CN102585412A - 一种基于精油/β-环糊精包合物的活性包装膜及其制备方法 - Google Patents
一种基于精油/β-环糊精包合物的活性包装膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种新型活性包装膜，该种活性包装膜成膜基材为聚乙烯醇，成膜助剂为乙二醇和十二烷基硫酸钠，含有广谱长效抗菌β-环糊精包合物颗粒，包合物颗粒占活性抗菌膜重量的4～24％。颗粒的粒径为1～100纳米，通过精油从包合物中的缓慢释放以及在膜中的迁移，最后达到在食品表面发挥抗菌作用。本发明的活性包装膜为无色透明薄膜，有淡淡香辛料气味，完整光洁，厚度一致，手感细腻，无明显气泡；具有较好的力学性能，能满足食品包装的力学要求；透明性能善好，用来包装食品时，可以很清楚的看到内装物。
Description
技术领域
本发明涉及一种活性包装膜及其制备方法，属于包装材料技术领域。
背景技术
食品包装多使用以塑料为主的惰性包装材料，这类材料本身不具备任何生物活性，而主要是通过物理方式使被包装食品与外界相对隔绝而保持食品品质。但是随着食品加工、运输和贮存一体化技术的大规模发展，食品的流通扩展到世界各地，不仅需要食品维持较长的货架寿命，而且还要保持营养新鲜的品质。同时随着人们对身体健康的关注以及对食品质量要求的不断提高，又希望食品加工中尽量减少化学添加剂，因此这对从加工产地流通到销售市场的食品储存的安全和质量提出了新的挑战。
在这种时代前提下具有特定功能的活性包装就应运而生。活性包装是通过改变包装内的环境条件，来延长食品的货架期或提高食品的安全性和感官品质的包装体系，按功能特性可分为抗菌、除氧、去湿、除乙烯、风味释放和吸收等类型。活性包装作为一种新型的包装技术大大促进了食品工业的发展，并展示出了其良好的应用前景。
抗菌包装是活性包装中最重要的一种，并得到了人们高度重视和广泛的研究。抗菌包装通过使用具有杀菌作用的包装材料，抑制贮藏过程中食品微生物的生长并避免食品的二次污染，从而延长食品的保质期。因此，与普通包装相比，抗菌包装对确保食品安全以及延长食品货架期的作用更为突出。
环糊精和一些功能性成分包埋之后添加至包装基质中，利用包合物的缓释性能以及环糊精对功能性成分迁移能力的改善，可制备功能性的活性包装材料。对于这一崭新的应用领域，国外现在已经展开了深入的研究，并取得了积极的成果。Plackett等研究了将环糊精-抗菌剂包合物与聚乳酸或聚乳酸聚己内酯共混制备缓释抗菌绿色包装材料，并研究了包装膜对于酪货架寿命的影响。结果表明环糊精-抗菌剂包合物与聚乳酸聚己内酯共混膜可以有效的控制所包装干酪霉菌生长。日本已将CD-保鲜剂或抗菌性物质包合物制成了具有保鲜或抗菌特性的包装材料，并在肉制品保鲜得以应用。2004年，WACKER公司在第16届国际塑胶贸易展览会上宣称并展示了他们成功开发的新型环糊精食品包装工艺技术，这项技术是将系列基础环糊精加入食品包装材料中，利用环糊精对材料中残留有机醛等化合物的吸收，来去除食品包装的不良味道(例如瓶盖或者包装材料)对食品风味的影响。而我国在此领域的研究基本还未起步。
本发明的目的之一在于提供一种活性包装材料。
本发明的目的之二在于提供一种用于食品包装，延长食品货架寿命的活性包装材料。
本发明的目的之三是提供一种食品包装用活性包装材料的制备方法。
发明内容
本发明的活性抗菌膜除含有制膜常用的增塑剂、成膜助剂和表面活性剂外，还含有广谱长效抗菌β-环糊精包合物颗粒，该包合物颗粒的粒径为1～100纳米，包合物颗粒占活性抗菌膜重量的4～24％，膜的厚度和宽度可以自行调整。
上述食品包装用活性抗菌膜的生产方法，其步骤如下：
(1)包合物的制备：称取一定量的β-环糊精，按重量比1∶8的量加入去离子水，加热，待β-环糊精溶解后，加入精油，其加入量为β-环糊精重量的1/6，其中精油预先用70％乙醇溶解，精油与乙醇的比例为1∶10。将上述加入精油的β-环糊精溶解液在70℃，700r/min的条件下包合1～1.5h后取出，冷至室温后置于5℃冰箱静置24h，真空抽滤，将真空抽滤后的包合物用去离子水除去未包合的β-环糊精，用乙醇除去未包合的包合物表面的精油。收集包合物于50℃鼓风干燥箱中干燥至恒重，即得到精油/β-环糊精包合物。
(2)包合物溶解分散：称取一定量的精油/β-环糊精包合物，加入适量的水，用超声波振荡器振荡，使包合物均匀分散，得到精油/β-环糊精包合物分散液。
(3)成膜液的配制：将成膜基材、成膜助剂加入水中，搅拌加热至60℃时加入精油/β-环糊精包合物分散液，继续搅拌加热至成膜基材完全溶解，取出冷却至60℃左右，即得成膜液。
成膜基材为聚乙烯醇，成膜助剂为乙二醇和十二烷基硫酸钠，成膜液中各组分的浓度分别为：聚乙烯醇的浓度为11％～16％，十二烷基硫酸钠的浓度为0.1％～0.4％，乙二醇的浓度为0.5％～2％，包合物的浓度为1％～5％。十二烷基硫酸钠与聚乙烯醇的比例为1∶120～1∶30，乙二醇与聚乙烯醇的比例为1∶30～1∶5，包合物与聚乙烯醇的比例为1∶12～1∶2。
(4)成膜：将成膜液进行真空消泡后在流延机上流延成膜。
本发明的活性包装膜为无色透明薄膜，有淡淡香辛料气味，完整光洁，厚度一致，手感细腻，无明显气泡；具有较好的力学性能，能满足食品包装的力学要求；透明性能善好，用来包装食品时，可以很清楚的看到内装物。
用本发明制备的活性包装膜的优点有：
(1)本发明的活性包装膜对食品病原菌有高效的抑菌活性，根据抗菌塑料——抗菌性能试验方法和抗菌效果(QB/T 2591-2003)试验方法检测，该活性包装膜的抗细菌率≥99％，有强抗细菌作用；该膜接种霉菌后在温度28℃，相对湿度90％RH以上的条件下培养28d后，放大50倍观察，在膜上未见霉菌生长，达到0级抗霉菌标准，有强抗霉菌作用。
(2)在本发明中，所使用的原料安全，制备的活性包装膜具有可降解性，属于环境友好型包装材料。
(3)本发明的活性包装膜生产工艺简单，过程易于控制，容易扩大到工业生产规模。
本发明方法制备的活性包装膜，可以直接用于食品包装，抑制食品病原菌的生长，延长食品货架寿命。
附图说明
图1：具有良好抗菌性的活性包装膜。
图2：活性包装膜对砂糖橘保鲜效果的部分结果。
照片显示出了试验开始30天后的砂糖橘。图2a为纯PVA的包装，图2b为成膜液中精油/β-环糊精包合物的浓度为1％的包装，图2c为成膜液中精油/β-环糊精包合物的浓度为2.3％的包装。
在纯PVA包装和成膜液中精油/β-环糊精包合物的浓度为1％的包装中观察到变化，包装内部分砂糖橘已出现霉菌生长的现象。在成膜液中精油/β-环糊精包合物的浓度为2.3％的包装中，我们观察到没有变化，包装内砂糖橘没有出现长霉腐烂的现象。
具体实施方式
以下我们将用发明人进行的一些试验来解释说明本发明，这些试验说明了活性抗菌膜的制备工艺和抗菌效果。
实施例1
取40g聚乙烯醇、1g十二烷基硫酸钠和8ml乙二醇于500ml烧杯中，加入250ml水。将烧杯置于恒温水浴锅中，在低速搅拌条件下加热至60℃，得到分散液A。称取5g精油/β-环糊精包合物于250ml烧杯中，加入50ml水，将烧杯置于超声振荡器中处理15min至精油/β-环糊精包合物较均匀的分散于水中，得分散液B。将分散液B缓慢加入到分散液A中即为分散液C。将分散液C在低速搅拌条件下继续加热到95℃～100℃至聚乙烯醇完全熔融。取出冷却至60℃左右后真空消泡，即得到成膜液。将成膜液置于50℃水浴锅中保温备用。将成膜液倒入流延成膜机料斗中，根据需要调节好成膜厚度、宽度以及成膜液流出的速度，流延成膜，在流延机上自动干燥，揭膜，得到活性抗菌膜。经检测，该活性包装膜的抗细菌率≥99％，有强抗细菌作用；该膜接种霉菌后在温度28℃，相对湿度90％RH以上的条件下培养28d后，放大50倍观察，在膜上未见霉菌生长，达到0级抗霉菌标准，有强抗霉菌作用。
实施例2
取40g聚乙烯醇、1g十二烷基硫酸钠和5ml乙二醇于500ml烧杯中，加入250ml水。将烧杯置于恒温水浴锅中，在低速搅拌条件下加热至60℃，得到分散液D。称取8g精油/β-环糊精包合物于250ml烧杯中，加入50ml水，将烧杯置于超声振荡器中处理15min至精油/β-环糊精包合物较均匀的分散于水中，得分散液E。将分散液E缓慢加入到分散液D中即为分散液F。将分散液F在低速搅拌条件下继续加热到95℃～100℃至聚乙烯醇完全熔融。取出冷却至60℃左右后真空消泡，即得到成膜液。将成膜液置于50℃水浴锅中保温备用。将成膜液倒入流延成膜机料斗中，根据需要调节好成膜厚度、宽度以及成膜液流出的速度，流延成膜，在流延机上自动干燥，揭膜，得到活性抗菌膜。经检测，制备活性包装膜的抗细菌率≥99％，有强抗细菌作用；该膜接种霉菌后在温度28℃，相对湿度90％RH以上的条件下培养28d后，放大50倍观察，在膜上未见霉菌生长，达到0级抗霉菌标准，有强抗霉菌作用。
实施例3
用于砂糖橘保存的活性包装膜的试验结果。
在这个实施例中，砂糖橘作为容易腐烂的食品。从超市购买时令砂糖橘，从中选出大小一致、无损伤、无病害、成熟、新鲜的砂糖橘。将砂糖橘先用清水清洗干净后，再用无菌水清洗，沥干。将实施例1和实施例2制备的膜裁成15×15cm见方，并用热封仪热封成袋。将果实随机分成多组，每9个果实一组分别装入膜袋中，每个处理做3个重复。并以无抗菌性的PVA包装膜作为对照，观察活性包装膜对砂糖橘保存效果的影响。在实验开始30天后，观察到在实施例2方案制备的包装膜中的砂糖橘在贮放30天后也没有出现腐烂现象，果实的感官也没有明显变化。另一方面，纯PVA包装膜中部分砂糖橘已长霉腐烂。
Claims (7)
1.一种基于精油/β-环糊精包合物的活性包装膜及其制备方法，其特征在于：该活性包装膜包括精油和β-环糊精包合物，所述的包合物是以β-环糊精为壁材，芯材是具有广谱抗菌性能的精油，按重量比，精油/β-环糊精包合物为总量的4％-24％。
2.根据权利要求1所述的一种基于精油/β-环糊精包合物的活性包装膜及其制备方法，其特征在于：所述的精油至少来自丁香。
3.根据权利要求1所述的一种基于精油/β-环糊精包合物的活性包装膜及其制备方法，其特征在于：所述的精油还可以是来自肉桂、八角、牛至等。
4.根据权利要求1所述的一种基于精油/β-环糊精包合物的活性包装膜及其制备方法，其特征在于：所述的精油/β-环糊精包合物的粒径在1～100nm。
5.根据权利要求1所述的一种基于精油/β-环糊精包合物的活性包装膜及其制备方法，其特征在于：所述的包装膜主要是指聚乙烯醇膜。
6.根据权利要求1所述的一种基于精油/β-环糊精包合物的活性包装膜及其制备方法，其特征在于：活性包装膜通过精油从包合物中的缓慢释放以及在膜中的迁移，最后达到在食品表面发挥抗菌作用。
7.获得根据权利要求1至6中任一项所述的活性包装膜的方法，其中包括以下步骤：
A、制备所述精油/β-环糊精包合物；
B、成膜材料溶浆；
C、将在前述步骤中获得的包合物掺入到成膜材料溶浆中制备活性包装膜。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120718 |