CN106400310B - 具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜及制备方法与应用 - Google Patents

具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜及制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜及制备方法与应用。本发明通过将苦槛蓝树叶磨成粉末，进行超临界萃取，得到苦槛蓝浸膏，取苦槛蓝浸膏加入含吐温‑80的水溶液，过滤，得到苦槛蓝超临界萃取物溶液；将苦槛蓝超临界萃取物溶液、聚乙烯醇溶液、壳聚糖衍生物溶液和纳米二氧化钛溶液混合均匀，得到混合纺丝液；将混合纺丝液通过静电纺丝机进行纺丝，得到具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜。该保鲜膜既具有比表面积大、孔隙率高、纤维均一性好、力学性能优良等优点，同时还具有良好的透湿透气、防霉抗菌等性能，在食品包装领域具有极大的应用潜力。

Description

具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜及制备方法与应用
技术领域
本发明属于包装材料技术领域，特别涉及一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜及制备方法与应用。
背景技术
我国食品工业一直面临着一个问题，那就是食品保鲜。为了保证食品在贮藏过程中的稳定性，常常需要向食品中添加大量的防腐剂，因此给食品带来了极大的安全隐患。抗菌包装膜的使用不仅可以减少或避免食品加工、贮藏过程中防腐剂的直接添加，同时又提高了食品贮藏稳定性。食品抗菌包装技术代表着未来食品防腐包装工业的发展方向，积极开发这一技术无疑可对我国食品包装工业的快速发展起到极大的推动作用。
如今在市场上我们能看到各种各样的食品保鲜膜，它们主要有三类，分别是聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯(PVDC)保鲜膜。这些保鲜膜都具有一定的用途，它们能够防止食物中的水分散发、防止食物在储运时失去原有鲜味、也能防止食物氧化。但是，这些保鲜膜在给人们提供方便的同时它的安全性和膜自身的缺点也应该引起我们的重视：
第一，聚氯乙烯(PVC)保鲜膜在加热过程中不太稳定，容易释放出致癌物质，对我们身体能够造成很大伤害；第二，这些保鲜膜虽然具有一定的保鲜功能，但是它们不具备抗菌性，保存食物时容易感染微生物，使食物保存时间过短；第三，这些保鲜膜透水性不好，经常在膜上聚集一些小水珠，就是常说的“结露”现象，这就导致食物容易被腐败微生物污染引起变质；第四，这些保鲜膜在自然界生物降解能力差，容易造成地球的白色污染鉴于以上这些原因，研究对人体无毒的、具有优良抗菌特性的、在自然界能够降解的可降解性抗菌保鲜膜成为一个热点。
在众多食品抗菌包装材料的种类中，纳米抗菌包装材料以其持久的抗菌性引起了越来越多的关注。静电纺丝技术是目前唯一能够连续制备纳米纤维的方法，所制备的纳米抗菌材料具有超高的特异性、比表面积和孔隙率，其可以实现抗菌剂从包装材料到食品表面的缓慢释放。另外，静电纺丝过程简单、条件温和，可以将很多功能性物质加入到纺丝液中，使得所制备的材料具有广泛的用途，目前主要应用于生物医学、膜过滤、电极材料等领域，在食品包装领域中应用较少，公开号104277389A涉及一种纳米α-Fe2O3功能改性聚乙烯醇(PVA)基复合涂膜保鲜包装材料及其制备方法，具有可见光催化抑菌保鲜效果；但是将壳聚糖衍生物/聚乙烯醇与植物有效抑菌成分共混制备纳米吸水抗菌包装材料，还未有报道。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其纺丝操作方便、成本低廉，抗菌活性物质的添加不直接与果蔬接触。
本发明的另一目的在于提供通过上述方法制备得到的具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜。
本发明的又一目的在于提供具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将苦槛蓝树叶磨成粉末，进行超临界萃取，得到苦槛蓝浸膏(AG)，取苦槛蓝浸膏加入含吐温-80的水溶液，过滤，得到苦槛蓝超临界萃取物溶液；
(2)将聚乙烯醇(PVA)加水溶解，得到聚乙烯醇溶液；
(3)将壳聚糖衍生物(CTS)加水溶解，得到壳聚糖衍生物溶液；
(4)将步骤(1)中得到的苦槛蓝超临界萃取物溶液、步骤(2)得到的聚乙烯醇溶液、步骤(3)得到的壳聚糖衍生物溶液和纳米二氧化钛溶液混合均匀，得到混合纺丝液；混合纺丝液中，各成分的含量如下：苦槛蓝浸膏1％～5％，聚乙烯醇8％～12％，壳聚糖衍生物2％～10％，10mg/mL的纳米二氧化钛溶液1％～5％，吐温80 1％～2％，余量为水；
(5)将步骤(4)得到的混合纺丝液通过静电纺丝机进行纺丝，得到具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜。
步骤(1)中所述的苦槛蓝树叶优选为新鲜阴干后的苦槛蓝树叶。
步骤(1)中所述的粉末优选为通过中药粉碎机磨粉得到。
步骤(1)中所述的超临界萃取的流动相优选为二氧化碳。
步骤(1)中所述的超临界萃取的压力为8～18MPa，优选为15MPa。
步骤(1)中所述的超临界萃取的温度为28～31℃，优选为30℃。
步骤(1)中所述的萃取的时间为10～20min，优选为15min。
步骤(1)中所述的过滤优选为利用0.45μm的水相膜进行过滤。
步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中所述的水优选为去离子水。
步骤(2)中所述的聚乙烯醇优选为聚乙烯醇088-20。
步骤(2)中所述的聚乙烯醇溶液的溶解优选通过以下步骤制备得到：将聚乙烯醇放入水中，静置使其溶胀，再加热使其溶解。
所述的静置优选为静置2h。
所述的加热优选为加热至100℃。
步骤(3)中所述的壳聚糖衍生物为壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖谷氨酸盐等，优选为水溶性壳聚糖季铵盐。
步骤(4)中所述的混合纺丝液中各成分的含量如下：苦槛蓝浸膏5％，聚乙烯醇10％，壳聚糖衍生物2～5％，10mg/mL的纳米二氧化钛溶液3％，吐温-802％，余量为水。
所述的壳聚糖衍生物的含量更优选为质量百分比2％。
步骤(5)中所述的纺丝的电压为15～21KV，优选为17KV。
步骤(5)中所述的纺丝的流速为0.8～1ml/min，优选为0.8ml/min。
步骤(5)中所述的纺丝的接收距离为10～15cm，优选为10cm。
步骤(5)中所述的纺丝的时间为10～12h，优选为10h。
步骤(5)中所述的纺丝优选为使用旋转滚筒进行接收，更优选为带有锡箔纸的旋转滚筒进行接收。
所述的旋转滚筒的转速为1200转/分。
一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜，通过上述任一项所述的方法制备得到。
一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜在食品包装材料领域中的应用。
所述的食品包装材料优选为食品保鲜膜。
所述的食品优选为蔬菜或水果，更优选为圣女果或草莓。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)利用静电纺丝技术将可生物降解的高分子聚合物和植物提取物共纺成纳米抗菌材料。在不影响PVA和壳聚糖衍生物机械性能的基础上，赋予PVA较好的抗菌性和吸湿性能，使所得的抗菌纳米纤维膜既具有比表面积大、孔隙率高、纤维均一性好、力学性能优良等优点，同时还具有良好的透湿透气、防霉抗菌等性能，在食品包装领域具有极大的应用潜力。抗菌纳米纤维膜可以阻隔水汽和氧气透过率，使其具有适当的水汽透过率和极好的氧气阻隔率，使水果蔬菜保住适当的水分而又不会与氧气接触得以延长保鲜时间，从而具有很好的保鲜功能。
(2)随着科学技术的进步和检测分析手段的完善，人们逐步认识到，过去被认为安全的化学防腐剂和杀菌剂等存在致癌或潜在致癌、致突变、致畸的可能性。随着我国居民生活水平的日益提高，对于食品安全的要求也越来越高，特别是2009年《食品安全法》颁布实施后，食品安全得到了更为广泛的关注。作为水果采后商品化处理中不得不使用的保鲜剂，由化学合成的杀菌剂向广谱、高效、天然、无毒保鲜剂方向发展，植物提取物具有优越的杀菌活性，本发明从成本和抑菌性能筛选出价廉、抑菌效果好的苦槛蓝。
(3)静电纺丝是制备纳米纤维的主要技术之一，能够制备出孔径小、孔隙率高的纳米纤维材料，现已被广泛应用于生物医药、过滤防护等领域。近年来，静电纺丝技术在果蔬保鲜包装领域中的应用也开始崭露头角，纳米纤维材料能够在保证适量气体和水分透过的前提下有效阻隔滤除掉灰尘和有害微生物，表现出良好的发展前景。
(4)抗菌纳米纤维膜的性能及其在抗菌方面的应用，将推动“绿色”食品包装材料的发展；此外，该纳米纤维膜可生物降解，对于环境保护及解决能源枯竭问题具有重要的现实意义。
(5)本发明抗菌谱广，对多种细菌繁殖体、真菌孢子均有抑制作用；具有优良的缓释效果，且抗菌活性成分不会直接与果蔬接触，属于食品级包装材料，无毒无害；也属于环境友好型生物可降解材料，对环境不构成二次污染。本发明透气性好，保鲜期长，且植物原材料应用二氧化碳超临界萃取，成本大大降低，有利于在市场上推广。
附图说明
图1是具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的平均直径图。
图2是扫描电镜下具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的表面结构图。
图3是使用不同的保鲜膜材料包装圣女果和草莓的感官评定分数对比图。
图4是使用不同的保鲜膜材料包装圣女果和草莓的失重率变化对比图。
图5是使用不同的保鲜膜材料包装圣女果和草莓的腐烂指数变化对比图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
1、苦槛蓝超临界萃取物的制备：
取新鲜阴干后的苦槛蓝树叶12kg用中药粉碎机磨成粉末，用超临界二氧化碳在压力15MPa，温度30℃下提取15min，得到超临界二氧化碳萃取物苦槛蓝浸膏(AG)162.6克(5L-SFE超临界二氧化碳萃取装置，广州美晨高新分离技术有限公司)。取浸膏5g加入适量的含2g吐温-80的水溶液中搅拌至澄清，然后用蒸馏水定容至47g，用0.45μm水相膜过滤掉残渣，得到苦槛蓝超临界萃取物溶液。
2、纺丝液的制备：
步骤一：将10g聚乙烯醇(聚乙烯醇088-20，长春化工有限公司)放入15g去离子水中，静置2h使其充分溶胀，随后边搅拌边加热至100℃，直至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；
步骤二：将2g壳聚糖衍生物(CTS，为水溶性壳聚糖季铵盐，郑州升达食品添加剂有限公司)放入23g去离子水溶液中溶胀并搅拌至澄清透明，得到壳聚糖衍生物溶液；
步骤三：将步骤一得到的聚乙烯醇溶液和步骤二得到的壳聚糖衍生物溶液混合搅拌均匀后，并加入步骤1制备的苦槛蓝超临界萃取物溶液，搅拌均匀，再加入3g浓度为10mg/ml的纳米二氧化钛(TiO2)溶液，得到总重量100g的混合纺丝液，其中，按重量百分比：苦槛蓝浸膏5％、吐温-80 2％、PVA(聚乙烯醇)10％、水溶性壳聚糖季铵盐2％、10mg/mL的纳米二氧化钛溶液3％。
3、多孔结构抗菌纳米纤维保鲜膜的制备：
将上述得到的混合纺丝液吸取10ml进注射器中，在静电纺丝机上以设定的参数：电压：17KV、流速：0.8ml/min、接收距：10cm、纺丝时间：10h，进行纤维纺丝，在带有锡箔纸的旋转滚筒(转速1200转/分上)接收，得到多孔结构的抗菌纳米纤维保鲜膜(苦槛蓝萃取物(AG)/纳米二氧化钛(TiO2)/壳聚糖衍生物(CTS)/聚乙烯醇(PVA)膜；简称为AG/TiO2/CTS/PVA复合膜)。
效果实施例1
1、为了检测本发明纺成的纳米纤维保鲜膜的抗菌性能，采用琼脂平皿扩散法评价三种不同的PVA保鲜膜对标准菌株金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus，保藏编号CICC 10001，中国工业微生物菌种保藏管理中心)和大肠杆菌(Escherichia coli，保藏编号CICC 10899，中国工业微生物菌种保藏管理中心)的抗菌性能。具体包括以下步骤：
①琼脂培养基和液体培养基的配制：
琼脂培养基：细菌学蛋白胨10g，牛肉浸膏3g，氯化钠5g，琼脂粉20g，加1000mL蒸馏水煮沸充分溶解，调节用NaOH调节pH为7.0±0.2，待用。
细菌培养液：细菌学蛋白胨1g，牛肉浸膏0.3g，氯化钠0.5g，加100mL蒸馏水，煮沸溶解，调节用NaOH调节pH为6.8，待用。
②灭菌：抗菌实验中所用的试管、培养皿、量筒、移液枪枪头，细菌培养基，琼脂培养基在使用前必须经过高压蒸汽灭菌处理。具体操作是：将玻璃器皿用报纸包好，培养基用硅胶塞封好后用报纸将瓶口包住，置于高压蒸汽灭菌灭菌1h，灭菌完成之后，将所有器皿放到洁净操作台上，并打开紫外灯杀菌20min。
③菌液的培养：从3-10代的细菌保存菌种(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌)斜面上各取一环细菌，在琼脂平板上划线，并在37℃下培养18-24h。用接菌环从平板中挑出典型的菌落分别接种于10mL的试管细菌培养液中，于37℃振荡培养18-24h后得到菌悬液。制得的菌悬液中菌落数较大，需要将菌悬液中的菌落数控制在相同的数量级，以保证菌液浓度一定。因为菌体具有散射和吸收作用，所以当光线通过菌悬液时，透光率会降低，因此菌悬液浓度可以用分光光度法测定。琼脂平皿扩散法中，采用菌液浓度为：1×108～5×108Cfu/ml。
④浇板：在洁净操作台中，用量筒量取25mL固体培养基迅速浇铸到灭菌好的培养皿，开启通风装置内琼脂培养基固化。
⑤琼脂平皿扩散法试样准备：将三种不同的PVA保鲜膜用打孔机剪裁成直径为6mm的小圆片，并用分析天平称量样品，每个小圆片的重量约为10mg，得到三种不同的试样。
⑥琼脂平皿扩散法测抗菌性：
涂板：用移液枪分别吸取50μL上述培养的的菌悬液，并用涂布棒均匀地涂布在琼脂培养基上。
试样放置：用酒精灯外焰灼烧镊子，待镊子冷却至室温后，用镊子取上述试样(每个样品重复3次)，并将其轻轻放置在培养基上使试样紧贴培养基。
细菌培养：将放置好试样的培养皿放入隔水恒温培养箱中，在37±2℃条件下培养18-24h。纤维膜抗菌效果为抑菌圈测定值的平均值，如表1所示：
表1 体外抗细菌实验
表中：A膜为壳聚糖衍生物(CTS)/聚乙烯醇(PVA)膜，其制备方法同实施例1，区别仅在于不含苦槛蓝超临界萃取物和纳米二氧化钛；
B膜为纳米二氧化钛(TiO2)/壳聚糖衍生物(CTS)/聚乙烯醇(PVA)膜，其制备方法同实施例1，区别仅在于不含苦槛蓝超临界萃取物；
C膜为苦槛蓝萃取物(AG)/纳米二氧化钛(TiO2)/壳聚糖衍生物(CTS)/聚乙烯醇(PVA)膜，制备方法同实施例1。
从表1可以看出，壳聚糖衍生物/聚乙烯醇膜的抑菌效果不明显，加了二氧化钛后，抑制率虽有所增加，但不太明显；加了苦槛蓝超临界萃取物和纳米二氧化钛，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率大大提高，说明加入的苦槛蓝超临界萃取物具有极好的抗菌性能。
效果实施例2
1、为了探索本发明制备的保鲜膜在应用上的良好的力学性能，对制备的PVA复合纤维薄膜进行了拉伸强度测试，所制的膜在厚度一致的条件下，设定以下测试方法：
试验方案：薄膜和薄片拉伸性能的测定(计算标准：GB/T 1040.3-2006)；
试样形状：板材；
试样厚度：0.60mm；
试验速度：100mm/min；
试样宽度：10mm；
原始标距：100mm。
2、PVA纤维膜样品的制备：
步骤一：将10g聚乙烯醇(聚乙烯醇088-20，长春化工有限公司)放入90g去离子水中，静置2h使其充分溶胀，随后边搅拌边加热至100℃，直至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；将得到的聚乙烯醇溶液吸取10ml进注射器中，在静电纺丝机上以设定的参数：电压：17KV、流速：0.8ml/min、接收距：10cm、纺丝时间：10h，进行纤维纺丝，在带有锡箔纸的旋转滚筒(转速1200转/分上)接收，得到PVA纳米纤维膜。
3、CTS/PVA纤维膜样品的制备：
步骤一：将聚乙烯醇放入去离子水中，静置2h使其充分溶胀，随后边搅拌边加热至100℃，直至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；其中，聚乙烯醇和去离子水按质量比1：4配比；
步骤二：将2g、5g、10g壳聚糖衍生物(水溶性壳聚糖季铵盐)分别放入去离子水溶液中溶胀并搅拌至澄清透明，分别定容至50g，得到壳聚糖衍生物溶液；
步骤三：将步骤一得到的聚乙烯醇溶液50g和步骤二得到的壳聚糖衍生物溶液50g混合搅拌均匀，得到总重量100g的混合纺丝液；
步骤四：多孔结构纳米纤维保鲜膜的制备：
将上述得到的混合纺丝液吸取10ml进注射器中，在静电纺丝机上以设定的参数：电压：17KV、流速：0.8ml/min、接收距：10cm、纺丝时间：10h，进行纤维纺丝，在带有锡箔纸的旋转滚筒(转速1200转/分上)接收，得到多孔结构的CTS/PVA纳米纤维保鲜膜。
4、AG/TiO2/CTS/PVA抗菌纤维膜样品的制备：
步骤一：取浸膏5g加入适量的含2g吐温-80的水溶液中搅拌至澄清，然后用蒸馏水定容至47g，用0.45μm水相膜过滤掉残渣，得到苦槛蓝超临界萃取物溶液。
步骤二：将10g聚乙烯醇放入15g去离子水中，静置2h使其充分溶胀，随后边搅拌边加热至100℃，直至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；
步骤三：将5g壳聚糖衍生物(水溶性壳聚糖季铵盐)放入20g去离子水溶液中溶胀并搅拌至澄清透明，得到壳聚糖衍生物溶液；
步骤四：将步骤二和三混合均匀后加入步骤1制备的苦槛蓝超临界萃取物溶液，搅拌均匀，再加入3g浓度为10mg/ml的纳米二氧化钛(TiO2)溶液，得到总重量100g的混合纺丝液，其中，按重量百分比：苦槛蓝浸膏5％、吐温-80 2％、PVA(聚乙烯醇)10％、水溶性壳聚糖季铵盐2％、10mg/mL的纳米二氧化钛溶液3％。
步骤五：将上述得到的混合纺丝液吸取10ml进注射器中，在静电纺丝机上以设定的参数：电压：17KV、流速：0.8ml/min、接收距：10cm、纺丝时间：10h，进行纤维纺丝，在带有锡箔纸的旋转滚筒(转速1200转/分上)接收，得到多孔结构的AG/TiO2/CTS/PVA纳米纤维保鲜膜。
表2 PVA纤维膜和CTS/PVA纤维膜的平均断裂强度
样品名 平均断裂强度(MPa)
纯PVA 1.58
CTS:PVA＝1:2(w/w) 13.79
CTS:PVA＝1:5(w/w) 43.91
CTS:PVA＝1:1(w/w) 31.17
CTS:PVA:AG:TiO2 43.67
从表2可以看出，纤维膜的强度随着CTS的增加而增加，但当CTS的比例超过PVA时，其强度反而降低，当两者比例为1：5时，力学强度效果最佳，平均断裂强度达到43.91MPa；在CTS:PVA为1:5的基础上添加了苦槛兰萃取物(AG)和纳米TiO2时，其平均断裂强度为43.67，与CTS和PVA的混合纤维膜无太大差别，完全可以满足作为保鲜膜的力学要求。
效果实施例3
1、观察纳米纤维保鲜膜的表面结构和直径大小：
尺寸分析：选择低倍数的SEM(扫描电镜)图随机选取至少200个点，用Nano-measure软件分析纤维的直径，从而计算纤维的平均直径以及统计直径分布情况，结果如图1所示。从图1可以看出，纳米纤维直径分布在0.25μm左右，大小粗细比较均匀。
SEM分析：将待测的复合膜(实施例1制备得到的多孔结构的抗菌纳米纤维保鲜膜)剪成条状，进行膜表面结构的观察，就是直接将其放在电镜下观察；用扫描电镜选择最适合的放大倍数观察膜表面结构，结果如图2所示。从图2中也可以看出，复合纳米纤维膜分散性好，彼此之间没有粘结现象，添加的纳米二氧化钛和苦槛蓝提取物在纳米纤维里也没有结珠等现象。
效果实施例4
1、为了探讨纳米纤维保鲜膜材料的保鲜效果，对不同的保鲜膜材料分别对圣女果和草莓进行保鲜试验。
1.1实验设计：选择大小均匀、无病虫害、无机械损伤、成熟度一致的新鲜草莓和圣女果样品各200枚，平均分成四组，每组处理50个，将相应样品组的草莓和圣女果分别规整摆放在玻璃制果盘上，然后分别采用市售PE保鲜膜(厚度约为30μm)、CTS/PVA纳米保鲜膜(即效果实施例1中的A膜)、实施例1中制备得到的AG/TiO2/CTS/PVA复合膜对样品和果盘进行整体包装处理，剩余一组不做任何处理作为空白对照，将上述四组果实置于25℃的日常光照环境下贮藏6d，每隔24h对各组果实的相关保鲜指标进行测定。
1.1.1感官评定：观察果实在贮藏期问的变化，从外观、色泽、气味及有无霉菌等方而进行打分评定，评定分数≥3分表示果实可以食用，低于3分表示果实丧失食用价值。其中，5分：果实硬挺，色泽鲜艳，果香浓有郁无霉菌；4分：果实略有变蔫，色泽稍暗，果香稍淡，无霉菌；3分：果实局部蔫萎，色泽暗红，果香损失，略有霉点；2分：果实皱缩，稍有褐变，略有酸腐异味，霉变而积增加；1分：果实软烂，褐变加剧，大而积腐烂；0分：果实完全腐烂。
其感官评定分数公式如下：
1.1.2失重率：测量贮藏前果实的质量以及贮藏第1天至第i天果实的质量，每天测量1次，其失重率计算公式为：
其中，m0为贮藏前果实的质量，单位为g；
mi贮藏第i天时果实的质量，单位为g。
1.1.3腐烂指数测定：根据果实腐烂面积进行分级：0级，无腐烂；1级，烂斑面积小于果实而积的1/4；2级，烂斑面积占果实而积的1/4--1/2；3级，烂斑而积占果实面积的1/2—3/4；4级，烂斑面积大于果实而积的3/4。
其腐烂指数的计算公式为：
其结果如图3所示：从图3可知，随着贮藏时间的延长，感官评分逐渐下降，这说明圣女果或草莓的贮藏期越长，它的商品价值越低，这是因为其腐败程度、色泽和口感等方面都会随着贮藏时间的延长而变差。由PE保鲜膜包装的圣女果感官评分降低程度明显比本发明制备的多孔结构的纳米保鲜膜要快。另外，2种多孔结构的纳米保鲜膜中，含有苦槛蓝超临界提取物(AG)的分值最高，说明苦槛蓝超临界提取物对圣女果起到了一定的抑菌防腐的作用，延长了保鲜期。
由图4和图5可知，PE膜在对圣女果和草莓贮藏期间的失重率低于CTS/PVA和AG/TiO2/CTS/PVA纳米保鲜膜的失重率，但在PE保鲜膜下，圣女果和草莓贮藏期间的腐烂指数却高于CTS/PVA和AG/TiO2/CTS/PVA纳米保鲜膜的腐烂指数；且观察到PE保鲜膜下容器内部有大量水滴出现，复合纤维保鲜膜依然保持干爽，这是因为PE保鲜膜中圣女果腐败得最快，且PE膜的透湿系数太小，而使水不易通过蒸腾作用及时排出包装外，水留在包装内使包装内湿度大增，给细菌的生长带来良好环境，细菌的增生加快了腐烂的进程，致使腐烂率上升。而具有多孔结构的纳米保鲜膜却能排出贮藏环境中的部分水分，控制包装袋内的水环境，加上纳米保鲜膜中含有高效的抗菌成分，就更好地抑制细菌的繁殖，可见复合纳米纤维保鲜膜更有效地延长果实的货架期。两者(CTS/PVA和AG/TiO2/CTS/PVA)对比说明本发明制备的保鲜膜产品有较好的抗菌保鲜效果和透气性能，取得了良好的保鲜效果，达到预期的目标。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将苦槛蓝树叶磨成粉末，进行超临界萃取，得到苦槛蓝浸膏，取苦槛蓝浸膏加入含吐温-80的水溶液，过滤，得到苦槛蓝超临界萃取物溶液；
(2)将聚乙烯醇加水溶解，得到聚乙烯醇溶液；
(3)将壳聚糖衍生物加水溶解，得到壳聚糖衍生物溶液；
(4)将步骤(1)中得到的苦槛蓝超临界萃取物溶液、步骤(2)得到的聚乙烯醇溶液、步骤(3)得到的壳聚糖衍生物溶液和纳米二氧化钛溶液混合均匀，得到混合纺丝液；混合纺丝液中，各成分的含量如下：苦槛蓝浸膏1％～5％，聚乙烯醇8％～12％，壳聚糖衍生物2％～10％，10mg/mL的纳米二氧化钛溶液1％～5％，吐温-80 1％～2％，余量为水；
(5)将步骤(4)得到的混合纺丝液通过静电纺丝机进行纺丝，得到具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜。
2.根据权利要求1所述的具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的超临界萃取的条件如下：流动相为二氧化碳、萃取压力为8～18MPa、萃取温度为28～31℃、萃取时间为10～20min。
3.根据权利要求2所述的具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其特征在于：
所述的萃取压力为15MPa；
所述的萃取温度为30℃；
所述的萃取时间为15min。
4.根据权利要求1所述的具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的混合纺丝液中各成分的含量如下：苦槛蓝浸膏5％，聚乙烯醇10％，壳聚糖衍生物2％，10mg/mL的纳米二氧化钛溶液3％，吐温-80 2％，余量为水。
5.根据权利要求1所述的具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其特征在于：
步骤(5)中所述的纺丝的电压为15～21KV；
步骤(5)中所述的纺丝的流速为0.8～1ml/min；
步骤(5)中所述的纺丝的接收距离为10～15cm；
步骤(5)中所述的纺丝的时间为10～12h。
6.根据权利要求5所述的具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其特征在于：
所述的纺丝的电压为17KV；
所述的纺丝的流速为0.8ml/min；
所述的纺丝的接收距离为10cm；
所述的纺丝的时间为10h。
7.根据权利要求1所述的具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的聚乙烯醇为聚乙烯醇088-20；
步骤(3)中所述的壳聚糖衍生物为壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、壳聚糖乳酸盐和壳聚糖谷氨酸盐中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的苦槛蓝树叶为新鲜阴干后的苦槛蓝树叶；
步骤(1)中所述的过滤为利用0.45μm的水相膜进行过滤；
步骤(2)中所述的聚乙烯醇溶液的溶解通过以下步骤制备得到：将聚乙烯醇放入水中，静置使其溶胀，再加热使其溶解；
步骤(5)中所述的纺丝为使用旋转滚筒进行接收。
9.一种具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜，其特征在于：通过权利要求1～8任一项所述的方法制备得到。
10.权利要求9所述具有多孔结构的纳米纤维抗菌果蔬保鲜膜在食品包装材料领域中的应用。
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