CN108424579B - 一种保鲜膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保鲜膜及其制备方法，技术方案为：一种保鲜膜，所述保鲜膜由以下质量份数的原料制成：90‑99份高分子聚合物基料、1‑5份可见光响应型光触媒催化剂和1‑5份负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖。具有如下优点：本发明提供的保鲜膜抑菌保鲜时间长，能抑制各种细菌、真菌滋生；本保鲜膜尤其适用于冰箱内食物保存，对冰箱开关门引起空气流动、杂菌进入具有自适应长久保鲜；制备保鲜膜的原料易得，生物安全性高，绿色健康；制备工艺简单，成本低，便于工业化生产。

Description

一种保鲜膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品保鲜技术领域，具体涉及一种保鲜膜及其制备方法。
背景技术
随着人们生活质量的提高以及对健康的追求，对食品储存安全及食品保鲜的要求也越来越高，食品包装材料及保鲜技术成为关注度较高的研究热点。保鲜膜通常使用乙烯-乙烯醇共聚物、低密度聚乙烯或聚丙烯等高分子聚合材料制成，然而，在使用过程中发现，这些材料的保鲜膜易与被保鲜材料发生氧化反应，或本身容易滋生细菌霉菌等，造成保鲜效果不理想。为进一步改善保鲜膜性能，在保鲜膜中添加抗氧化剂、抗菌剂以提高抑菌保鲜效果的方法近些年来成为流行。CN103881212A的中国发明专利公开了一种食品保鲜膜，以高分子树脂基膜LDPE、PP、EVOH与抗氧化剂活性成分BHA(丁基羟基茴香醚)、BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)为原料，经搅拌、加热、剪切、挤出后吹塑成膜。所得保鲜膜有效延缓冷鲜肉氧化，抑制汁液流失并起到杀菌作用。然而，其保鲜效果及抑菌效果仅是以冷鲜肉为实验对象研究，缺乏普适性；另抑菌效果是膜本身，而非针对保鲜对象或保鲜环境，对其应用效果有一定的限制作用；且长期以来，所添加抗氧化剂为化学合成，虽然符合国家相关规定，但使用中难免对人体健康产生负面影响。为进一步提高生物安全性，添加无机抗菌剂或天然抗菌剂，成为优选方案。无机抗菌剂主要有光催化型抗菌材料和金属离子型抗菌材料，且具有安全性高、持久性强、抗菌性能好等优点。但现有加入抗菌剂的材料在生产使用中还是弊端突出，如过程复杂，成本高，效率低等，目前，生物安全性高、有效时间长、制备容易的保鲜材料是保鲜领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保鲜膜及其制备方法，用以解决现有保鲜膜制备复杂、保鲜时效低及生物安全性低的技术问题，本发明通过以高分子聚合物材料为基体，掺杂可见光响应型光触媒催化材料及负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖缓释材料，制备得保鲜膜，制备容易，所得膜抑菌保鲜时效长，安全性高。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种保鲜膜，所述保鲜膜由以下质量份数的原料制成：90-99份高分子聚合物基料、1-5份可见光响应型光触媒催化剂和1-5份负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖。
优选的，所述可见光响应型光触媒催化剂为负载金属离子的纳米二氧化钛颗粒或掺杂长余辉材料的纳米氧化钛的化合物，所述金属离子包括铂、银、铜或铁离子。
优选的，所述壳聚糖中壳聚糖为季铵盐壳聚糖。
优选的，所述高分子聚合物基料包括聚丙烯、聚乙烯、或乙烯-乙烯醇共聚物。
优选的，所述金银花提取物为绿原酸。
本发明还提供上述保鲜膜的制备方法，所述保鲜膜的制备方法包括以下步骤：
(1)称取20-40g金银花和15-25g陈皮，浸泡于浓度为60-75％的乙醇溶液中12-48h，微波30s-2min，然后以40-70℃回流1-2h，浓缩至15-25mL后，得含金银花提取物和陈皮提取物的溶液；
(2)将季铵盐壳聚糖溶于水，配制浓度为3～15wt％的季铵盐壳聚糖水溶液50-75mL，搅拌下加入含金银花提取物和陈皮提取物的溶液，保持搅拌1-1.5h，离心干燥，得负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖；
(3)称取90-99份高分子聚合物基料、1-5份可见光响应型光触媒催化剂和1-5份负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖，混合充分，工艺成膜，制得保鲜膜。
优选的，所述可见光响应型光触媒催化剂为负载金属离子的纳米二氧化钛颗粒或掺杂长余辉材料的纳米氧化钛的化合物，所述金属离子包括铂、银、铜或铁离子。
优选的，所述高分子聚合物基料包括聚丙烯、聚乙烯、或乙烯-乙烯醇共聚物。
优选的，所述金银花提取物为绿原酸。
优选的，所述工艺成膜包括压延成型工艺、吹塑成型工艺。
本发明具有如下优点：本发明提供的保鲜膜抑菌保鲜时间长，能抑制各种细菌、真菌滋生；本保鲜膜尤其适用于冰箱内食物保存，对冰箱开关门引起空气流动、杂菌进入具有自适应长久保鲜；制备保鲜膜的原料易得，生物安全性高，绿色健康；制备工艺简单，成本低，便于工业化生产。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围，实施例中所述的回流、离心、搅拌、成膜工艺等，如无特殊说明，均为常规工艺；所用的原料，如无特殊说明，均可市售购买获得。
实施例1
称取40g金银花和20g陈皮，浸泡于浓度为70％的乙醇溶液中24h，中火微波1min，然后以60℃回流1h，浓缩至20mL后，得含金银花提取物和陈皮提取物的溶液；
将季铵盐壳聚糖溶于水，优选相对分子质量为10000-200000、脱乙酰度为80-95％的季铵盐壳聚糖，其吸附及缓释性能优良，配制浓度为5wt％的季铵盐壳聚糖水溶液50mL，搅拌下加入上述含金银花提取物和陈皮提取物的溶液，保持搅拌1h，5000-8000r/min离心15min并干燥，得负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖；
称取95g聚乙烯颗粒为高分子聚合物基料、2g负载金属离子Ag的纳米二氧化钛颗粒作为可见光响应型光触媒催化剂和3g负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖，加入到双螺杆挤出机中，混合充分后，经120-145℃加热、剪切、挤出、切粒制得改性聚乙烯颗粒；将改性聚乙烯颗粒加入至单螺杆吹膜机中以不超过180℃，吹膜制备得食品级的保鲜膜。
实施例2
称取30g金银花和20g陈皮，浸泡于浓度为60％的乙醇溶液中24h，微波2min，然后以60℃回流1.5h，浓缩至20mL后，得含金银花提取物和陈皮提取物的溶液；以同样条件制备含金银花提取物的溶液及含陈皮提取物的溶液，即称取30g金银花浸泡于浓度为60％的乙醇溶液中24h，微波2min，然后以60℃回流1.5h，浓缩至20mL后，得含金银花提取物的溶液；称取20g陈皮，浸泡于浓度为60％的乙醇溶液中24h，微波2min，然后以60℃回流1.5h，浓缩至20mL后，得含陈皮提取物的溶液；
选取分子质量为50000，脱乙酰度为85％的季铵盐壳聚糖溶于水，配制浓度为5wt％的季铵盐壳聚糖水溶液150mL，平均分成3份，每份50mL，搅拌下分别加入上述含金银花提取物和陈皮提取物的溶液、含金银花提取物的溶液及含陈皮提取物的溶液，保持搅拌1.2h，5000r/min离心15min并干燥，分别得负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖、负载金银花提取物的壳聚糖及负载陈皮提取物的壳聚糖。
称取97g聚乙烯颗粒为高分子聚合物基料、1.2g负载金属离子Cu的纳米二氧化钛颗粒作为可见光响应型光触媒催化剂和1.8g负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖为实验组原料；称取97g聚乙烯颗粒为高分子聚合物基料、1.2g负载金属离子Cu的纳米二氧化钛颗粒作为可见光响应型光触媒催化剂和1.8g负载金银花提取物的壳聚糖为对照组A原料；称取97g聚乙烯颗粒为高分子聚合物基料、1.2g负载金属离子Cu的纳米二氧化钛颗粒作为可见光响应型光触媒催化剂和1.8g负载陈皮提取物的壳聚糖为对照组B原料，分别加入到双螺杆挤出机中，混合充分后，经140℃加热、剪切、挤出、切粒制得改性聚乙烯颗粒；将改性聚乙烯颗粒加入至单螺杆吹膜机中以不超过180℃，吹膜制备得实验组保鲜膜、对照组A保鲜膜和对照组B保鲜膜。
对上述4组保鲜膜进行抑菌保鲜实验探究，实验方法如下：
准备购买完好的金桔和西红柿，各随机分为空白对照组、实验组、对照组A和对照组B共4组，金桔每组10个，平均半径1.5cm，总表面积282.6cm2；西红柿每组5个，平均半径4cm，总表面积201.0cm2；各组以单层排布方式置于实验盘中，空白对照组以普通高分子聚乙烯保鲜膜包裹、实验组以实验组保鲜膜完全包裹、对照组A以对照组A保鲜膜完全包裹、对照组B以对照组B保鲜膜完全包裹，置于4℃冰箱内保存，实验期间，冰箱正常使用，不做密封，每3天观察记录金桔和西红柿是否染菌变质情况，如发现菌斑及腐烂，测量菌斑及腐烂面积，并计算各组总面积，记录于下表1。
表1金桔和西红柿染菌菌斑及腐烂面积记录(cm2)
Figure BDA0001597109030000051
上述结果表明，本发明提供的添加负载金属离子的纳米二氧化钛颗粒作为可见光响应型光触媒催化剂和负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖的保鲜膜，相比于普通保鲜膜，保鲜抑菌效果大大提高，延长了保鲜时间，大大降低了染菌及腐烂；且根据对照组A和对照组B与实验组数据发现，实验组添加负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖，相比对照组A只负载金银花提取物及对照组B陈皮提取物的壳聚糖，保鲜抑菌效果更好，实验组染菌及腐烂面积占总面积百分比之值小于对照组A与对照组B两组之差的绝对值，说明金银花提取物与陈皮提取物具有协同增效，加强抑菌效果功能。
实施例3
本实施例用于考察金银花提取物和陈皮提取物以壳聚糖负载、或直接添加与保鲜膜中，对保鲜抑菌效果的影响。
实验组保鲜膜制备方式如下：称取35g金银花和25g陈皮，浸泡于浓度为60％的乙醇溶液中24h，微波1min，然后以70℃回流1h，浓缩至20mL后，得含金银花提取物和陈皮提取物的溶液；选取分子质量为80000，脱乙酰度为85％的季铵盐壳聚糖2.5g溶于50mL水，配制成季铵盐壳聚糖水溶液，搅拌下加入上金银花提取物和陈皮提取物的溶液，保持搅拌1h，4500r/min离心15min并干燥，得负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖；称取95g聚乙烯颗粒为高分子聚合物基料、2g负载金属离子Cu的纳米二氧化钛颗粒作为可见光响应型光触媒催化剂和3g负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖，加入到双螺杆挤出机中，混合充分后，经140℃加热、剪切、挤出、切粒制得改性聚乙烯颗粒；将改性聚乙烯颗粒加入至单螺杆吹膜机中以不超过180℃，吹膜制备得实验组保鲜膜。
对照组A保鲜膜制备方式如下：称取35g金银花和25g陈皮，浸泡于浓度为60％的乙醇溶液中24h，微波1min，然后以70℃回流1h，浓缩至20mL后，得含金银花提取物和陈皮提取物的溶液，冷冻干燥得金银花提取物和陈皮提取物的混合物；称取95g聚乙烯颗粒为高分子聚合物基料、2g负载金属离子Cu的纳米二氧化钛颗粒作为可见光响应型光触媒催化剂和上述制得的金银花提取物和陈皮提取物的混合物，加入到双螺杆挤出机中，混合充分后，经140℃加热、剪切、挤出、切粒制得改性聚乙烯颗粒；将改性聚乙烯颗粒加入至单螺杆吹膜机中以不超过180℃，吹膜制备得实验组保鲜膜。
对照组B保鲜膜制备方式如下：选取分子质量为80000，脱乙酰度为85％的季铵盐壳聚糖，称取95g聚乙烯颗粒为高分子聚合物基料、2g负载金属离子Cu的纳米二氧化钛颗粒作为可见光响应型光触媒催化剂和2.5g季铵盐壳聚糖，加入到双螺杆挤出机中，混合充分后，经140℃加热、剪切、挤出、切粒制得改性聚乙烯颗粒；将改性聚乙烯颗粒加入至单螺杆吹膜机中以不超过180℃，吹膜制备得实验组保鲜膜。
空白对照组以聚乙烯颗粒在同样条件下制备的普通保鲜膜。
对本实施例中所得保鲜膜进行抑菌保鲜实验探究，试验方法参见实施例2，实验数据记录于下表2。
表2金桔和西红柿染菌菌斑及腐烂面积记录(cm2)
Figure BDA0001597109030000071
Figure BDA0001597109030000081
上述结果表明，分别添加壳聚糖或金银花提取物和陈皮提取物的混合物，同样对保鲜膜的抑菌保鲜效果有较大提高；综合对比发现，本发明提供的添加负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖的实验组保鲜膜，保鲜效果上更优异，分析其原因有如下几点：金银花提取物、陈皮提取物及壳聚糖，对保鲜膜均具有提高其保鲜抑菌功效的性能；季铵盐壳聚糖的添加，利用其表面氨基，与金银花提取物、陈皮提取物中的活性成分，如绿原酸等，形成共价结合，具有缓释效果，使金银花提取物、陈皮提取物的保鲜抑菌功效，及其协同抑菌功效长效发挥，贯彻整个实验期，因此，对染菌及较大面积腐烂的具有延迟功效，从而实现有效保鲜，且上述原料均采用天然原料，原料来源广泛，安全性高，大众认可度高，便于推广应用。
实施例4
称取28g陈皮，浸泡于浓度为70％的乙醇溶液中24h，微波1min，然后以60℃回流1h，浓缩至20mL后，得含陈皮提取物的溶液；
选取分子质量为100000，脱乙酰度为85％的季铵盐壳聚糖溶于水，配制浓度为5wt％的季铵盐壳聚糖水溶液50mL，搅拌下加入20g绿原酸和上述含陈皮提取物的溶液，保持搅拌1.5h，4500r/min离心15min并干燥，得负载绿原酸和陈皮提取物的壳聚糖；
称取95g聚丙烯颗粒为高分子聚合物基料、2g掺杂长余辉材料的纳米氧化钛的化合物作为可见光响应型光触媒催化剂和3g负载绿原酸和陈皮提取物的壳聚糖，加入到双螺杆挤出机中，混合充分后，经130℃加热、剪切、挤出、切粒制得改性聚乙烯颗粒；将改性聚乙烯颗粒加入至单螺杆吹膜机中以不超过180℃，吹膜制备得保鲜膜。本实施例制备的保鲜膜对食品保鲜效果良好，金桔实验中，第12天首次发现菌斑，长余辉材料的掺杂，使得在冰箱门打开引起空气流入、杂菌增加时，关门后，仍有一定时间的光，可激发光触媒催化剂长效抑菌，故而，进一步延迟了菌斑出现，正常了保鲜时间。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种保鲜膜，其特征在于，所述保鲜膜由以下质量份数的原料制成：90-99份高分子聚合物基料、1-5份可见光响应型光触媒催化剂和1-5份负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖；所述可见光响应型光触媒催化剂为负载金属离子的纳米二氧化钛颗粒或掺杂长余辉材料的纳米氧化钛，所述金属离子选自铂、银、铜或铁离子；所述高分子聚合物基料选自聚丙烯、聚乙烯、或乙烯-乙烯醇共聚物；
所述保鲜膜的制备方法包括以下步骤：
（1）称取20-40g金银花和15-25g陈皮，浸泡于浓度为60-75%的乙醇溶液中12-48h，微波30s-2min，然后以40-70℃回流1-2h，浓缩至15-25mL后，得含金银花提取物和陈皮提取物的溶液；
（2）将季铵盐壳聚糖溶于水，配制浓度为 3～15wt% 的季铵盐壳聚糖水溶液50-75mL，搅拌下加入含金银花提取物和陈皮提取物的溶液，保持搅拌1-1.5h，离心干燥，得负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖；
（3）称取90-99份高分子聚合物基料、1-5份可见光响应型光触媒催化剂和1-5份负载金银花提取物和陈皮提取物的壳聚糖，混合充分，工艺成膜，制得保鲜膜。
2.根据权利要求1所述的保鲜膜，其特征在于，所述工艺成膜为压延成型工艺或吹塑成型工艺。
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