CN107258828A - 复合抗菌纤维素保鲜盒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合抗菌纤维素保鲜盒及其制备方法，从艾草、败酱草、苦豆子和大青中提取了抗菌成分，并和二价铁化合物及其他助剂一起制备了复合抗菌材料，不仅如此，本发明将上述材料溶于具有多孔结构的琼脂糖中，并涂覆于保鲜盒表面。在日常使用过程中，琼脂糖吸水，使保鲜盒中物品保持干燥，另一方面，即使有细菌滋生，也会生长于具有琼脂糖的保鲜盒表面，而琼脂糖中具有抑菌杀菌活性物质，会将琼脂糖中的细菌杀死。这样，既制造了不利于细菌生长的环境，又能实现杀菌的目的，并且制成的保鲜盒环保，安全，绿色无污染，且植物原料来源于常见植物原料，成本低，制作工艺简单，具有较高的应用价值。

Description

复合抗菌纤维素保鲜盒及其制备方法
技术领域
本发明涉及抗菌保鲜盒，具体地，涉及一种复合抗菌纤维素保鲜盒及其制备方法。
背景技术
目前随着网络购物的日益发展，越来越多的人选择网购生鲜类产品，然而在运输途中可能会由于气候环境的变化，导致产品变质，特别是一些新鲜果蔬，需要投入大量的资源来对其进行抗菌保鲜存放和运输，无形中增加了成本，降低了利润，更重要的是浪费了很多额外的资源。类似地，高档化妆品和珍贵生物标本，含有生物因子，极容易受到微生物的侵害，导致不可挽回的损失。
随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们的健康意识不断增强，对日常用品尤其是食品的健康化和环境的清洁化给予了更高的重视。然而在日常生活环境中，细菌、霉菌等致病性微生物无处不在，威胁着人类的健康。抗菌保鲜盒的研制与应用，可有效地降低或避免细菌的交叉传染和疾病的传播。
对此，人们进行了广泛的研究，目前使用较为普遍的是，在制作保鲜盒的材料中添加化学抗菌剂，同保鲜盒共同成型，由于此类抗菌剂毒性大，在熔融挤出加工过程中都会产生一些有毒的、刺激性的气体，而添加到塑料包装制品中也容易迁移析出，甚至会跑到包装的食品、果蔬、医用药物等中，造成使用不安全问题，这些有机抗菌剂在食品包装和医疗领域一般是不允许添加的。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合抗菌纤维素保鲜盒及其制备方法，该设备选用纯天然常见含有抗菌成分的植物原料中提取有益抗菌成分，复合化学抗菌成分，制备了抗菌材料，并将其涂覆于保鲜盒表面，制成的的保鲜盒环保，安全，绿色无污染，且植物原料来源于常见植物原料，成本低，制作工艺简单，具有较高的应用价值。
为了实现上述目的，本发明提供了一种复合抗菌纤维素保鲜盒的制备方法，包括以下步骤：(1)将艾草、败酱草、苦豆子和大青，粉碎，于乙醇溶液中浸泡，过滤，得过滤液M1；(2)将琼脂糖与碳酸钠和水混合，再加入冰醋酸进行反应，得M2；(3)将M1、M2、二价铁化合物、还原剂、甲基异噻唑啉酮和表面活性剂混合，获得M3；(4)将M3涂覆于纤维素保鲜盒的内壁，烘干。
本发明还提供一种复合抗菌纤维素保鲜盒，根据前文所述的制备方法制备得到。
通过上述技术方案，本发明从艾草、败酱草、苦豆子和大青中提取了抗菌成分，并和二价铁化合物及其他助剂一起制备了复合抗菌材料，不仅如此，本发明将上述材料溶于具有多孔结构的琼脂糖中，并涂覆于保鲜盒表面。在日常使用过程中，琼脂糖吸水，使保鲜盒中物品保持干燥，另一方面，即使有细菌滋生，也会生长于具有琼脂糖的保鲜盒表面，而琼脂糖中具有抑菌杀菌活性物质，会将琼脂糖中的细菌杀死。这样，既制造了不利于细菌生长的环境，又能实现了杀菌的目的，并且制成的的保鲜盒环保，安全，绿色无污染，且植物原料来源于常见植物原料，成本低，制作工艺简单，具有较高的应用价值。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
为了实现上述目的，本发明提供了一种复合抗菌纤维素保鲜盒的制备方法，包括以下步骤：(1)将艾草、败酱草、苦豆子和大青，粉碎，于乙醇溶液中浸泡，过滤，得过滤液M1；(2)将琼脂糖与碳酸钠和水混合，再加入冰醋酸进行反应，得M2；(3)将M1、M2、二价铁化合物、还原剂、甲基异噻唑啉酮和表面活性剂混合，获得M3；(4)将M3涂覆于纤维素保鲜盒的内壁，烘干。
在上述技术方案中，艾草、败酱草、苦豆子和大青可以是新鲜成品，也可以是干燥的艾草、败酱草、苦豆子和大青，为了利于日常工业生产中的原料保存，优选地，艾草、败酱草、苦豆子和大青均为干燥的艾草、败酱草、苦豆子和大青，含水率不大于5％。
在上述技术方案中，琼脂糖是线性的多聚物，基本结构是1,3连结的β-D-半乳糖和1,4连结的3,6-内醚-L-半乳糖交替连接起来的长链，是常见的化学、生物应用原料。在本发明中，琼脂糖可选自食品级琼脂糖，也可选自工业级琼脂糖，可根据保鲜盒的用途，灵活选择。
在上述技术方案中，二价铁化合物可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保的复合杀菌材料，优选地，二价铁化合物为氯化亚铁四水合物、葡糖酸亚铁、柠檬酸亚铁和草酸亚铁中的一种或多种。
在上述技术方案中，还原剂可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保的复合杀菌材料，优选地，还原剂为次亚磷酸钠、抗坏血酸、葡萄糖和柠檬酸中的一种或多种。
在上述技术方案中，表面活性剂可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保的复合杀菌材料，优选地，表面活性剂为双辛烷基二甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲苄基氯化铵、HM98聚硅氧烷季铵盐中的一种或多种。
通过上述技术方案，本发明从艾草、败酱草、苦豆子和大青中提取了抗菌成分，并和二价铁化合物及其他助剂一起制备了复合抗菌材料，不仅如此，本发明将上述材料溶于具有多孔结构的琼脂糖中，并涂覆于保鲜盒表面。在日常使用过程中，琼脂糖吸水，使保鲜盒中物品保持干燥，另一方面，即使有细菌滋生，也会生长于具有琼脂糖的保鲜盒表面，而琼脂糖中具有抑菌杀菌活性物质，会将琼脂糖中的细菌杀死。这样，既制造了不利于细菌生长的环境，又能实现了杀菌的目的，并且制成的的保鲜盒环保，安全，绿色无污染，且植物原料来源于常见植物原料，成本低，制作工艺简单，具有较高的应用价值。
在上述技术方案中，各原料的添加的量可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，以重量份计，步骤(1)中，艾草8-12份，败酱草2-4份，苦豆子6-8份，大青4-6份，乙醇溶液40-60份；优选地，乙醇中乙醇的浓度为60-75体积％。
在上述技术方案中，醇溶液的体积比可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，优选地，乙醇溶液中乙醇的浓度为60-75体积％，优选溶剂为水。
在上述技术方案中，各原料的添加的量可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，以重量份计，步骤(2)中，琼脂糖20-30份，碳酸钠3-5份，冰醋酸5-7份，水40-50份。
在上述技术方案中，各原料的添加的量可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，以重量份计，步骤(3)中，M1 22-32份，M2 8-15份，二价铁化合物0.01-0.03份，还原剂0.1-0.2份，甲基异噻唑啉酮1-2份，表面活性剂2-3份。
在上述技术方案中，M3的涂覆的量可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，步骤(4)中，M3的涂覆量为9-16g/m2。
在上述技术方案中，M3的涂覆温度可在较宽范围内选择，为了使M3涂覆均匀，从而制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，步骤(4)中，涂覆温度为100-120℃。
在上述技术方案中，烘干温度可在较宽范围内选择，为了制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，烘干温度为80-90℃。
在上述技术方案中，粉碎后艾草、败酱草、苦豆子和大青的平均粒径可在较宽范围内选择，为了利于抗菌成分的提取，从而制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，步骤(1)中，粉碎后艾草、败酱草、苦豆子和大青的平均粒径小于0.5mm。
在上述技术方案中，步骤(1)中，浸泡条件可在较宽范围内选择，为了利于抗菌成分的提取，从而制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，步骤(1)中，浸泡温度为50-60℃。
在上述技术方案中，步骤(1)中，浸泡时间可在较宽范围内选择，为了利于抗菌成分的提取，从而制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，并且提高工作效率，优选地，浸泡时间为12-36h。
在上述技术方案中，步骤(2)中，反应时间可在较宽范围内选择，为了制备多孔的琼脂糖材料，从而利于抗菌成分的吸附和分散，进一步制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，步骤(2)中，反应时间为20-40min。
在上述技术方案中，步骤(3)中，混合条件可在较宽范围内选择，为了利于抗菌成分的吸附和分散，进一步制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，优选地，步骤(3)中，混合温度为62-82℃。
在上述技术方案中，为了利于抗菌成分的吸附和分散，进一步制备安全绿色环保且杀菌效果较好的复合杀菌材料，同时提高工作效率，更优选地，步骤(3)中，混合时间为30-45min。
本发明还提供一种复合抗菌纤维素保鲜盒，根据前文所述的制备方法制备得到。在日常使用过程中，琼脂糖吸水，使保鲜盒中物品保持干燥，另一方面，即使有细菌滋生，也会生长于具有琼脂糖的保鲜盒表面，而琼脂糖中具有抑菌杀菌活性物质，会将琼脂糖中的细菌杀死。这样，既制造了不利于细菌生长的环境，又能实现了杀菌的目的，并且制成的的保鲜盒环保，安全，绿色无污染，且植物原料来源于常见植物原料，成本低，制作工艺简单，具有较高的应用价值。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。艾草、败酱草、苦豆子和大青购自四川旭泰植物原料有限公司，其他为公司常规市售品。
实施例1
制备复合抗菌纤维素保鲜盒包括以下步骤：
(1)以重量份计，将艾草8份，败酱草2份，苦豆子6份，大青4份，粉碎至平均粒径小于0.5mm，于40份体积比为60％乙醇水溶液中于50℃浸泡12h，过滤，得过滤液M1；
(2)以重量份计，将琼脂糖20份，碳酸钠3份，水40份混合，再加入冰醋酸5份反应20min，得M2；
(3)以重量份计，将M1 22份，M2 8份，葡糖酸亚铁0.01份，抗坏血酸0.1份，甲基异噻唑啉酮1份，十二烷基二甲苄基氯化铵2份于62℃混合30min，获得M3；
(4)将M3于100℃涂覆于纤维素保鲜盒的内壁，M3的涂覆量为9g/m2，80℃烘干。
实施例2
制备复合抗菌纤维素保鲜盒包括以下步骤：
(1)以重量份计，将艾草12份，败酱草4份，苦豆子8份，大青6份，粉碎至平均粒径小于0.5mm，于60份体积比为75％的乙醇水溶液中于60℃浸泡36h，过滤，得过滤液M1；
(2)以重量份计，将琼脂糖30份，碳酸钠5份，水50份混合，再加入冰醋酸7份反应40min，得M2；
(3)以重量份计，将M1 32份，M2 15份，葡糖酸亚铁0.03份，抗坏血酸0.2份，甲基异噻唑啉酮2份，十二烷基二甲苄基氯化铵3份于82℃混合45min，获得M3；
(4)将M3于120℃涂覆于纤维素保鲜盒的内壁，M3的涂覆量为16g/m2，90℃烘干。
实施例3
制备复合抗菌纤维素保鲜盒包括以下步骤：
(1)以重量份计，将艾草10份，败酱草3份，苦豆子7份，大青5份，粉碎至平均粒径小于0.5mm，于50份体积比为68％乙醇水溶液中于55℃浸泡24h，过滤，得过滤液M1；
(2)以重量份计，将琼脂糖25份，碳酸钠4份，水45份混合，再加入冰醋酸6份反应30min，得M2；
(3)以重量份计，将M1 27份，M2 12份，葡糖酸亚铁0.02份，抗坏血酸0.15份，甲基异噻唑啉酮1.5份，十二烷基二甲苄基氯化铵2.5份于72℃混合38min，获得M3；
(4)将M3于110℃涂覆于纤维素保鲜盒的内壁，M3的涂覆量为12.5g/m2，85℃烘干。
对比例1
按照实施例3的方法制备抗菌纤维素保鲜盒，不同的是，步骤(3)中不添加M1。
对比例2
按照实施例3的方法制备抗菌纤维素保鲜盒，不同的是，步骤(3)中不添加M2。
对比例3
按照实施例3的方法制备抗菌纤维素保鲜盒，不同的是，步骤(3)中不添加葡糖酸亚铁。
对比例4
按照实施例3的方法制备抗菌纤维素保鲜盒，不同的是，步骤(2)中以水代替碳酸钠和冰醋酸。
检测例
从上述实施例和对比例中制备的保鲜盒取规格为10cm×10cm×5cm的样品进行以下检测：食品包装成型品卫生标准检测，对应标准为GB9687-1998；抑菌率检测，对应标准GB/T2591-2003；防霉等级检测，对应标准ASTMG21-96。检测结果如表1所示。
表1
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种复合抗菌纤维素保鲜盒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将艾草、败酱草、苦豆子和大青，粉碎，于乙醇溶液中浸泡，过滤，得过滤液M1；
(2)将琼脂糖与碳酸钠和水混合，再加入冰醋酸进行反应，得M2；
(3)将M1、M2、二价铁化合物、还原剂、甲基异噻唑啉酮和表面活性剂混合，获得M3；
(4)将M3涂覆于纤维素保鲜盒的内壁，烘干。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以重量份计，步骤(1)中，艾草8-12份，败酱草2-4份，苦豆子6-8份，大青4-6份，乙醇溶液40-60份；优选地，乙醇中乙醇的浓度为60-75体积％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以重量份计，步骤(2)中，琼脂糖20-30份，碳酸钠3-5份，冰醋酸5-7份，水40-50份；
和/或，以重量份计，步骤(3)中，M1 22-32份，M2 8-15份，二价铁化合物0.01-0.03份，还原剂0.1-0.2份，甲基异噻唑啉酮1-2份，表面活性剂2-3份。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，二价铁化合物为二价铁化合物为氯化亚铁四水合物、葡糖酸亚铁、柠檬酸亚铁和草酸亚铁中的一种或多种；
和/或，还原剂为次亚磷酸钠、抗坏血酸、葡萄糖和柠檬酸中的一种或多种；
和/或，表面活性剂为双辛烷基二甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵、十二烷基二甲苄基氯化铵、HM98聚硅氧烷季铵盐中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(4)中，M3的涂覆量为9-16g/m2。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(4)中，涂覆温度为100-120℃；和/或，烘干温度为80-90℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，粉碎后艾草、败酱草、苦豆子和大青的平均粒径小于0.5mm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，浸泡温度为50-60℃；和/或，浸泡时间为12-36h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中，反应时间为20-40min；和/或，步骤(3)中，混合温度为62-82℃；混合时间为30-45min。
10.一种复合抗菌纤维素保鲜盒，其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备得到。
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