CN102702551A

CN102702551A - 一种抗菌包装膜的制备方法

Info

Publication number: CN102702551A
Application number: CN2012101975885A
Authority: CN
Inventors: 刘兴海; 王明德
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种抗菌包装膜的制备方法。本发明以多糖为成膜物质、纳米材料为改性材料，生产工艺简单，制备的纳米抗菌包装膜具有抗菌效果好、老化性能优良的优点。在食品和药品上使用该种材料作为包装材料，可有效抑制菌体的生长，达到抗菌、杀菌的目的。多糖降解性能好，废弃后也不会对环境造成污染。

Description

一种抗菌包装膜的制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌包装膜的制备方法，属于高分子材料和包装领域。

背景技术

随着社会的进步和经济的发展，人们对食品的消费需求日益提升，对营养、卫生、安全、食用方便等方面均提出了较高的要求。而食品离不开包装，包装的好坏直接影响食品的质量、档次和市场销售。而食品的质量很大程度上和细菌等微生物的作用有关，能够有效防止微生物的作用将能有效地保护食品的质量，因而抗菌包装应运而生。抗菌包装技术目前遇到的主要问题是：一是安全性问题，即包装膜中的抗菌剂或者包装膜材料本身是否会转移到食品中而影响食品的质量，进而对人体产生危害；二是环境保护问题，市场上常见的包装薄膜通常是以聚乙烯或聚氯乙烯为基材，虽价格低廉、性能稳定，但废弃后不能完全降解，会给环境带来严重污染，并且加重了世界能源危机。

为解决上述两个问题，急需要研究开发一种既安全又环保的抗菌包装材料。来源广泛、生产工艺简单的再生物质壳聚糖具有抗菌功能且成膜性好、生物降解性能好、无毒、无害，是一种较为理想的抗菌包装膜材料。部分纳米材料，如纳米SiO₂能强烈地反射紫外线，大大地减少紫外线对材料的降解作用。在壳聚糖薄膜中加入纳米材料，其老化性能将得到改善，能延长其保存期。

专利CN201110110715.9介绍了一种用于冷藏食品的包装膜，该包装膜具有可食用性和抑菌性，但生产工艺较复杂且老化性能较差；专利CN201010546774.6介绍了一种可食用抗菌包装膜，由于加入了卡拉胶，使得其在有水的环境下性能较差，且老化性能偏差；专利CN201010577744.1介绍了一种具有抗菌功能的海洋多糖多层复合包装膜，该膜机械性能良好、抗菌性能较好，但其属于复合薄膜，生产工艺较复杂，成本较高；专利CN200910101322.4介绍了一种BOPP/PP食品复合包装膜，该膜由多层抗菌层复合而成，抗菌性能优良，但生产工艺复杂；专利CN201010535985.X介绍了一种多功能BOPP烟用包装膜，该膜亦属于复合薄膜，生产工艺复杂，且用途较窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既安全又环保的抗菌包装膜的制备方法。

本发明制备的包装膜以多糖为成膜物质，纳米材料为改性材料。其在食品包装的流通和储藏环节中，能够较好地抑制食品中菌体的生长，同时也能防止外来细菌的二次感染。该包装膜利用多糖分子链中含有丰富的羟基、氨基或羧基等多种官能团，可发生多种化学反应，使用纳米材料对多糖进行改性处理。制备的包装膜无毒、无害、环保，且其较纯多糖膜的老化性能有明显改善。

本发明提供的技术方案是：

一种抗菌包装膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取适量多糖，溶于溶剂中，得到质量百分比浓度0.5%~5%多糖溶液；

（2）将纳米材料加入到制得的多糖溶液中，纳米材料的加入量为纳米材料和多糖总质量的0%~50%，混合均匀，得到纳米材料改性的多糖溶液；

（3）将纳米材料改性的多糖溶液减压脱泡，之后流延成膜，干燥后即得抗菌包装膜。

上述方案中，所述的多糖选自壳聚糖、香菇多糖、右旋糖苷、裂褶菌多糖、茯苓菌丝体多糖或牛漆多糖中一种或几种。

所述的溶剂选自醋酸、甲酸、乙醇、丙酮和醋酸丁酯中的一种或一种以上的混合物。

所述的纳米材料选自纳米SiO₂、纳米TiO₂、纳米ZnO、纳米Ag、纳米ZrO₂中一种或几种。

作为一种优选，

步骤（1）中，多糖溶解的溶液质量百分比浓度为1%~2%。

步骤（2）中，纳米材料的加入量为纳米材料和多糖总质量的0.5~15%。

本发明以多糖为成膜物质、纳米材料为改性材料，生产工艺简单，制备的纳米抗菌包装膜具有抗菌效果好、老化性能优良的优点。

本发明的有益效果是：

（1）安全、无毒、无害，可直接接触食品，作为食品包装膜不会污染食品；

（2）具有抗菌作用，能有效抑制菌体的生长，达到保护食品质量的作用；

（3）材料来源广泛、可再生，生产工艺简单，成本较低；

（4）环保卫生，多糖降解性能好，废弃后不会对环境造成污染；

（5）包装膜中加入纳米材料后，力学性能、老化性能等均得到改善，延长了包装膜的使用时间，增加了包装有效期。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

老化性能的评价指标选择有红外光谱显示的结构变化、外观颜色的变化、力学性能的变化、热学性能的变化等。

实施例中的老化试验条件按照老化试验箱操作说明、GB/T 14522-93、GB/T 12831-91、GB/T 16422.2-1999等标准和文件进行设定，如表1所示：

表1氙弧灯人工气候老化实验条件

实施例1

（1）称取0.3g壳聚糖粉末，加入到20ml质量分数为2%的冰醋酸水溶液中，80℃下搅拌40min，制备成壳聚糖溶液，即壳聚糖铸膜液。冷却后减压脱泡，排除溶液中气体，之后，在玻璃片上流延成膜，自然干燥后取膜即得纯壳聚糖薄膜。

（2）在氙弧灯试验箱中进行薄膜老化试验，在老化前后用红外光谱仪测试薄膜的红外光谱图，并用color-eye 7000A测定薄膜的外观颜色值。

实施例2

（1）称取0.3g壳聚糖粉末，加入到20ml质量分数为2%的醋酸溶液中，80℃下搅拌40min，制备成壳聚糖溶液。冷却后，缓慢滴加0.9g质量浓度1%的硅溶胶，混合均匀，然后减压脱泡除去溶液中气体。之后在玻璃片上流延成膜，自然干燥后取膜即得SiO₂含量为3%的壳聚糖薄膜。

实施例3

（1）称取0.2g壳聚糖和0.1g香菇多糖粉末，加入到20ml质量分数为2%的冰醋酸水溶液中，80℃下搅拌40min，制备成壳聚糖醋酸溶液。冷却后，缓慢滴加4.5g质量浓度1%的硅溶胶，混合均匀，然后减压脱泡除去溶液中气体，在玻璃片上流延成膜，自然干燥后，取膜即得SiO₂含量为15%的壳聚糖和香菇多糖混合薄膜。

实施例4

（1）称取1g牛漆多糖粉末，加入到10ml乙醇和10ml醋酸丁酯的混合溶剂中，80℃下搅拌40min，制备成牛漆多糖溶液。冷却后，缓慢滴加5.0g质量百分比浓度1%的硅溶胶，混合均匀，然后减压脱泡除去溶液中气体，在玻璃片上流延成膜，自然干燥后，取膜即得SiO₂质量百分含量为20%的牛漆多糖薄膜。

实施例5

（1）称取0.3g壳聚糖粉末，加入到20ml质量分数为2%的冰醋酸水溶液中，80℃下搅拌40min，制备成壳聚糖醋酸溶液。冷却后，缓慢滴加1.8g质量浓度1%的氧化锌溶胶，混合均匀，然后减压脱泡除去溶液中气体。之后在玻璃片上流延成膜，自然干燥后取膜即得氧化锌含量为45%的壳聚糖薄膜。

实施例6

（1）称取0.3g壳聚糖粉末，加入到20ml质量分数为2%的冰醋酸水溶液中，80℃下搅拌40min，制备成壳聚糖醋酸溶液。冷却后，缓慢滴加1.8g质量百分比浓度1%的二氧化钛溶胶，混合均匀，然后减压脱泡除去溶液中气体。之后在玻璃片上流延成膜，自然干燥后取膜即得TiO₂含量为6%的壳聚糖薄膜。

以下是关于上面各个实施例老化性能测试的结果，如表2：

表2实施例老化性能测试结果

注[1]：ΔE表示老化前后外观颜色的色差值，由以下公式计算得到：

ΔE＝[(ΔL^*)²+(Δa^*)²+(Δb^*)²]^0.5

式中，ΔE为色差，ΔL^*为明度差，Δa^*为红绿色品差，Δb^*黄蓝色品差。

Claims

1.一种抗菌包装膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的多糖选自壳聚糖、香菇多糖、右旋糖苷、裂褶菌多糖、茯苓菌丝体多糖或牛漆多糖中一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的溶剂选自醋酸、甲酸、乙醇、丙酮和醋酸丁酯中的一种或一种以上的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的纳米材料选自纳米SiO₂、纳米TiO₂、纳米ZnO、纳米Ag、纳米ZrO₂中一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，多糖溶解的溶液质量百分比浓度为1%~2%。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，纳米材料的加入量为纳米材料和多糖总质量的0.5~15%。