CN102492162B - 一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合生物抗菌薄膜及其制备方法 - Google Patents
一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合生物抗菌薄膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合抗菌薄膜的生产方法，以甘油和乙二醇中的一种或两种为复配增塑剂，采用熔融共混法制备了ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合高分子聚合膜。ε-聚赖氨酸的加入使薄膜具有了很好的抑菌活性，可作为包装材料和农业地膜使用。
Description
技术领域
本发明属于生物化工领域，涉及一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合生物抗菌薄膜的制备方法。
背景技术
ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种微生物产生的赖氨酸同聚物，由赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基连接而成。1977年，Shima和Sakai首次在Streptomyces albulus NBRC 14147菌株的发酵清液中发现这种氨基酸多聚物。ε-聚赖氨酸是一种对人体安全无毒的聚阳离子多肽，能够抑制革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性菌、真菌甚至某些病毒，抑菌谱广泛。自从通过小鼠实验证明ε-PL安全性后，日本、韩国、美国等国家将其作为天然食品防腐剂并广泛应用。
聚乙烯醇具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性，其水溶液有很好的粘接性和成膜性，主要用于纺织行业经纱浆料、织物整理剂、维尼纶纤维原料；建筑装潢行业107胶、内外墙涂料、粘合剂；化工行业用作聚合乳化剂、分散剂及聚乙烯醇缩甲醛、缩乙醛、缩丁醛树脂；造纸行业用作纸品粘合剂；农业方面用于土壤改良剂、农药粘附增效剂和聚乙烯醇薄膜；还可用于日用化妆品及高频淬火剂等方面。
据检索，发现以下相关文献和专利。
2003年1月《高分子材料科学与工程》第19卷第1期发表了李莉等人的论文“聚乙烯醇吹塑薄膜的力学性能”，采用哈克挤出-吹塑设备制备了PVA吹塑薄膜。研究了热处理条件对薄膜水含量、结晶以及力学性能的影响。
2009年5月《材料导报》第23卷第5期发表了王康建等人的论文“壳聚糖/聚乙烯醇共混膜的结构表征及性能研究”，由壳聚糖和聚乙烯醇的醋酸水溶液共混，流延成膜，然后用1mol/L的NaOH水溶液处理，成功制得具有互穿网络结构的壳聚糖/聚乙烯醇二元共混膜。采用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对共混膜进行了结构表征，并对共混膜的透光率、吸水率、保水率、力学性能、透水汽率、热稳定性等方面进行了测试。结果表明，共混膜中壳聚糖与聚乙烯醇具有良好的相容性，其中壳聚糖与聚乙烯醇分子间的作用力使共混膜理化性能得到了显著改善。
专利ZL 03120724.3公开了由聚合度为1500～5000、乙烯单元含量为1～4mol％、1，2-乙二醇结合量是1.4mol％以下的改性聚乙烯醇制膜得到的YI值是20以下的聚乙烯醇系膜。由该聚乙烯醇系膜能够制造出偏光性能和耐久性良好、色调的变化少，而且不含夹杂物的偏光膜。
上述专利文件主要集中在聚乙烯醇膜的制备上，但都没有研究ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合制备抗菌膜，与本专利存在本质区别。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好抗菌性的ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜的制备方法，本发明通过添加生物防腐剂ε-聚赖氨酸的方法，使ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合抗菌薄膜的抑菌率超过95％。
本发明实现目的的技术方案是：制备时先在反应器内加入蒸馏水；再加入1～3％(W/V)的增塑剂，打开电动搅拌器将溶液搅拌均匀；再加入0.25～2％(W/V)的ε-聚赖氨酸，搅拌均匀；再加入1～4％(W/V)的聚乙烯醇，于15～40℃溶胀1～3h，于95～100℃保温3～4h；取熔融液倒入模具中，20～80℃干燥成膜。
本发明的优点和积极效果是：本发明通过在制备过程中添加生物防腐剂ε-聚赖氨酸，较不添加ε-聚赖氨酸的对照组抑菌率达到95％以上，可用作包装材料和农业地膜。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1：
一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜的制备方法，步骤如下：
连接水浴锅、电动搅拌器和三口烧瓶；向水浴锅中加入自来水，将温度计放入水浴锅中，打开水浴锅于20℃；向三口烧瓶中加入100ml蒸馏水；加入1g甘油和0.25g乙二醇，打开电动搅拌器将溶液搅拌均匀；加入0.625g的ε-聚赖氨酸，搅拌均匀；加入2.875g的聚乙烯醇于20℃溶胀1.5h，于95℃保温3h；用量筒量取5ml的熔融液于培养皿中，25℃干燥成膜。
对照为不添加ε-聚赖氨酸的处理，其它条件与实施例1一致，实施例1制备的ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜抑菌率为95.0％。
实施例2：
一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜的制备方法，步骤如下：
连接水浴锅、电动搅拌器和三口烧瓶；向水浴锅中加入自来水，将温度计放入水浴锅中，打开水浴锅于20℃；向三口烧瓶中加入100ml蒸馏水；加入1g甘油和0.25g乙二醇，打开电动搅拌器将溶液搅拌均匀；加入1.25g的ε-聚赖氨酸，搅拌均匀；加入2.875g的聚乙烯醇于20℃溶胀1.5h，于95℃保温3h；用量筒量取5ml的熔融液于培养皿中，25℃干燥成膜。
对照为不添加ε-聚赖氨酸的处理，其它条件与实施例2一致，实施例2制备的ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜抑菌率为95.6％。
实施例3：
一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜的制备方法，步骤如下：
连接水浴锅、电动搅拌器和三口烧瓶；向水浴锅中加入自来水，将温度计放入水浴锅中，打开水浴锅于20℃；向三口烧瓶中加入100ml蒸馏水；加入0.75g甘油和0.5g乙二醇，打开电动搅拌器将溶液搅拌均匀；加入0.625g的ε-聚赖氨酸，搅拌均匀；加入2.875g的聚乙烯醇于20℃溶胀1.5h，于95℃保温3h；用量筒量取5ml的熔融液于培养皿中，50℃干燥成膜。
对照为不添加ε-聚赖氨酸的处理，其它条件与实施例3一致，实施例3制备的ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜抑菌率为95.4％。
实施例4：
一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜的制备方法，步骤如下：
连接水浴锅、电动搅拌器和三口烧瓶；向水浴锅中加入自来水，将温度计放入水浴锅中，打开水浴锅于20℃；向三口烧瓶中加入100ml蒸馏水；加入1g甘油和0.25g乙二醇，打开电动搅拌器将溶液搅拌均匀；加入0.625g的ε-聚赖氨酸，搅拌均匀；加入1.875g的聚乙烯醇于20℃溶胀1.5h，于95℃保温3h；用量筒量取5ml的熔融液于培养皿中，80℃干燥成膜。
对照为不添加ε-聚赖氨酸的处理，其它条件与实施例4一致，实施例4制备的ε-聚赖氨酸聚乙烯醇生物复合薄膜抑菌率为96.2％。
Claims (2)
1.一种ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合抗菌薄膜的制备方法，制备时先在反应器内加入蒸馏水，再加入1～3％W/V的增塑剂，将溶液搅拌均匀，再加入0.25～2％W/V、聚合度为10～35的ε-聚赖氨酸，搅拌均匀，再加入1～4％W/V、聚合度为1750±50的聚乙烯醇，于15～40℃溶胀1～3h，于95～100℃保温3～4h，取熔融液倒入模具中，20～80℃干燥成膜。
2.根据权利要求1所述的ε-聚赖氨酸聚乙烯醇复合抗菌薄膜的制备方法，其特征在于：增塑剂为乙二醇或甘油和乙二醇的混合物，甘油和乙二醇质量比为0∶1～4∶1。
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