CN110511443A - 一种海藻酸钠保鲜膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于可食性保鲜膜制备技术领域，尤其涉及一种海藻酸钠保鲜膜及其制备方法和应用。本发明使用多胺对海藻酸钠膜液进行预交联，能够有效提高单一海藻酸钠膜的拉伸强度和断裂伸长率，改善了海藻酸钠膜的机械性能；实施例表明，相对于单一海藻酸钠膜，本发明制备的海藻酸钠保鲜膜的拉伸强度可提高近20％，断裂伸长率可提高近200％。本发明将百里香酚添加到海藻酸钠保鲜膜中，得到的海藻酸钠保鲜膜具有较好的抑菌和抗氧化效果，将该海藻酸钠保鲜膜作为新鲜或鲜切果蔬的包装材料，可有效延缓新鲜或鲜切果蔬的衰老，延长其贮藏期，为海藻酸钠可食性保鲜膜的制备提供了新思路。

Description

一种海藻酸钠保鲜膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及可食性保鲜膜制备技术领域，尤其涉及一种海藻酸钠保鲜膜及其制备方法和应用。
背景技术
海藻酸钠是由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸按(1→4)键连接而成的线性共聚物，是一种天然多糖，具有很好的生物相容性、生物可降解性且无毒副作用，已经在食品、医药、纺织、化工领域得到了广泛应用。海藻酸钠中含有游离的羟基和羧基，与Ca2+、Zn2+等可发生交联反应形成不溶于水的海藻酸盐，这对海藻酸钠保鲜膜的制备提供了有利条件。
申请号为CN201310069715.8的专利公开了一种食品包装用高强度抗菌性海藻酸钠膜及其制备方法，将首先壳聚糖、苯扎氯铵溶解混匀，然后滴加三聚偏磷酸钠，制备出壳聚糖-苯扎氯铵纳米微球；将所得纳米微球加入纳米纤维素溶液中，制得纳米纤维素/壳聚糖-苯扎氯铵复合物；最后将复合物加入到海藻酸钠中制备出高强度高抗菌性的海藻酸钠食品包装膜。申请号为CN201810508790.2的专利公开了一种海藻酸钠-壳聚糖双层可食用膜及其制备方法及应用，首先将海藻酸钠、乳化剂、甘油和天然抗菌剂制备成海藻酸钠膜，然后将膜上流延一层壳聚糖膜，最后用氯化钙溶液交联，得到海藻酸钠-壳聚糖多层可食用性膜。申请号为CN201711246613.3的专利公开了一种无毒易降解保鲜膜的制备方法，将海藻酸钠膜液与丁香油乙醇溶液混合分散得到丁香油-海藻酸钠膜液，将其与壳聚糖膜液按一定比例混合，掺入琼脂粉得到凝胶液，然后涂布于含有LDPE/EVA复合薄膜的有机玻璃板上，压紧后干燥、冷却得到无毒易降解保鲜膜。申请号为CN201810508790.2的专利公开了一种可食用性膜及其制备方法，使用壳聚糖和海藻酸钠膜液，采用层层自组装法制备可食用复合膜，且复合膜中交联有阿魏酸，该复合膜对果实具有一定的保鲜作用。
综上，目前多使用壳聚糖与海藻酸钠形成复合膜来改善单一海藻酸钠膜的特性，不仅增加了膜的制备工序，而且壳聚糖与海藻酸钠均为多糖分子，膜质较脆，限制了其膜机械性能的进一步改善，影响其使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海藻酸钠保鲜膜及其制备方法和应用，该方法制备的海藻酸钠保鲜膜具有优异的机械性能和较好的抑菌效果。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种海藻酸钠保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
将海藻酸钠膜液与甘油混合，得到第一膜液；
将所述第一膜液与百里香酚和多胺混合，得到第二膜液；
将所述第二膜液进行成膜，将所得膜置于氯化钙溶液中，进行钙交联，得到海藻酸钠保鲜膜。
优选的，所述海藻酸钠膜液的质量浓度为1％。
优选的，所述甘油在第一膜液中的质量浓度为1％。
优选的，所述百里香酚在第二膜液中的质量浓度为0.1％～1.0％。
优选的，所述多胺为腐胺、尸胺、亚精胺和精胺中的一种或几种，所述多胺在第二膜液中的浓度为0.01～0.1mol/L。
优选的，所述成膜的方法为流延法；完成所述成膜后，还包括：将所得膜在室温下自然晾干15～20h。
优选的，所述氯化钙溶液的质量浓度为1～2％；所述氯化钙溶液中含有质量分数为3～5％的甘油。
优选的，所述钙交联的温度为室温，所述钙交联的时间为10～15min。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的海藻酸钠保鲜膜。
本发明提供了上述技术方案所述海藻酸钠保鲜膜在新鲜或鲜切果蔬包装材料中的应用。
本发明提供了一种海藻酸钠保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：将海藻酸钠膜液与甘油混合，得到第一膜液；将所述第一膜液与百里香酚和多胺混合，得到第二膜液；将所述第二膜液进行成膜，将所得膜置于氯化钙溶液中，进行钙交联，得到海藻酸钠保鲜膜。
本发明使用多胺对海藻酸钠膜液进行预交联，能够有效提高单一海藻酸钠膜的拉伸强度和断裂伸长率，进而改善海藻酸钠膜的机械性能。实施例表明，相对于单一海藻酸钠膜，本发明制备的海藻酸钠保鲜膜的拉伸强度可提高近20％，断裂伸长率可提高近200％。
本发明将百里香酚添加到海藻酸钠保鲜膜中，得到的海藻酸钠保鲜膜具有较好的抑菌和抗氧化效果，将该海藻酸钠保鲜膜作为新鲜或鲜切果蔬的包装材料，可有效延缓新鲜或鲜切果蔬的衰老，延长其贮藏期，为海藻酸钠可食性保鲜膜的制备提供了新的思路。
具体实施方式
本发明提供了一种海藻酸钠保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
将海藻酸钠膜液与甘油混合，得到第一膜液；
将所述第一膜液与百里香酚和多胺混合，得到第二膜液；
将所述第二膜液进行成膜，将所得膜置于氯化钙溶液中，进行钙交联，得到海藻酸钠保鲜膜。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将海藻酸钠膜液与甘油混合，得到第一膜液。在本发明中，所述海藻酸钠膜液的制备方法优选为：将海藻酸钠粉末溶解于纯水，得到海藻酸钠膜液。在本发明中，所述溶解的温度优选为60℃，所述溶解优选在搅拌条件下进行，本发明对所述搅拌的转速没有特殊的限定，能够将海藻酸钠粉末溶解完全即可。在本发明中，所述海藻酸钠膜液的质量浓度优选为1％。在本发明中，所述混合优选在搅拌条件下进行，本发明对所述搅拌的转速没有特殊的限定，能够将海藻酸钠膜液与甘油混合均匀即可。在本发明中，所述甘油在第一膜液中的质量浓度优选为1％。本发明利用甘油作为增塑剂，能够进一步增强海藻酸钠保鲜膜的机械强度。
得到第一膜液后，本发明将所述第一膜液与百里香酚和多胺混合，得到第二膜液。在本发明中，所述混合的过程优选为在搅拌条件下，将百里香酚和多胺依次加入所述第一膜液中，本发明对所述搅拌的转速没有特殊的限定，能够将第一膜液与百里香酚和多胺混合均匀即可。
在本发明中，所述百里香酚在第二膜液中的质量浓度优选为0.1～1.0％，更优选为0.2～0.8％，最优选为0.5～0.6％。在本发明中，百里香酚对细菌和真菌具有较强的抑制作用，能够进一步增强海藻酸钠保鲜膜的抑菌作用和抗氧化效果。
在本发明中，所述多胺优选为腐胺、尸胺、亚精胺和精胺中的一种或几种，所述多胺在第二膜液中的浓度优选为0.01～0.1mol/L，更优选为0.02～0.08mol/L，最优选为0.03～0.06mol/L。在本发明中，多胺通过氨基(正电荷)与海藻酸钠的游离羧基(负电荷)发生静电相互作用，能够改善海藻酸钠的成膜特性。
得到第二膜液后，本发明将所述第二膜液进行成膜，将所得膜置于氯化钙溶液中，进行钙交联，得到海藻酸钠保鲜膜。在本发明中，所述成膜的方法优选为流延法，具体是将所述第二膜液倾倒于玻璃或亚克力板上，然后将所得膜在室温下自然晾干15～20h。
在本发明中，所述氯化钙溶液的质量浓度优选为1～2％，更优选为1.5％；所述氯化钙溶液中优选含有质量分数为3～5％的甘油，本发明在氯化钙溶液中添加甘油能够防止膜上的甘油在钙交联过程中的损失，即避免膜上的甘油过多溶于水中。在本发明中，所述钙交联的温度优选为室温，所述钙交联的时间优选为10～15min，更优选为12～14min。
完成所述钙交联后，本发明优选使用20～30mL甘油水溶液(甘油质量含量优选为3％～5％)冲洗所得膜表面，然后置于相对湿度为50％、温度为25℃的环境下自然晾干48～72h，得到海藻酸钠保鲜膜。
在钙交联过程中，钙离子与海藻酸钠上的钠离子进行交换，钙离子与两个羧基在静电作用下进行相互作用，从而起到交联的目的。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的海藻酸钠保鲜膜。在本发明中，所述海藻酸钠保鲜膜属于可食性保鲜膜，其中添加有多胺和百里香酚，采用多胺对海藻酸钠膜液进行预交联，然后进行钙交联，能够有效提高海藻酸钠保鲜膜的拉伸强度和断裂伸长率，百里香酚能够增强海藻酸钠保鲜膜对果蔬腐败微生物的抑制作用。因此，本发明所述海藻酸钠保鲜膜具有优异的机械性能和良好的抑菌效果。在本发明中，所述海藻酸钠保鲜膜的厚度为0.019～0.022mm。
本发明提供了上述技术方案所述海藻酸钠保鲜膜在新鲜或鲜切果蔬包装材料中的应用。本发明对所述海藻酸钠保鲜膜在新鲜或鲜切果蔬包装材料中的应用方法没有特殊的限定，选用本领域技术人员熟知的方法即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将海藻酸钠粉末与纯水混合，于60℃条件下搅拌至完全溶解，得到质量浓度为1％的海藻酸钠膜液；在搅拌条件下，将甘油加入所述海藻酸钠膜液中，得到第一膜液(甘油质量浓度为1％)；在搅拌条件下，向所述第一膜液中先后加入百里香酚和腐胺，得到第二膜液(百里香酚质量含量为0.1％；腐胺质量浓度为0.05mol/L)；将所述第二膜液倾倒于玻璃板上，流延成膜，于室温下自然晾干15h，将所得膜置于含有甘油(1％)的质量浓度为1％的氯化钙溶液中，进行钙交联10min，使用20mL甘油水溶液(质量分数3％)冲洗膜表面，然后将所得膜置于相对湿度为50％、温度为25℃的环境下晾干72h，得到海藻酸钠保鲜膜。
实施例2
将海藻酸钠粉末与纯水混合，于60℃条件下搅拌至完全溶解，得到质量浓度为1％的海藻酸钠膜液；在搅拌条件下，将甘油加入所述海藻酸钠膜液中，得到第一膜液(甘油质量浓度为1％)；在搅拌条件下，向所述第一膜液中先后加入百里香酚和亚精胺，得到第二膜液(百里香酚质量含量为0.1％；腐胺质量浓度为0.1mol/L)；将所述第二膜液倾倒于玻璃板上，流延成膜，于室温下自然晾干18h，将所得膜置于含有甘油(2％)的质量浓度为1.5％的氯化钙溶液中，进行钙交联12min，使用20mL甘油水溶液(质量分数5％)冲洗膜表面，然后将所得膜置于相对湿度为50％、温度为25℃的环境下晾干32h，得到海藻酸钠保鲜膜。
实施例3
将海藻酸钠粉末与纯水混合，于60℃条件下搅拌至完全溶解，得到质量浓度为1％的海藻酸钠膜液；在搅拌条件下，将甘油加入所述海藻酸钠膜液中，得到第一膜液(甘油质量浓度为1％)；在搅拌条件下，向所述第一膜液中先后加入百里香酚和亚精胺，得到第二膜液(百里香酚质量含量为1％；腐胺质量浓度为0.01mol/L)；将所述第二膜液倾倒于玻璃板上，流延成膜，于室温下自然晾干15h，将所得膜置于含有甘油(1％)的质量浓度为2％的氯化钙溶液中，进行钙交联15min，使用20mL甘油水溶液(质量分数5％)冲洗膜表面，然后将所得膜置于相对湿度为50％、温度为25℃的环境下晾干48h，得到海藻酸钠保鲜膜。
对比例1
将海藻酸钠粉末与纯水混合，于60℃条件下搅拌至完全溶解，得到质量浓度为1％的海藻酸钠膜液；在搅拌条件下，将甘油加入所述海藻酸钠膜液中，得到第一膜液(甘油质量浓度为1％)；将所述第一膜液倾倒于玻璃板上，流延成膜，于室温下自然晾干15h，将所得膜置于含有甘油(1％)的质量浓度为1％的氯化钙溶液中，进行钙交联10min，使用20mL甘油水溶液(质量分数3％)冲洗膜表面，然后将所得膜置于相对湿度为50％、温度为25℃的环境下晾干72h，得到海藻酸钠保鲜膜。
性能测试
1)将实施例1～3和对比例1制备的海藻酸钠保鲜膜进行厚度、拉伸强度和断裂伸长率的测定，详细结果见表1。
测定方法：
采用数字千分尺测定海藻酸钠保鲜膜的厚度，随机取膜上5个不同位置点进行测量的平均值为膜厚度；
拉伸强度和断裂伸长率测定方法为：用切纸机将膜裁成100mm×15mm的长条，实验长度为100mm，采用PARAM(M)自动拉力测试机进行测量，拉伸速率为10mm/min，夹持有效距离为80mm。
表1实施例1～3和对比例1制备的海藻酸钠保鲜膜的机械性能参数
由表1可知，与对比例1(不添加多胺和百里香酚，即单一海藻酸钠膜)相比，本发明实施例1～3制备的海藻酸钠保鲜膜的拉伸强度可提高近20％，断裂伸长率可提高近200％，所得海藻酸钠保鲜膜具有较好的机械性能。
2)将实施例1～3和对比例1制备的海藻酸钠保鲜膜进行抑菌效果的测定，详细结果见表2。
测定方法为：首先把保鲜膜平铺于带有培养基的培养皿上，然后将直径为1cm的菌斑块(从经过一定时间培养的培养基上扣取)置于已铺有保鲜膜的培养基中心部位，于28℃条件下培养2天后测定其菌斑块直径。
表2实施例1～3和对比例1制备的海藻酸钠保鲜膜的抑菌作用(以菌斑直径计，单位：cm)
注：数值表示为平均数±标准偏差。
由表2可知，与对比例1相比，本发明实施例1～3制备的海藻酸钠保鲜膜的菌斑直径更小，即抑菌效果更好，显著提高了海藻酸钠保鲜膜的抑菌效果。
由以上实施例可知，本发明提供了一种海藻酸钠保鲜膜及其制备方法和应用，本发明将多胺和百里香酚添加到海藻酸钠膜液中，所得海藻酸钠保鲜膜具有较好的机械性能和抑菌效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海藻酸钠保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将海藻酸钠膜液与甘油混合，得到第一膜液；
将所述第一膜液与百里香酚和多胺混合，得到第二膜液；
将所述第二膜液进行成膜，将所得膜置于氯化钙溶液中，进行钙交联，得到海藻酸钠保鲜膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠膜液的质量浓度为1％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述甘油在第一膜液中的质量浓度为1％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述百里香酚在第二膜液中的质量浓度为0.1％～1.0％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多胺为腐胺、尸胺、亚精胺和精胺中的一种或几种，所述多胺在第二膜液中的浓度为0.01～0.1mol/L。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成膜的方法为流延法；完成所述成膜后，还包括：将所得膜在室温下自然晾干15～20h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯化钙溶液的质量浓度为1～2％；所述氯化钙溶液中含有质量分数为3～5％的甘油。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙交联的温度为室温，所述钙交联的时间为10～15min。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的海藻酸钠保鲜膜。
10.权利要求9所述海藻酸钠保鲜膜在新鲜或鲜切果蔬包装材料中的应用。
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