CN109401350A - 一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，包括以下步骤：取鱼皮去鳞，剪碎洗净，加含双氧水的NaOH溶液搅拌；洗涤至中性，加入异丙醇溶液搅拌；洗涤至中性，加入NaCl溶液搅拌，离心，去除废液；加胃蛋白酶酶解；过滤离心，上清液加入乙酸溶液，过滤，蒸馏水中透析，冷冻干燥得成分A；下部沉淀洗涤至中性，加蒸馏水打浆，得成分B；取珍珠麒麟菜粉碎；加入NaOH溶液，浸泡；洗涤至中性，加纤维素酶搅拌反应；转移至不锈钢耐压密封容器内反应；取出，冷却至室温，加入成分A、成分B、樟树叶提取物和凝结多糖，搅拌均匀；真空冷冻干燥即得。本方法所制备包装材料具有很好的力学性能和缓冲性能，同时抗菌性效果佳。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法。
背景技术
20世纪以来，发泡聚苯乙烯缓冲包装材料被广泛用作电子产品的缓冲包装，但是发泡聚苯乙烯化学性能稳定使用废弃后在自然条件下200年内不会自然降解，从而造成严重的“白色污染”，如果回收发泡聚苯乙烯进行降解，则需要耗费大量成本。同时，传统的缓冲包装材料的制备方法主要包括挤出、浇注、注射、模压、吹塑等。运用这些方法制备的缓冲包装材料，其过程大致都是先在液态单体或热聚物中冲入发泡剂，气泡就会长大并稳定，然后通过交联或冷却使其整体固化。利用这些方法制备的缓冲包装材料，都需要加入发泡剂，目前使用的发泡剂主要有：碳酸氢钠、尿素、偶氮二甲酰胺、甲苯磺酰肼等，大部分发泡剂在生产过程中以及在用后的处理过程中会对环境造成严重的污染。因此，开发一种生物质的且不需要发泡剂的缓冲包装材料，以替代目前广泛使用的缓冲材料，对保护环境和可持续发展将具有非常重要的现实意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，所制备包装材料具有很好的力学性能和缓冲性能，同时抗菌性效果佳。
技术方案：一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20-30份鱼皮去鳞，剪碎洗净，加入20倍鱼皮重量的含体积分数为1％双氧水的NaOH溶液搅拌24-25h；
(2)洗涤至中性，加入10％异丙醇溶液搅拌3-4h；
(3)洗涤至中性，加入质量分数为2.5％NaCl溶液搅拌10h，离心，去除废液；
(4)加入10倍鱼皮重量的蒸馏水和2％鱼皮质量的胃蛋白酶，调节pH至2.5，在4℃下酶解20-25h；
(5)过滤离心，上清液加入2％乙酸溶液，过滤，蒸馏水中透析24-25h，冷冻干燥得成分A；
(6)下部沉淀洗涤至中性，加入4-5倍重量蒸馏水，打浆10-15min，得成分B；
(7)取40-60份珍珠麒麟菜，清洗干净后切成3-4cm长，转移至粉碎机中粉碎4-5min；
(8)取出后加入50-80份28％NaOH溶液，浸泡24-26h；
(9)洗涤至中性，加入0.5wt％纤维素酶，调节pH至4-5，在温度45-55℃下搅拌反应60-80min；
(10)转移至不锈钢耐压密封容器内，在90-95℃下保持2-2.5h；
(11)取出，冷却至室温，加入成分A、成分B、0.2-0.5份樟树叶提取物和1-2份凝结多糖，搅拌均匀；
(12)转移至冰箱中，在-20℃下冷冻6-7h后在-80℃下冷冻6-7h；
(13)放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥即得。
进一步优选的，所述鱼皮为罗非鱼皮、鲢鱼皮、草鱼皮、鮟鱇鱼皮、鲶鱼皮或鮰鱼皮。
进一步优选的，所述纤维素酶的总酶活力为10000-13000u/g。
进一步优选的，所述樟树叶提取物的提取方法为：
第一步：将80-100份樟树叶冷冻干燥后粉碎，过40-60目筛；
第二步：加入蒸馏水，使其料液比为1:12，搅拌均匀，在室温下静置3h；
第三步：转移至微波萃取釜中，萃取条件为：功率500W，温度70℃，时间15min；
第四步：过滤后将滤液减压蒸馏干燥即得。
有益效果：
1.本发明以生物质材料为原料，有效的避免了使用聚苯乙烯等难降解的原料，绿色环保，可循环性佳。
2.本发明不采用发泡剂，而使用冷冻干燥的方法，有效的避免了大部分发泡剂在生产过程中以及在用后的处理过程中会对环境造成严重的污染。
3.本发明包装材料具有很好的力学性能和缓冲性能，弹性模量最高可达0.889MPa，屈服应力和回弹率最高分别可达0.0690MPa和90.46％，同时抗菌性佳，对于大肠杆菌的抑制效果很好。
具体实施方式
实施例1
一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20份鱼皮去鳞，剪碎洗净，加入20倍鱼皮重量的含体积分数为1％双氧水的NaOH溶液搅拌24h；
(2)洗涤至中性，加入10％异丙醇溶液搅拌3h；
(3)洗涤至中性，加入质量分数为2.5％NaCl溶液搅拌10h，离心，去除废液；
(4)加入10倍鱼皮重量的蒸馏水和2％鱼皮质量的胃蛋白酶，调节pH至2.5，在4℃下酶解20-25h；
(5)过滤离心，上清液加入2％乙酸溶液，过滤，蒸馏水中透析24h，冷冻干燥得成分A；
(6)下部沉淀洗涤至中性，加入4倍重量蒸馏水，打浆10min，得成分B；
(7)取40份珍珠麒麟菜，清洗干净后切成3cm长，转移至粉碎机中粉碎4min；
(8)取出后加入50份28％NaOH溶液，浸泡24h；
(9)洗涤至中性，加入0.5wt％纤维素酶，调节pH至4，在温度45℃下搅拌反应60min；
(10)转移至不锈钢耐压密封容器内，在90℃下保持2h；
(11)取出，冷却至室温，加入成分A、成分B、0.2份樟树叶提取物和1份凝结多糖，搅拌均匀；
(12)转移至冰箱中，在-20℃下冷冻6h后在-80℃下冷冻6h；
(13)放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥即得。
实施例2
一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取25份鱼皮去鳞，剪碎洗净，加入20倍鱼皮重量的含体积分数为1％双氧水的NaOH溶液搅拌24.5h；
(2)洗涤至中性，加入10％异丙醇溶液搅拌3.5h；
(3)洗涤至中性，加入质量分数为2.5％NaCl溶液搅拌10h，离心，去除废液；
(4)加入10倍鱼皮重量的蒸馏水和2％鱼皮质量的胃蛋白酶，调节pH至2.5，在4℃下酶解23h；
(5)过滤离心，上清液加入2％乙酸溶液，过滤，蒸馏水中透析24-25h，冷冻干燥得成分A；
(6)下部沉淀洗涤至中性，加入4.5倍重量蒸馏水，打浆15min，得成分B；
(7)取50份珍珠麒麟菜，清洗干净后切成3cm长，转移至粉碎机中粉碎5min；
(8)取出后加入70份28％NaOH溶液，浸泡25h；
(9)洗涤至中性，加入0.5wt％纤维素酶，调节pH至4.5，在温度50℃下搅拌反应70min；
(10)转移至不锈钢耐压密封容器内，在95℃下保持2.5h；
(11)取出，冷却至室温，加入成分A、成分B、0.4份樟树叶提取物和1.5份凝结多糖，搅拌均匀；
(12)转移至冰箱中，在-20℃下冷冻6.5h后在-80℃下冷冻6.5h；
(13)放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥即得。
实施例3
一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取30份鱼皮去鳞，剪碎洗净，加入20倍鱼皮重量的含体积分数为1％双氧水的NaOH溶液搅拌25h；
(2)洗涤至中性，加入10％异丙醇溶液搅拌4h；
(3)洗涤至中性，加入质量分数为2.5％NaCl溶液搅拌10h，离心，去除废液；
(4)加入10倍鱼皮重量的蒸馏水和2％鱼皮质量的胃蛋白酶，调节pH至2.5，在4℃下酶解20-25h；
(5)过滤离心，上清液加入2％乙酸溶液，过滤，蒸馏水中透析25h，冷冻干燥得成分A；
(6)下部沉淀洗涤至中性，加入5倍重量蒸馏水，打浆15min，得成分B；
(7)取60份珍珠麒麟菜，清洗干净后切成4cm长，转移至粉碎机中粉碎5min；
(8)取出后加入80份28％NaOH溶液，浸泡26h；
(9)洗涤至中性，加入0.5wt％纤维素酶，调节pH至5，在温度55℃下搅拌反应80min；
(10)转移至不锈钢耐压密封容器内，在95℃下保持2.5h；
(11)取出，冷却至室温，加入成分A、成分B、0.5份樟树叶提取物和2份凝结多糖，搅拌均匀；
(12)转移至冰箱中，在-20℃下冷冻7h后在-80℃下冷冻7h；
(13)放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥即得。
对比例1
本实施例与实施例1的差别在于不含有成分A，具体为：
一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20份鱼皮去鳞，剪碎洗净，加入20倍鱼皮重量的含体积分数为1％双氧水的NaOH溶液搅拌24h；
(2)洗涤至中性，加入10％异丙醇溶液搅拌3h；
(3)洗涤至中性，加入质量分数为2.5％NaCl溶液搅拌10h，离心，去除废液；
(4)加入10倍鱼皮重量的蒸馏水和2％鱼皮质量的胃蛋白酶，调节pH至2.5，在4℃下酶解20-25h；
(5)过滤离心；
(6)下部沉淀洗涤至中性，加入4倍重量蒸馏水，打浆10min，得成分B；
(7)取40份珍珠麒麟菜，清洗干净后切成3cm长，转移至粉碎机中粉碎4min；
(8)取出后加入50份28％NaOH溶液，浸泡24h；
(9)洗涤至中性，加入0.5wt％纤维素酶，调节pH至4，在温度45℃下搅拌反应60min；
(10)转移至不锈钢耐压密封容器内，在90℃下保持2h；
(11)取出，冷却至室温，加入成分A、成分B、0.2份樟树叶提取物和1份凝结多糖，搅拌均匀；
(12)转移至冰箱中，在-20℃下冷冻6h后在-80℃下冷冻6h；
(13)放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥即得。
对比例2
本实施例与实施例1的差别在于不含有珍珠麒麟菜，具体为：
一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20份鱼皮去鳞，剪碎洗净，加入20倍鱼皮重量的含体积分数为1％双氧水的NaOH溶液搅拌24h；
(2)洗涤至中性，加入10％异丙醇溶液搅拌3h；
(3)洗涤至中性，加入质量分数为2.5％NaCl溶液搅拌10h，离心，去除废液；
(4)加入10倍鱼皮重量的蒸馏水和2％鱼皮质量的胃蛋白酶，调节pH至2.5，在4℃下酶解20-25h；
(5)过滤离心，上清液加入2％乙酸溶液，过滤，蒸馏水中透析24h，冷冻干燥得成分A；
(6)下部沉淀洗涤至中性，加入4倍重量蒸馏水，打浆10min，得成分B；
(7)将成分A和成分B混合，加入0.2份樟树叶提取物和1份凝结多糖，搅拌均匀；
(8)转移至冰箱中，在-20℃下冷冻6h后在-80℃下冷冻6h；
(9)放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥即得。
对比例3
本实施例与实施例1的差别在于不含有凝结多糖，具体为：
一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20份鱼皮去鳞，剪碎洗净，加入20倍鱼皮重量的含体积分数为1％双氧水的NaOH溶液搅拌24h；
(2)洗涤至中性，加入10％异丙醇溶液搅拌3h；
(3)洗涤至中性，加入质量分数为2.5％NaCl溶液搅拌10h，离心，去除废液；
(4)加入10倍鱼皮重量的蒸馏水和2％鱼皮质量的胃蛋白酶，调节pH至2.5，在4℃下酶解20-25h；
(5)过滤离心，上清液加入2％乙酸溶液，过滤，蒸馏水中透析24h，冷冻干燥得成分A；
(6)下部沉淀洗涤至中性，加入4倍重量蒸馏水，打浆10min，得成分B；
(7)取40份珍珠麒麟菜，清洗干净后切成3cm长，转移至粉碎机中粉碎4min；
(8)取出后加入50份28％NaOH溶液，浸泡24h；
(9)洗涤至中性，加入0.5wt％纤维素酶，调节pH至4，在温度45℃下搅拌反应60min；
(10)转移至不锈钢耐压密封容器内，在90℃下保持2h；
(11)取出，冷却至室温，加入成分A、成分B和0.2份樟树叶提取物，搅拌均匀；
(12)转移至冰箱中，在-20℃下冷冻6h后在-80℃下冷冻6h；
(13)放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥即得。
表1生物质复合缓冲包装材料的部分性能指标
本发明方法所制备的生物质复合缓冲包装材料的部分性能指标见上表，我们可以看到其具有很好的力学性能和缓冲性能，弹性模量最高可达0.889MPa，屈服应力和回弹率最高分别可达0.0690MPa和90.46％，同时抗菌性佳，对于大肠杆菌的抑制效果很好。
Claims (4)
1.一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20-30份鱼皮去鳞，剪碎洗净，加入20倍鱼皮重量的含体积分数为1％双氧水的NaOH溶液搅拌24-25h；
(2)洗涤至中性，加入10％异丙醇溶液搅拌3-4h；
(3)洗涤至中性，加入质量分数为2.5％NaCl溶液搅拌10h，离心，去除废液；
(4)加入10倍鱼皮重量的蒸馏水和2％鱼皮质量的胃蛋白酶，调节pH至2.5，在4℃下酶解20-25h；
(5)过滤离心，上清液加入2％乙酸溶液，过滤，蒸馏水中透析24-25h，冷冻干燥得成分A；
(6)下部沉淀洗涤至中性，加入4-5倍重量蒸馏水，打浆10-15min，得成分B；
(7)取40-60份珍珠麒麟菜，清洗干净后切成3-4cm长，转移至粉碎机中粉碎4-5min；
(8)取出后加入50-80份28％NaOH溶液，浸泡24-26h；
(9)洗涤至中性，加入0.5wt％纤维素酶，调节pH至4-5，在温度45-55℃下搅拌反应60-80min；
(10)转移至不锈钢耐压密封容器内，在90-95℃下保持2-2.5h；
(11)取出，冷却至室温，加入成分A、成分B、0.2-0.5份樟树叶提取物和1-2份凝结多糖，搅拌均匀；
(12)转移至冰箱中，在-20℃下冷冻6-7h后在-80℃下冷冻6-7h；
(13)放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥即得。
2.根据权利要求1所述的一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：所述鱼皮为罗非鱼皮、鲢鱼皮、草鱼皮、鮟鱇鱼皮、鲶鱼皮或鮰鱼皮。
3.根据权利要求1所述的一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：所述纤维素酶的总酶活力为10000-13000u/g。
4.根据权利要求1所述的一种生物质复合缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：所述樟树叶提取物的提取方法为：
第一步：将80-100份樟树叶冷冻干燥后粉碎，过40-60目筛；
第二步：加入蒸馏水，使其料液比为1:12，搅拌均匀，在室温下静置3h；
第三步：转移至微波萃取釜中，萃取条件为：功率500W，温度70℃，时间15min；
第四步：过滤后将滤液减压蒸馏干燥即得。
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