CN103849127A - 一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜及其制备方法，所述抗菌微胶囊聚乳酸包装膜包括如下各组分：β-环糊精为5~6重量份、反式-2-己烯醛为0.26~0.49重量份、乙醇为306~577重量份、聚乳酸为40~60重量份和二氯甲烷为3.54~5.30重量份；取反式-2-己烯醛与乙醇配制反式-2-己烯醛乙醇溶液、取β-环糊精、去离子水和反式-2-己烯醛乙醇溶液真空干燥配制包合物粉末、取聚乳酸和二氯甲烷配制聚乳酸基础液以及将包合物粉末与聚乳酸基础液混合并平铺烘烤、冷却至室温，揭下平板上的薄膜即为抗菌微胶囊聚乳酸包装膜。本发明的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的断裂伸长率为4%~10%，拉伸强度为57.31MPa~82.56MPa，刚度为24188N/m~33615N/m。
Description
技术领域
本发明公开了一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜，本发明还公开了一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法。
背景技术
随着经济发展和社会进步，人们日益关注食品安全问题。食品在生产、贮存、运输和销售等过程中，既需要注意食品的货架期，又要在保质期内确保食品品质不变。其中，影响食品安全的主要因素之一是微生物。传统上，食品包装前抗菌剂直接被纳入食品加工的配方中，多为直接加入食品内部以抑制细菌增长延缓食品变质。这种添加方法的弊端：一方面是消费者在保质期初期食用会摄入过多的抗菌剂，并随着保质过程中抗菌剂的消耗，其对食品的保护终会停止，导致货架后期食品变质过快；另一方面，因表面微生物生长是食品腐坏的主要原因之一，而传统添加方法未能把抗菌剂集中释于食品表面这个变质反应最容易发生的地方，而在很少发生变质的食品内部添加了过多不必要的抗菌剂。保鲜加工中为防止食品的变质，唯一的解决办法就是在食品中预先添加过多的不必要的抗菌剂。近年来，消费市场食品抗菌剂尤其是合成抗菌剂添加最小化甚至零添加的趋势，要求包装食品在不添加过多抗菌剂的情况下尽可能延长货架期。食品的保鲜与储存需要一种能够持续向食品表面补充抗菌剂的包装。在此背景下缓释包装应运而生，缓释包装是新一代包装技术，也是当前最具创新性和挑战性的活性包装技术之一。当前，食品和包装行业科研人员已开始共同致力于研发多种环境友好型的包装系统，其中可食用包装薄膜作为一种绿色、无污染、易降解的包装材料，替代现有塑料包装薄膜可以避免塑料造成的环境污染问题，同时也能避免因塑料中毒性化学物迁移造成的食品安全问题。针对以上问题，通过在可食包装材料内部添加或者表面涂布天然抗菌剂，来实现对微生物的抑制及杀死，可以在提高被包装食品质量、有效延长保质期的同时，降低包装材料对环境的污染。
反式-2-己烯醛作为一种存在于天然果蔬中的芳香成分的物质，在我国已经被列入食品级的香味物质添加剂，研究表明，反式-2-己烯醛对茶、葡萄、苹果切片等有很好的抗菌作用。但是反式-2-己烯醛本身具有挥发性，而且浓度大时有刺激性气味，这限制了它在食品包装中的应用。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有抗菌剂缓释效果、表面光滑、机械强度符合要求的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜。
本发明的另一目的是提供一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法。
按照本发明提供的技术方案，所述抗菌微胶囊聚乳酸包装膜包括如下各组分：β-环糊精为5~6重量份、反式-2-己烯醛为0.26~0.49重量份、乙醇为306~577重量份、聚乳酸为40~60重量份和二氯甲烷为3.54~5.30重量份，且所述聚乳酸的分子量为90000~110000；取反式-2-己烯醛与乙醇配制反式-2-己烯醛乙醇溶液、取β-环糊精、去离子水和反式-2-己烯醛乙醇溶液真空干燥配制包合物粉末、取聚乳酸和二氯甲烷配制聚乳酸基础液以及将包合物粉末与聚乳酸基础液混合并平铺烘烤、冷却至室温，揭下平板上的薄膜即为抗菌微胶囊聚乳酸包装膜。
本发明一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法包括以下步骤：
a、将0.26~0.49重量份的反式-2-己烯醛溶解在306~577重量份的乙醇中，搅拌均匀得到反式-2-己烯醛乙醇溶液；
b、将5~6重量份的β-环糊精和100~110重量份的去离子水加入到反应容器中并搅拌均匀，将反应容器置于80~85℃的水浴中加热2~3小时，水浴加热后加入反式-2-己烯醛乙醇溶液，保温搅拌2~3小时，保温搅拌结束后将反应容器放于真空干燥箱中，在80~85℃条件下真空干燥2~3小时，得到包合物粉末；
c、将40~60重量份的聚乳酸颗粒加入3.54~5.30重量份的二氯甲烷中并搅拌均匀得到聚乳酸基础液；
d、将包合物粉末与聚乳酸基础液加入到反应器皿中，反应器皿放置在超声波清洗槽中振动，超声波的频率为40~50KHz，超声波的功率为100~150W，使它们充分混合并排出气泡，得到混合液，将混合液通过延流法均匀地倒在平板上，使得平板上所倒的混合液厚度控制在35~36μm，将平板水平放置在60~70℃的烘箱内烘烤1.5~2.5小时，烘烤结束后冷却至室温，揭下平板上的薄膜即为抗菌微胶囊聚乳酸包装膜。
步骤b中的搅拌速度控制在300~400r/min。
步骤c中的搅拌速度控制在300~350r/min。
本发明的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜具有以下优点：
1、制备的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜中的抗菌微胶囊，其主体（抗菌剂载体）是β-环糊精，价格便宜，来源广泛；客体（抗菌剂）是反式-2-己烯醛，是一种存在于果蔬中的芳香物质，具有很好的抗菌效果，微胶囊抗菌剂的包埋率在50%~67%，可以延长抗菌剂使用时间，减轻包装中的刺激性气味；
2、制备的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜，外观略发白，呈半透明状，表面光滑平整，微胶囊在膜中均匀分布，厚度随着聚乳酸含量的增加而增加；
3、制备的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜可以作为食品的内包装、复合塑料、纸张的内涂层，适合茶饮料、葡萄、苹果切片等食品的包装；
4、制备的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜在环境中可以完全降解，不会对环境造成很大的危害。
而且本发明的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜具有以下性能参数：
1、其透光率在1.7%~85%，由于β-环糊精微胶囊本身呈白色，使原本较透明的聚乳酸膜呈微白色，随着微胶囊添加比例的增加，薄膜的透光率明显下降；
2、抗菌微胶囊聚乳酸包装膜，由于β-环糊精的添加，使膜内部出现一个个大小不同的孔隙，使反式-2-己烯醛从膜中释放出来；
3、抗菌微胶囊聚乳酸包装膜，能够延缓反式-2-己烯醛的挥发时间和挥发量，减少反式-2-己烯醛的刺激性气味，具有抗菌剂缓释性能；
4、抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的断裂伸长率为4%~10%，拉伸强度为57.31MPa~82.56MPa，刚度为24188N/m~33615N/m。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例中，搅拌操作采用上海标本模型厂制造的JB-200-S数字显示转速电动搅拌机；实验温度由江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司生产的YJ501超级恒温水浴锅控制；机械性能测定采用英国LLOYD公司制造的LRX Plus型万能电子材料试验机；透光率测定采用尤尼柯(上海)仪器有限公司制造的UV-2802型紫外可见光分光光度计；电镜扫描采用日本日立公司生产的SU1510扫描电子显微镜。
实施例1
一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法包括以下步骤：
a、将0.26克的反式-2-己烯醛溶解在306克的乙醇中，搅拌均匀得到反式-2-己烯醛乙醇溶液；
b、将5克的β-环糊精和100克的去离子水加入到反应容器中并搅拌均匀，搅拌速度控制在300r/min，将反应容器置于80℃的水浴中加热2小时，水浴加热后加入反式-2-己烯醛乙醇溶液，保温搅拌2小时，保温搅拌结束后将反应容器放于真空干燥箱中，在80℃条件下真空干燥2小时，得到包合物粉末；
c、将40克的聚乳酸颗粒加入3.54克的二氯甲烷中并搅拌均匀得到聚乳酸基础液，搅拌速度控制在300r/min；
d、将包合物粉末与聚乳酸基础液加入到反应器皿中，反应器皿放置在超声波清洗槽中振动，超声波的频率为40KHz，超声波的功率为100W，使它们充分混合并排出气泡，得到混合液，将混合液通过延流法均匀地倒在平板上，使得平板上所倒的混合液厚度控制在35μm，将平板水平放置在60℃的烘箱内烘烤1.5小时，烘烤结束后冷却至室温，揭下平板上的薄膜即为抗菌微胶囊聚乳酸包装膜，所制得的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜应储存于温度为20~40℃、相对湿度为40RH%~100RH%的环境中。
所制得的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜包括如下各组分：β-环糊精为5克、反式-2-己烯醛为0.26克、乙醇为306克、聚乳酸为40克和二氯甲烷为3.54克，且所述聚乳酸的分子量为90000~110000。
所制得的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的厚度为35μm，拉伸强度为82.56Mpa，断裂伸长率为4.31%，杨氏模量为2688MPa，刚度为24188N/m。
实施例2
一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法包括以下步骤：
a、将0.49克的反式-2-己烯醛溶解在577克的乙醇中，搅拌均匀得到反式-2-己烯醛乙醇溶液；
b、将6克的β-环糊精和110克的去离子水加入到反应容器中并搅拌均匀，搅拌速度控制在400r/min，将反应容器置于85℃的水浴中加热3小时，水浴加热后加入反式-2-己烯醛乙醇溶液，保温搅拌3小时，保温搅拌结束后将反应容器放于真空干燥箱中，在85℃条件下真空干燥2小时，得到包合物粉末；
c、将60克的聚乳酸颗粒加入5.30克的二氯甲烷中并搅拌均匀得到聚乳酸基础液，搅拌速度控制在350r/min；
d、将包合物粉末与聚乳酸基础液加入到反应器皿中，反应器皿放置在超声波清洗槽中振动，超声波的频率为50KHz，超声波的功率为150W，使它们充分混合并排出气泡，得到混合液，将混合液通过延流法均匀地倒在平板上，使得平板上所倒的混合液厚度控制在35μm，将平板水平放置在70℃的烘箱内烘烤2.5小时，烘烤结束后冷却至室温，揭下平板上的薄膜即为抗菌微胶囊聚乳酸包装膜，所制得的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜应储存于温度为20~40℃、相对湿度为40RH%~100RH%的环境中。
所制得的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜包括如下各组分：β-环糊精为6克、反式-2-己烯醛为0.49克、乙醇为577克、聚乳酸为60克和二氯甲烷为5.30克，且所述聚乳酸的分子量为90000~110000。
所制得的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的厚度为35μm，拉伸强度为57.31Mpa，断裂伸长率为9.08%，杨氏模量为3735MPa，刚度为33615N/m。
实施例3
一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法包括以下步骤：
a、将0.35克的反式-2-己烯醛溶解在450克的乙醇中，搅拌均匀得到反式-2-己烯醛乙醇溶液；
b、将5.5克的β-环糊精和105克的去离子水加入到反应容器中并搅拌均匀，搅拌速度控制在350r/min，将反应容器置于82℃的水浴中加热2.5小时，水浴加热后加入反式-2-己烯醛乙醇溶液，保温搅拌2.5小时，保温搅拌结束后将反应容器放于真空干燥箱中，在82℃条件下真空干燥2.5小时，得到包合物粉末；
c、将50克的聚乳酸颗粒加入4.2克的二氯甲烷中并搅拌均匀得到聚乳酸基础液，搅拌速度控制在320r/min；
d、将包合物粉末与聚乳酸基础液加入到反应器皿中，反应器皿放置在超声波清洗槽中振动，超声波的频率为45KHz，超声波的功率为120W，使它们充分混合并排出气泡，得到混合液，将混合液通过延流法均匀地倒在平板上，使得平板上所倒的混合液厚度控制在36μm，将平板水平放置在65℃的烘箱内烘烤2小时，烘烤结束后冷却至室温，揭下平板上的薄膜即为抗菌微胶囊聚乳酸包装膜，所制得的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜应储存于温度为20~40℃、相对湿度为40RH%~100RH%的环境中。
该实施例所制得抗菌微胶囊聚乳酸包装膜包括如下各组分：β-环糊精为5.5克、反式-2-己烯醛为0.35克、乙醇为450克、聚乳酸为50克和二氯甲烷为4.2克，且所述聚乳酸的分子量为90000~110000。
该实施例所制得的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的厚度为36μm，拉伸强度为47.82Mpa，断裂伸长率为3.51%，杨氏模量为2482MPa，刚度为19232N/m。
Claims (4)
1.一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜，其特征是：包括如下各组分：β-环糊精为5~6重量份、反式-2-己烯醛为0.26~0.49重量份、乙醇为306~577重量份、聚乳酸为40~60重量份和二氯甲烷为3.54~5.30重量份，且所述聚乳酸的分子量为90000~110000；
取反式-2-己烯醛与乙醇配制反式-2-己烯醛乙醇溶液、取β-环糊精、去离子水和反式-2-己烯醛乙醇溶液真空干燥配制包合物粉末、取聚乳酸和二氯甲烷配制聚乳酸基础液以及将包合物粉末与聚乳酸基础液混合并平铺烘烤、冷却至室温，揭下平板上的薄膜即为抗菌微胶囊聚乳酸包装膜。
2.一种抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法，其特征是该制备方法包括以下步骤：
a、将0.26~0.49重量份的反式-2-己烯醛溶解在306~577重量份的乙醇中，搅拌均匀得到反式-2-己烯醛乙醇溶液；
b、将5~6重量份的β-环糊精和100~110重量份的去离子水加入到反应容器中并搅拌均匀，将反应容器置于80~85℃的水浴中加热2~3小时，水浴加热后加入反式-2-己烯醛乙醇溶液，保温搅拌2~3小时，保温搅拌结束后将反应容器放于真空干燥箱中，在80~85℃条件下真空干燥2~3小时，得到包合物粉末；
c、将40~60重量份的聚乳酸颗粒加入3.54~5.30重量份的二氯甲烷中并搅拌均匀得到聚乳酸基础液；
d、将包合物粉末与聚乳酸基础液加入到反应器皿中，反应器皿放置在超声波清洗槽中振动，超声波的频率为40~50KHz，超声波的功率为100~150W，使它们充分混合并排出气泡，得到混合液，将混合液通过延流法均匀地倒在平板上，使得平板上所倒的混合液厚度控制在35~36μm，将平板水平放置在60~70℃的烘箱内烘烤1.5~2.5小时，烘烤结束后冷却至室温，揭下平板上的薄膜即为抗菌微胶囊聚乳酸包装膜。
3.根据权利要求2所述的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法，其特征是：步骤b中的搅拌速度控制在300~400r/min。
4.根据权利要求2所述的抗菌微胶囊聚乳酸包装膜的制备方法，其特征是：步骤c中的搅拌速度控制在300~350r/min。
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