CN109503973B - 一种具有乙烯吸附作用的保鲜膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有乙烯吸附作用的保鲜膜及其制备方法。该保鲜膜由苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸酐和冻干菌粉制成；所述冻干菌粉是以分枝杆菌为原料制得，所述分枝杆菌为罗氏分枝杆菌（Mycobacterium Rhodesiae），ATCC编号为BAA‑494。其制备方法是先将苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸酐聚合制成膜材料，然后将冻干菌粉和膜材料混合，经紫外光照固化制得保鲜膜。本发明制备工序简单，制作周期短，吸附乙烯效果好，安全无毒，绿色环保，为果蔬保鲜提供了一种新的方向，具有较好的使用前景。

Description

一种具有乙烯吸附作用的保鲜膜及其制备方法
技术领域
本发明属于果蔬保鲜技术领域，具体涉及一种具有乙烯吸附作用的保鲜膜及其制备方法。
背景技术
随着生活水平的不断提高，消费者不仅对水果和蔬菜（简称果蔬）的需求量不断增加，而且对果蔬新鲜度提出了更高的要求。采摘后的果蔬仍是活的生命体，为维持其生命活动，不断进行着呼吸作用产生热量和水分。由于果蔬鲜嫩，采摘后运输、销售和贮藏过程中极易发生自身变质腐烂损失，给生产和经营者带来极大的经济损失。
乙烯又称为植物催熟激素，它是果蔬体内特定部位产生的一种自然代谢物。采收后新鲜产品的包装内的乙烯的累积和外源乙烯的催熟会激发其生理活性，加速呼吸速率，水果熟化和加速腐烂，导致储存时间缩短,产品损失。高浓度乙烯会使果蔬的呼吸作用加强，加快成熟和衰老过程，不利于果蔬的贮藏和运输保鲜。因此，在果蔬保鲜中应严格控制乙烯气体的浓度，来延长果蔬货架期。目前吸附乙烯气体的方法很多，主要分为物理吸附，化学吸附以及生物吸附。物理吸附剂主要为具有多孔结构的活性炭、矿物质、分子蹄及合成树脂等物质；化学吸附剂则是通过与乙烯形成化学键作用，从而达到乙稀吸附的目的。目前主研究的化学吸附剂为Ag(I)、高锰酸钾等。我国基本采用物理和化学方法保鲜果蔬，但物理方法成本较高，操作繁琐，不利于大规模推广使用，而化学保鲜方法又由于化学物质残留对人体的毒副作用和对环境污染等问题而限制了其使用。生物保鲜物质直接来源于生物体，安全性好，且生物保鲜物质一般都可被生物降解，不会造成二次污染而逐渐成为世界各国的研究热点。
发明内容
本发明针对采收后的果蔬新陈代谢旺盛，易出现乙烯堆积，呼吸速率加速，造成水果熟化和腐烂加速导致储存时间缩短，果蔬营养和质量流失，从而导致腐烂变质的技术问题，提供一种具有乙烯吸附作用的保鲜膜及其制备方法，该保鲜膜可以减少果蔬采后乙烯积累，延缓熟化，延长果蔬储存寿命。
一种具有乙烯吸附作用的保鲜膜，原料包括：苯乙烯，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸酐和冻干菌粉；
所述冻干菌粉是以分枝杆菌为原料制得，所述分枝杆菌为罗氏分枝杆菌（Mycobacterium Rhodesiae），ATCC编号为BAA-494。
上述保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢呋喃混合，在氮气条件下进行反应，在冰浴条件下加入正己烷进行沉淀，经过滤、干燥得到苯乙烯甲基丙烯酸羟乙酯共聚物，将共聚物溶解在四氢呋喃中，再加入甲基丙烯酸酐和三乙胺进行反应，在冰浴条件下加入正己烷进行沉淀，经过滤、干燥得到膜材料；
步骤2，将分支杆菌接种，培养至菌液OD600=1，离心后将菌泥与脱脂奶粉溶液混合，冻干制成冻干菌粉；
步骤3，取膜材料与光引发剂、二氯甲烷混合，再加入冻干菌粉，混合均匀后，平铺在透明玻璃板上，紫外光照后经自然挥发制得保鲜膜。
步骤1中，在苯乙烯甲基丙烯酸羟乙酯共聚物的羟基上接上双键（甲基丙烯酸酐），在双键存在下可以使聚合物光交联，更加稳定。
步骤2中，采用脱脂奶粉溶液与菌泥混合制成冻干菌粉，脱脂奶粉溶液可以使菌粉活性更高更加稳定。
步骤3中，在紫外光照下光引发剂诱导双键交联，可以将菌固定在膜内。
进一步地，步骤1中苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸酐混合后在氮气条件下进行反应的温度为70℃、反应时间为12h。
进一步地，步骤1中加入甲基丙烯酸酐和三乙胺进行反应的温度为25℃、反应时间为12h。
进一步地，步骤2中脱脂奶粉溶液的浓度为10% w/v，菌泥与脱脂奶粉溶液的重量比为2：1。
进一步地，步骤1中需先将苯乙烯和甲基丙烯酸羟乙酯经过碱性氧化铝柱处理以除去单体内的阻聚剂。
本发明利用分支杆菌可以催化乙烯的环氧化，将其固定到特定的载体上，制成一种乙烯吸附的保鲜膜，来吸收果蔬贮藏中的乙烯。该方法不仅用量小、催化效率高、发挥作用时间长、安全无毒、绿色环保，而且可以反复使用，为果蔬保鲜提供了一种有潜力的新型手段，具有较好的使用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
（1）提前将苯乙烯（St）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）过碱性氧化铝柱子用来除去单体内的阻聚剂。在氮气保护下加入5mL St，170μL HEMA，10mL四氢呋喃，70℃反应过夜，在冰浴正己烷下沉淀，过滤干燥得苯乙烯甲基丙烯酸羟乙酯共聚物。取1.0g产物，用10mLTHF溶解然后加入1mL甲基丙烯酸酐与1mL三乙胺，常温反应过夜，在冰浴正己烷中沉淀，过滤干燥得膜材料。
（2）将分枝杆菌菌液培养至OD600=1，取50 mL菌液，在4000转转速下离心15min，用磷酸缓冲液冲洗菌泥，再次离心得菌泥，如此重复3次，最后记录重量0.60g。称取1.00g脱脂奶粉，用10 mL去离子水溶解得10%脱脂奶粉溶液，向上述菌泥中加入0.30 g 10%脱脂奶粉溶液，摇匀后先放入-70℃冻结实，然后放入真空冷冻干燥机中，3天内后取出。
（3）取30mg膜材料，加入2mg 2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮作为光引发剂，2mL二氯甲烷，混合成溶液后，加入5mg菌冻干粉，摇匀，平铺在4×4cm透明玻璃板上，紫外光照2min，自然挥发成膜。
做3组以海鲜菇为对象的保鲜实验，空白组、普通薄膜组、新型乙烯吸附保鲜膜组。结果显示在第5天时空白组和普通薄膜组就开始出现小面积褐变腐烂，其他两组无变化。第8天时效果最明显，新型乙烯吸附保鲜膜组保鲜效果均较好。
实施例2
（1）提前将苯乙烯（St）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）过碱性氧化铝柱子用来除去单体内的阻聚剂。在氮气保护下加入5mL St，170μL HEMA，10mL四氢呋喃，70℃反应过夜，在冰浴正己烷下沉淀，过滤干燥得苯乙烯甲基丙烯酸羟乙酯共聚物。取1.0g产物，用10mLTHF溶解然后加入1mL甲基丙烯酸酐与1mL三乙胺，常温反应过夜，在冰浴正己烷中沉淀，过滤干燥得膜材料。
（2）将分枝杆菌菌液培养至OD600=1，取50 mL菌液，在4800转转速下离心15min，用磷酸缓冲液冲洗菌泥，再次离心得菌泥，如此重复3次，最后记录重量0.60g。称取1.00g脱脂奶粉，用10 mL去离子水溶解得10%脱脂奶粉溶液，向上述菌泥中加入0.30 g 10%脱脂奶粉溶液，摇匀后先放入-70℃冻结实，然后放入真空冷冻干燥机中，3天内后取出。
（3）取30mg膜材料，加入2mg 2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮作为光引发剂，2mL二氯甲烷，混合成溶液后，加入5mg菌冻干粉，摇匀，平铺在4×4cm透明玻璃板上，紫外光照2min，自然挥发成膜。
做3组以平菇为对象的保鲜实验，空白组、普通薄膜组、新型乙烯吸附保鲜膜组。结果显示在第6天时空白组和普通薄膜组就开始出现小面积褐变腐烂，其他两组无变化。第9天时效果最明显，新型乙烯吸附保鲜膜组保鲜效果均较好。
实施例3
（1）提前将苯乙烯（St）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）过碱性氧化铝柱子用来除去单体内的阻聚剂。在氮气保护下加入5mL St，170μL HEMA，10mL四氢呋喃，70℃反应过夜，在冰浴正己烷下沉淀，过滤干燥得苯乙烯甲基丙烯酸羟乙酯共聚物。取1.0g产物，用10mLTHF溶解然后加入1mL甲基丙烯酸酐与1mL三乙胺，常温反应过夜，在冰浴正己烷中沉淀，过滤干燥得膜材料。
（2）将分枝杆菌菌液培养至OD600=1，取50 mL菌液，在4500转转速下离心15min，用磷酸缓冲液冲洗菌泥，再次离心得菌泥，如此重复3次，最后记录重量0.60g。称取1.00g脱脂奶粉，用10 mL去离子水溶解得10%脱脂奶粉溶液，向上述菌泥中加入0.30 g 10%脱脂奶粉溶液，摇匀后先放入-70℃冻结实，然后放入真空冷冻干燥机中，3天内后取出。
（3）取30mg膜材料，加入2mg 2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮作为光引发剂，2mL二氯甲烷，混合成溶液后，加入5mg菌冻干粉，摇匀，平铺在4×4cm透明玻璃板上，紫外光照2min，自然挥发成膜。
做3组以香蕉为对象的保鲜实验，空白组、普通薄膜组、新型乙烯吸附保鲜膜组。结果显示在第8天时空白组和普通薄膜组就开始出现小面积褐变腐烂，其他两组无变化。第12天时效果最明显，新型乙烯吸附保鲜膜组保鲜效果均较好。

Claims (5)

1.一种具有乙烯吸附作用的保鲜膜，其特征在于：原料包括：苯乙烯，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸酐和冻干菌粉；
所述冻干菌粉是以分枝杆菌为原料制得，所述分枝杆菌为罗氏分枝杆菌（Mycobacterium Rhodesiae），ATCC编号为BAA-494,
该保鲜膜的制备方法包括以下步骤：
步骤1，将苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢呋喃混合，在氮气条件下进行反应，在冰浴条件下加入正己烷进行沉淀，经过滤、干燥得到苯乙烯甲基丙烯酸羟乙酯共聚物，将共聚物溶解在四氢呋喃中，再加入甲基丙烯酸酐和三乙胺进行反应，在冰浴条件下加入正己烷进行沉淀，经过滤、干燥得到膜材料；
步骤2，将分支杆菌接种，培养至菌液OD600=1，离心后将菌泥与脱脂奶粉溶液混合，冻干制成冻干菌粉；
步骤3，取膜材料与光引发剂、二氯甲烷混合，再加入冻干菌粉，混合均匀后，平铺在透明玻璃板上，紫外光照后经自然挥发制得保鲜膜。
2.根据权利要求1所述的保鲜膜，其特征在于：步骤1中苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯混合后在氮气条件下进行反应的温度为70℃、反应时间为12h。
3.根据权利要求1所述的保鲜膜，其特征在于：步骤1中加入甲基丙烯酸酐和三乙胺进行反应的温度为25℃、反应时间为12h。
4.根据权利要求1所述的保鲜膜，其特征在于：步骤2中脱脂奶粉溶液的浓度为10wt.%，菌泥与脱脂奶粉溶液的重量比为2：1。
5.根据权利要求1所述的保鲜膜，其特征在于：步骤1中需先将苯乙烯和甲基丙烯酸羟乙酯经过碱性氧化铝柱处理以除去单体内的阻聚剂。
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