對于火腿片或細香腸等真空包裝產(chǎn)品，在裝袋封口之前，將防腐劑分散液以點滴方式添加到肉制品上。由于本發(fā)明的生物防腐劑不能夠耐受高溫蒸煮，所以，必須在產(chǎn)品完成熱處理之后，才能夠?qū)⒎栏瘎┨砑拥绞熘破分?。試驗結(jié)果表明，在常溫以及較低溫度下，本發(fā)明的生物防腐劑對肉制品中大腸桿菌細菌都有抑制作用。此外，本發(fā)明的生物防腐劑也能夠抑制金黃色葡萄球菌和其他革蘭氏陰性細菌，還可以控制天然乳酸菌，經(jīng)感官評價顯示，添加了本發(fā)明的生物防腐劑的肉制品，經(jīng)過長時間的儲藏，仍然具有較佳的質(zhì)量。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。