CN112715646A - 一种pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法以及应用 - Google Patents
一种pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法以及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法以及应用，其特征在于，包括如下步骤：壳聚糖溶胀，含醛基化合物溶解；恒温恒压下缩合反应，得到粗产物；抽滤，乙醇洗涤，真空干燥得到醛基化合物‑壳聚糖席夫碱基衍生物。本发明实现了精油随果蔬储藏时间进展的有限保鲜成分含量的精准调控，有着优异的果蔬采后抗菌与保鲜效果，且制备方法工艺简单、条件温和。
Description
技术领域
本发明涉及食品果蔬保鲜技术领域，特别是涉及一种pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法以及应用。
背景技术
果蔬是人体所需多种营养素如维生素、矿物质、膳食纤维等的重要来源,但由于果蔬采后仍然进行着旺盛的生命代谢活动，采摘后运输、销售和贮藏过程中极易发生自身变质和腐烂，它们也是被浪费最多的食物之一。抗菌包装是一项推动食品安全和延长保存期限的有前途的技术，已显示出令人印象深刻的延长货架寿命的能力，这在防治全球粮食浪费的斗争中至关重要。因此，良好的抗菌包装材料对于预防果蔬采后微生物腐败具有十分重要的意义。
近年来，针对果蔬采后的防腐保鲜，通常依赖于各种抗菌剂。相比于化学合成抗菌剂，天然来源抗菌剂如植物精油，因绿色安全、环境友好，能够有效抑杀细菌、真菌和病毒，近年来正成为果蔬采后贮藏领域的重要研究方向。将精油添加到包装材料中，一方面，可提高精油自身稳定性；另一方面，精油可优先特异性释放、挥发到最易发生微生物腐败的果蔬表面。然而，此类抗菌包装的设计必须综合考虑精油的释放和微生物的腐败情况，释放速率过快或过慢都无法达到理想的抗菌效果。
为实现精油抗菌包装对果蔬采后防腐保鲜效果的最大化，目前研究者们主要通过改变包装基质成分、组分间结合方式、制备工艺等方面进行调控，从而实现包装膜内精油等活性物质的可控释放。比如挥发性活性物质的载体化处理，即增加扩散路径的曲折程度，可达到增强控释效果及提高稳定性的目的。但这种受扩散控制的释放，无论在食品品质发生变化与否的情况下都会发生，仍无法根据实际的需要来调控活性物质的释放抗菌。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有包装用保鲜剂产品中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中一个目的是，克服现有包装用保鲜剂产品的不足，提供pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
壳聚糖溶胀，含醛基化合物溶解；
恒温恒压下缩合反应，得到粗产物；
抽滤，乙醇洗涤，真空干燥得到含醛基化合物-壳聚糖席夫碱基衍生物。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：壳聚糖溶胀中使用的溶剂为甲醇。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：壳聚糖溶胀中壳聚糖分子量为50～150KDa,脱乙酰度为80％～90％。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：壳聚糖溶胀中壳聚糖的脱乙酰度为85％。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：含醛基化合物包括肉桂醛、柠檬醛或香草醛等含醛基化合物一种或几种。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：含醛基化合物溶解采用的溶剂为无水乙醇，含醛基化合物的用量以壳聚糖中的-NH2计，控制壳聚糖和含醛基化合物的摩尔比为1:1～1:6。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：含醛基化合物的用量以壳聚糖中的-NH2计，控制壳聚糖和含醛基化合物的摩尔比为1:4。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：恒温恒压下缩合反应，其为含醛基化合物溶液置于恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂脱离水分接触并且与果蔬置于同一密封环境中。
作为本发明所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法的一种优选方案，其中：pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂脱离水分接触并且与果蔬置于同一密封环境中时，密封环境的初始CO2的浓度为5％～20％。
本发明提供一种pH响应智能控释抗菌防腐包装保鲜剂的制备方法以及应用，其主要应用在果蔬的包装领域，当应用在包装领域时，醛基化合物即含有醛基的天然抗菌精油结合到壳聚糖上，不仅可以形成具有更优抗菌性能的Schiff碱衍生物，还可以有效避免抗菌精油易挥发、不稳定、以及易与脂肪、蛋白质等食品组分发生反应而过早被消耗等缺陷；形成的亚胺键具有极强的酸敏感性，仅在弱酸性条件下即可被水解，在中性和碱性条件下比较稳定。依靠酸碱诱导聚电解质静电相互作用的改变实现的pH响应通常需要较大的pH值转变，而Schiff碱双键杂化轨道上的N原子具有孤-对电子，使得其在弱酸性介质中易被催化水解，且反应过程一般可逆；本发明利用果蔬储藏过程中产生的呼吸作用和微生物腐败产酸引起的包装内形成的酸性环境作为切入点，使得抗菌精油的释放规律与抑制果蔬腐败需求基本同步，取代度及释放调控可以通过改变壳聚糖分子量、壳聚糖脱乙酰度及壳聚糖/含醛基精油的摩尔比进行调节，实现了抗菌剂的精准调控，发挥最佳抗菌作用效果，且制备方法工艺简单、条件温和。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述专利中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为采用本发明方法实施例1制备得到的肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物与原料的红外对比图。
图2为采用本发明方法实施例1制得的肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物在不同pH下的释放动力学。
图3为采用本发明实施例1制得的肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物在不同浓度CO2下的释放动力学。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
本实施例所用壳聚糖选自浙江金壳药业股份有限公司，生产批号M-TK-1802001，将3.0g壳聚糖置于三口烧瓶中，加入50mL甲醇，室温下溶胀过夜，其中壳聚糖的分子量为150KDa，壳聚糖的脱乙酰度为90％，将肉桂醛溶解于30mL无水乙醇中，得到肉桂醛的无水乙醇溶液；合成原料的摩尔比为壳聚糖：肉桂醛＝1:4。将肉桂醛溶液转移至恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成的壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。将得到的产品进行抽滤，洗涤。并用无水乙醇索氏抽提12h，50℃下真空干燥得到黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末。
实施例2
本实施例所用壳聚糖选自浙江金壳药业股份有限公司，生产批号M-TK-1802001，将3.0g壳聚糖置于三口烧瓶中，加入50mL甲醇，室温下溶胀过夜，其中壳聚糖的分子量为150KDa，壳聚糖的脱乙酰度为90％，将肉桂醛溶解于30mL无水乙醇中，得到肉桂醛的无水乙醇溶液；合成原料的摩尔比为壳聚糖：肉桂醛＝1:1。将肉桂醛溶液转移至恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成的壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。将得到的产品进行抽滤，洗涤。并用无水乙醇索氏抽提12h，50℃下真空干燥得到黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末。
实施例3
本实施例所用壳聚糖选自浙江金壳药业股份有限公司，生产批号M-TK-1802001，将3.0g壳聚糖置于三口烧瓶中，加入50mL甲醇，室温下溶胀过夜，其中壳聚糖的分子量为150KDa，壳聚糖的脱乙酰度为90％，将肉桂醛溶解于30mL无水乙醇中，得到肉桂醛的无水乙醇溶液；合成原料的摩尔比为壳聚糖：肉桂醛＝1:2。将肉桂醛溶液转移至恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成的壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。将得到的产品进行抽滤，洗涤。并用无水乙醇索氏抽提12h，50℃下真空干燥得到黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末。
实施例4
本实施例所用壳聚糖选自浙江金壳药业股份有限公司，生产批号M-TK-1802001，将3.0g壳聚糖置于三口烧瓶中，加入50mL甲醇，室温下溶胀过夜，其中壳聚糖的分子量为150KDa，壳聚糖的脱乙酰度为90％，将肉桂醛溶解于30mL无水乙醇中，得到肉桂醛的无水乙醇溶液；合成原料的摩尔比为壳聚糖：肉桂醛＝1:6。将肉桂醛溶液转移至恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成的壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。将得到的产品进行抽滤，洗涤。并用无水乙醇索氏抽提12h，50℃下真空干燥得到黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末。
实施例5
本实施例所用壳聚糖选自浙江金壳药业股份有限公司，生产批号PK-200226-012，将3.0g壳聚糖置于三口烧瓶中，加入50mL甲醇，室温下溶胀过夜，其中壳聚糖的分子量为100KDa，壳聚糖的脱乙酰度为80％，将肉桂醛溶解于30mL无水乙醇中，得到肉桂醛的无水乙醇溶液；合成原料的摩尔比为壳聚糖：肉桂醛＝1:4。将肉桂醛溶液转移至恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成的壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。将得到的产品进行抽滤，洗涤。并用无水乙醇索氏抽提12h，50℃下真空干燥得到黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末。
实施例6
本实施例所用壳聚糖选自浙江金壳药业股份有限公司，生产批号M-TK-2004001，将3.0g壳聚糖置于三口烧瓶中，加入50mL甲醇，室温下溶胀过夜，其中壳聚糖的分子量为100KDa，壳聚糖的脱乙酰度为85％，将肉桂醛溶解于30mL无水乙醇中，得到肉桂醛的无水乙醇溶液；合成原料的摩尔比为壳聚糖：肉桂醛＝1:4。将肉桂醛溶液转移至恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成的壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。将得到的产品进行抽滤，洗涤。并用无水乙醇索氏抽提12h，50℃下真空干燥得到黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末。
实施例7
本实施例所用壳聚糖选自浙江金壳药业股份有限公司，生产批号M-TK-2004002，将3.0g壳聚糖置于三口烧瓶中，加入50mL甲醇，室温下溶胀过夜，其中壳聚糖的分子量为100KDa，壳聚糖的脱乙酰度为90％，将肉桂醛溶解于30mL无水乙醇中，得到肉桂醛的无水乙醇溶液；合成原料的摩尔比为壳聚糖：肉桂醛＝1:4。将肉桂醛溶液转移至恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成的壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。将得到的产品进行抽滤，洗涤。并用无水乙醇索氏抽提12h，50℃下真空干燥得到黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末。
实施例8
将实施例1中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末进行IS10FT-IR红外光谱仪进行检测，其测得的红外光谱(FTIR)结果如图1所示。
由图1可得，实施例1中制得黄色粉末在1634cm-1出现C＝N伸缩振动峰，证实了席夫碱化的壳聚糖衍生物的形成。在壳聚糖的FT-IR图谱中，1597cm-1处为氨基N-H变形振动峰，席夫碱反应后该处峰消失是由于-NH2与肉桂醛中-CHO反应导致N-H减少；在肉桂醛的FT-IR图谱中，1680cm-1处的尖峰为C＝O伸缩振动峰，其对应游离肉桂醛的醛基。席夫碱反应后该处的尖峰消失，说明未接枝上的游离肉桂醛在醇洗以及充分萃取的过程中已经基本去除。从红外图谱分析得知，实施例1中制得黄色粉末为壳聚糖型席夫碱衍生物。
实施例9
将实施例1中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末在不同pH下测定释放动力学，其具体试验方法为：将肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物在不同pH的缓冲溶液下肉桂醛随时间推移的的释放速度，其具体的结果如图2所示：
由图2可得，材料置于pH＝3和5的酸性缓冲溶液中96h后最终显示80％的肉桂醛的释放，释放速率先快后慢，最终趋于平衡，而在中性pH条件下逐步缓慢释放，最终累计释放量只有不到20％，可见，酸性条件下肉桂醛的释放速度和累积释放量均高于中性条件下。因此，肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物上肉桂醛的释放呈现明显的pH敏感性，肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物在酸性条件下的释放效果明显好于中性条件下，推测肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物的释放程度与席夫碱键的断裂程度有关。
实施例10
将实施例1中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末进行抑菌性能的测定，其具体步骤如下：将活化后的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌稀释至1×105CFU/mL，制得菌悬液，将黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末、肉桂醛、壳聚糖配成3mg/mL的溶液，吸取1mL上述溶液与4mL菌悬液混合，采用菌落计数法测定大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的菌落数目的变化，记录黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末、肉桂醛、壳聚糖对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌落总数变化的影响，实验结束后的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的数目记录在表1和表2中。
表1黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末、肉桂醛、壳聚糖对于大肠杆菌数目的影响
表2黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末、肉桂醛、壳聚糖对于金黄色葡萄球菌数目的影响
实施例11
将实施例1中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末进行不同初始CO2浓度下肉桂醛累计释放量的测定，测得肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物在不同浓度CO2模拟的高湿酸性微环境下的肉桂醛释放动力学曲线，结果如图3所示。
实施例12
将实施例1中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末测定其对于草莓的防腐保鲜性能，其中防腐保险性能测试包括腐烂率、硬度、菌落总数，具体实验方法如下：
将新鲜草莓分为4组(每组5个，约110g)，置于密封透明的PVC塑料容器中。4组分别添加0.1、0.2、0.4g肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物和空白对照组(只添加草莓)。密封后保存于25℃、50％RH的恒温恒湿培养箱中。每隔2天观察测定草莓品质指标。
腐烂率：在储藏的不同时间对于草莓进行观察，结合草莓形态变化(发霉、有腐烂斑块、表皮组织变软)，对于草莓的腐烂指数进行计算，腐烂指数的计算方法为：腐烂指数＝(腐烂个数+变软个数*0.5)/总个数，计算得到的腐烂指数记录在表3中。
硬度：对于不同储藏时间的草莓进行硬度的测量，采用质构仪对草莓果实硬度进行测定，探头型号为P/50，测前速率:1.00mm/s；测试速率:1.00mm/s；测后速率:1.00mm/s；压缩量:30％，触发力:5g，将测得的不同时间的硬度数据记录在表4中。
菌落总数：对于不同储藏时间的草莓含有的菌落总数进行测定，菌落总数的测定标准参照GB 4789.2—2016，具体的测定方法如下：在无菌工作台中取10g草莓(从草莓的顶部用无菌刀取样，确保每次取样的部位尽可能一致)与90g无菌生理盐水在无菌取样袋中，拍击2～3min，然后进行10倍系列稀释，选择2～3个合适的稀释液取1mL倒入无菌平皿中，随后加入约15mL融化后的平板计数琼脂(温度低于46℃)，待其凝固后将平皿翻转，于37℃培养24h后观察菌落总数。测定的结果如表5所示：
表3储藏草莓不同时间的腐烂率
表4储藏草莓不同时间的硬度
表5储藏草莓不同时间的菌落总数
根据表3、表4、表5可得，添加实施例1制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末相较空白对照组而言，相较空白对照组能够明显抑制草莓的腐烂、保持草莓的硬度、减少草莓上附着和生长的微生物生长的性能。
实施例13将实施例1中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末测定其对于西蓝花的防腐保鲜性能，对于草莓的防腐保险性能测试包括腐烂率、硬度、菌落总数，具体实验方法如下：
新鲜西兰花分为4组(每组150g)，置于密封透明的PVC塑料容器中。4组分别添加壳聚糖、肉桂醛、肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物和空白对照组(只添加西兰花)。密封后保存于25℃、50％RH的恒温恒湿培养箱中。每隔2天观察测定西兰花品质指标。
腐烂率：在储藏的不同时间对于西兰花进行观察，结合草莓形态变化(发霉、有腐烂斑块、表皮组织变软)，对于草莓的腐烂指数进行计算，腐烂指数的计算方法为：腐烂指数＝(腐烂个数+变软个数*0.5)/总个数，计算得到的腐烂指数记录在表6中。
叶绿素含量：对于不同储藏时间的西兰花中的叶绿素含量进行测定，称取1.0g样品放在研钵中，加入15mL无水丙酮溶液研磨，高速离心10min，取上清液测定645，663nm处的吸光值，计算叶绿素质量比，结果以mg/g表示。
菌落总数：对于不同储藏时间的西兰花的菌落总数进行测定，在无菌工作台中取10g西兰花与90g无菌生理盐水在无菌取样袋中，拍击2～3min，然后进行10倍系列稀释，选择2～3个合适的稀释液取1mL倒入无菌平皿中，随后加入约15mL融化后的平板计数琼脂(温度低于46℃)，待其凝固后将平皿翻转，于37℃培养24h后观察菌落总数。测定的结果如表8所示：
表6不同储藏时间西兰花的腐烂指数
表7不同储藏时间西兰花的叶绿素含量
表8不同储藏时间西兰花的菌落总数
对于数据进行分析：
根据表1和表2中的数据可得，实施例1中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末在pH＝5的条件下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率可分别达到86.17％和93.65％，此外，从中性变化至弱酸性，细菌的菌落总数明显减少，黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末相较不添加任何成分的空白实验组，对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有着显著的抑菌效果，且黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末相较肉桂醛和壳聚糖，其对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果也有着显著的优势。
由图3可得，在未与水相直接接触的高湿微酸性体系中，肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物中肉桂醛的释放速率会随着密闭腔体内CO2浓度的增加而增加，即随着环境酸性的增加而增加；随着时间的推移，黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末释放的肉桂醛的浓度先快速释放，将环境中有效成分的浓度提升，然后再缓慢释放，使得有效成分的浓度得到保证；当将肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物中作为保鲜剂使用时，在设置完成进行保鲜过程时，初始阶段保鲜剂会迅速释放进入空气弥散在空气中实现有效浓度急速升高的效果，然后缓慢释放有效成分，维持浓度的稳定，释放曲线有着先快再慢最后稳定的趋势，符合果蔬保鲜的实际需求。
根据表6、表7、表8可得，添加实施例1中制备的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末相较空白对照组而言，能够明显抑制西兰花的腐烂、抑制叶绿素的减少、减少西兰花上附着和生长的微生物生长的性能。
综合实施例12和实施例13中表3、表4、表5、表6、表7、表8中的数据可得，本发明中制备的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末对于抑制果蔬的腐烂、保持果蔬的新鲜程度、减少果蔬保藏过程中微生物的污染有着良好的效果，室温条件下，空白组的草莓和西兰花在2-4天后腐烂指数就达到30％，即失去其商品性。而肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物的加入使草莓和西兰花在室温下储存6天后的腐烂指数仅为20％左右，我方发明中制得的肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末有着明显的延长果蔬保质期的效果。
实施例14
将实施例1～7中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末进行取代度测量，取代度测量的方式为：采用元素分析仪对样品进行元素分析测定，得到粉末颗粒碳氮比，进而由下述公式计算得到产物取代度。经过元素分析C/N得到，取代度的计算公式如下，测得的产物取代度数据记录在表9中。
DS为产物取代度；DD为壳聚糖的脱乙酰度；Mc、Mn分别为碳、氮原子的相对原子质量；Nc为取代物分子中碳原子个数；R为取代物中的碳氮比。
表9实施例1～7中产物的取代度数据
| 实施例 | 取代度 |
| 实施例1 | 0.26 |
| 实施例2 | 0.13 |
| 实施例3 | 0.20 |
| 实施例4 | 0.28 |
| 实施例5 | 0.29 |
| 实施例6 | 0.36 |
| 实施例7 | 0.39 |
根据表9可以得到，实施例1中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末取代度最高，根据实施例1～4中制得黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末取代度数据可得，壳聚糖和肉桂醛的摩尔比为1:4是优选的壳聚糖和肉桂醛比例；根据实施例1与实施例5～7中制得的黄色肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物粉末的取代度数据可得，实施例7与实施例6之间的取代度差值相较实施例6与实施例5之间的差值较小，其增长的幅度较小，在考虑到脱乙酰度上升到90％所需的成本和处理工艺的复杂程度，实施例6中的脱乙酰度85％为本发明优选的脱乙酰度。
根据图2还可得，在其他制备参数相同时，pH大于等于3时，pH越低，醛基的释放速率越快，在果蔬的保藏过程中，因为释放的二氧化碳量的限制以及二氧化碳以及果蔬保藏过程中产生的其他酸能产生的酸溶解后产生酸性溶液的pH不低于pH3，可得出结论，果蔬保藏过程中醛基化合物的响应释放速率随着pH的降低而升高，而果蔬保藏过程中可能产生的溶液如保藏过程中的水蒸气以及果蔬自身呼吸作用在密闭空间内产生的水蒸气的pH都有着伴随保藏过程的进行而降低的趋势，因此，醛基化合物的释放速率有着随保藏过程的进行而提高的趋势。
根据图3可得，在其他制备参数相同时，醛基化合物的释放速率随着pH的降低而降低，在果蔬的保藏过程中，随着保藏过程的进行，果蔬的呼吸作用的累计效应导致密闭空间内出现二氧化碳浓度增高的趋势，因此，果蔬保藏过程中，醛基化合物的释放速率随着保藏时间的延长而提高。
结合以上根据图2和图3得出的结论，我方发明中制备的肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物可在果蔬保藏的内部环境中无论直接接触的空气还是与空气中的水蒸气进行接触，随着果蔬保藏的时间增长，醛基化合物释放速率都会体现出加快的趋势，密闭环境内的醛基化合物含量也会出现上升的趋势。
同时实施例1～7中选用了多种肉桂醛-壳聚糖席夫碱基衍生物，表明本发明采用的制备方法对于多种壳聚糖均具有良好的适应生产功能，本发明采用的原料来源包括若干种乃至全部的壳聚糖种类。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
壳聚糖溶胀，含醛基化合物溶解；
恒温恒压下缩合反应，得到粗产物；
抽滤，乙醇洗涤，真空干燥得到含醛基化合物-壳聚糖席夫碱基衍生物。
2.根据权利要求1所述的pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖溶胀中使用的溶剂为甲醇。
3.根据权利要求1所述的pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖溶胀中壳聚糖分子量为50～150KDa,脱乙酰度为80％～90％。
4.根据权利要求1或3中所述的pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述壳聚糖溶胀中壳聚糖的脱乙酰度为85％。
5.根据权利要求1所述的pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述含醛基化合物包括肉桂醛、柠檬醛或香草醛等含醛基化合物一种或几种。
6.根据权利要求1中所述的pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述含醛基化合物溶解采用的溶剂为无水乙醇，含醛基化合物的用量以壳聚糖中的-NH2计，控制壳聚糖和含醛基化合物的摩尔比为1:1～1:6。
7.根据权利要求1或6中所述的pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述含醛基化合物的用量以壳聚糖中的-NH2计，控制壳聚糖和含醛基化合物的摩尔比为1:4。
8.根据权利要求1所述的pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的制备方法，其特征在于：所述恒温恒压下缩合反应，其为含醛基化合物溶液置于恒压滴液漏斗中，恒压下缓慢滴加到溶胀完成壳聚糖溶液中，在45℃下搅拌反应8h。
9.一种pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂的应用，其特征在于：所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂脱离水分接触并且与果蔬置于同一密封环境中。
10.根据权利要求9所述的pH响应智能控释抗菌防腐用保鲜剂的应用，其特征在于：所述pH响应智能控释抗菌防腐包装用保鲜剂脱离水分接触并且与果蔬置于同一密封环境中时，密封环境的初始CO2的浓度为5％～20％。
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