CN112724475A - 一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜及其制备方法和应用，属于食品保鲜材料领域。本发明提供的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的原料包括壳聚糖1.5％～2.5％、乙酸1.0％～1.5％、甘油0.25％～0.75％、吐温800.1％～0.2％、纳米蒙脱土0.05％～0.4％、三叶木通果皮提取物0.05％～0.4％和余量的水。本发明利用纳米蒙脱土提高抗菌膜的力学性能；三叶木通果皮提取物中的生物活性成分，提高膜的抗菌性和抗氧化活性。实验结果表明，本发明提供的抗菌膜的拉伸强度为13.28MPa，DPPH自由基清除率为19.56％，且具有优异的抗菌效果。

Description

一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜及其制 备方法和应用
技术领域
本发明涉及食品保鲜材料技术领域，尤其涉及一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜及其制备方法和应用。
背景技术
传统包装食品的保鲜膜大多是以聚乙烯、聚氯乙烯等为原料加工而成的塑料包装制品，但其难以分解，会带来严重的塑料废弃物污染问题，加热后还会分解出对人体有害物质，同时有限的石油资源也限制了塑料工业发展。因此，利用多糖、淀粉和纤维素等天然高分子材料制备生物可降解材料已引起广泛关注。在众多天然物质中，壳聚糖是甲壳素脱乙酰后得到的一种天然多聚物，含量丰富，具有良好的安全性、可降解性和成膜性等特点，是目前市场上用于食品包装及保鲜的理想材料。
但是单一的壳聚糖膜润湿性、机械强度和抗氧化性较差且保鲜效果不明显，使其在食品包装保鲜中的应用受到了一定限制，而为了提高其性能一般添加一种或多种成膜物进行混合，如加入淀粉、果胶等成膜材料形成共混膜；但成膜物质的加入一般较大且会大幅降低共混膜的透湿性。如公开号为CN104610579A的专利中加入植物淀粉与壳聚糖共混以提高共混膜的机械性能，但膜的透湿性显著降低；公开号为CN104610757A的专利中加入谷类醇溶蛋白与壳聚糖共混以提高共混膜的机械性能，但膜的透湿性显著降低。而且，为了提高壳聚糖膜的抗菌效果，通常需要加入市售抗菌添加剂、二氧化钛或纳米银等抗菌物质，如公开号为CN104479155A的专利中加入二氧化钛制备抗菌膜；公开号为CN102775646A的专利中加入载银纳米二氧化钛，使得壳聚糖膜具有银离子和二氧化钛的双重抗菌性能。但上述方法成本较高。
因此，如何提高壳聚糖膜的机械性能、水蒸气透过性、抗菌性能及抗氧化活性等综合性能，并有效降低其成本成为研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜及其制备方法和应用。本发明提供的抗菌膜原料易得、成本低并具有优异的机械性能、水蒸气透过性、抗菌性和抗氧化活性。
本发明提供了一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，由包括以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％～2.5％、乙酸1.0％～1.5％、甘油0.25％～0.75％、吐温800.1％～0.2％、纳米蒙脱土0.05％～0.4％、三叶木通果皮提取物0.05％～0.4％和余量的水。
优选地，所述壳聚糖的数均分子量为4.0～5.0KDa。
优选地，所述壳聚糖的脱乙酰度为85％～90％。
优选地，所述纳米蒙脱土的粒径为100～200nm。
优选地，所述三叶木通果皮提取物的粒径为0.1～0.5mm。
优选地，所述水为无菌去离子水。
本发明提供了上述技术方案所述壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖与乙酸、水、甘油和吐温80混合，得到壳聚糖溶液；
(2)将所述步骤(1)得到的壳聚糖溶液与纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物混合，得到复合膜液；
(3)将所述步骤(2)得到的复合膜液进行成膜，得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜。
优选地，所述步骤(3)中成膜的温度为45～55℃，成膜的湿度为30％～50％。
优选地，所述步骤(3)中成膜的时间为15～20h。
本发明还提供了上述技术方案所述壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜或按照上述技术方案所述制备方法制备的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜在果蔬保鲜膜中的应用。
本发明提供了一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，由包括以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％～2.5％、乙酸1.0％～1.5％、甘油0.25％～0.75％、吐温800.1％～0.2％、纳米蒙脱土0.05％～0.4％、三叶木通果皮提取物0.05％～0.4％和余量的水。本发明提供的抗菌膜利用纳米蒙脱土的二维片层状结构，片状结构厚度处于纳米尺度，使壳聚糖分子链能够插入蒙脱土片层中形成插层或剥离结构形态的复合材料，纳米蒙脱土较为均匀的分散到壳聚糖中，在受到外力作用时能够均匀分布载荷，使材料力学性能得到改善；三叶木通果皮提取物中含有丰富的常春藤皂苷元、果胶、多酚等生物活性成分，能够提高壳聚糖膜的抗菌性和抗氧化活性，同时其来源广泛，原料易得，成本低；同时纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物的加入破坏了壳聚糖分子内和分子间的氢键作用，并形成了新的氢键作用，从而提高了膜的水蒸气透过性等性能；通过控制各组分的用量，能够避免其在壳聚糖中分布不均匀、造成团聚，进而提高壳聚糖膜的性能。实验结果表明，本发明提供的抗菌膜的膜厚为56.25±2.58μm，拉伸强度为13.28±0.18MPa，断裂伸长率为42.11±0.90％，水蒸气透过率为28.00±4.13g·mm·m-2d-1·kPa-1，DPPH自由基清除率为19.56±1.01％，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有优异的抗菌效果(抑菌圈大于12mm)。
附图说明
图1为实施例1与对比例1～3中制备的膜的宏观照片；
图2为实施例1与对比例1～3的膜的抗菌性能对比。
具体实施方式
本发明提供了一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，由包括以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％～2.5％、乙酸1.0％～1.5％、甘油0.25％～0.75％、吐温800.1％～0.2％、纳米蒙脱土0.05％～0.4％、三叶木通果皮提取物0.05％～0.4％和余量的水。
如无特殊说明，本发明对上述各组分的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或常规制备方法制备的产品即可。
按质量含量计，本发明提供的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的原料包括壳聚糖1.5％～2.5％，优选为2％。本发明将壳聚糖的质量含量限定在上述范围内，能够使壳聚糖分子链间具有较强的作用力，使复合膜液具有较为适宜的粘度和流动性，提高复合膜液的成膜性，使膜具有较好的强度及平整性。
在本发明中，所述壳聚糖的数均分子量优选为4.0～5.0KDa，更优选为4.4KDa；所述壳聚糖的脱乙酰度优选为85～90％，更优选为88.1％。本发明将壳聚糖的分子量和脱乙酰度限定在上述范围内，能够使壳聚糖具有较好的溶解性，形成的抗菌膜较为致密，具有较好的抗菌性能，同时能够提高与纳米蒙脱土、三叶木通果皮提取物之间的相互作用，使其能够较为均匀的分散在抗菌膜中，进一步提高抗菌膜的力学性能和抗菌性等综合性能。
按质量含量计，本发明提供的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的原料包括乙酸1.0％～1.5％，优选为1.25％。在本发明中，所述乙酸用于溶解壳聚糖。本发明将乙酸的质量含量限定在上述范围内，乙酸能够结合壳聚糖中的游离氨基，破坏壳聚糖分子内和分子间的氢键，并使其分子量保持在较大范围，使壳聚糖溶解的更加充分，进而提高抗菌膜的力学性能等综合性能。
按质量含量计，本发明提供的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的原料包括甘油0.25％～0.75％，优选为0.5％。在本发明中，所述甘油作为增塑剂，能够提高抗菌膜的力学性能。本发明将甘油的质量含量限定在上述范围内，能够更好的削弱壳聚糖分子间的作用力，增加壳聚糖分子链的移动性，并降低分子链的结晶性，同时，甘油与吐温80具有协同作用，从而提高抗菌膜的力学性能。
按质量含量计，本发明提供的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的原料包括吐温800.1％～0.2％，优选为0.15％。在本发明中，所述吐温80作为乳化剂。本发明将吐温80的质量含量限定在上述范围内，能够使复合膜液形成均匀、稳定的分散体，提高膜的外观形貌及结构，并与甘油具有协同作用，提高抗菌膜的力学性能。
按质量含量计，本发明提供的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的原料包括纳米蒙脱土0.05％～0.4％，优选为0.2％。在本发明中，所述纳米蒙脱土为二维片层状结构，片状结构厚度处于纳米尺度，壳聚糖分子链能够插入蒙脱土片层中形成插层或剥离结构形态的复合材料，纳米蒙脱土较为均匀的分散到壳聚糖中，同时，能够破坏壳聚糖分子内和分子间的氢键作用，并形成新的氢键作用，提高交联程度和致密性，从而使抗菌膜力学性能等得到改善。本发明将纳米蒙脱土的质量含量限定在上述范围内，能够使纳米蒙脱土更加均匀的分散在抗菌膜中，避免团聚，从而提高抗菌膜的性能。
在本发明中，所述纳米蒙脱土的粒径优选为100～200nm，更优选为150nm。本发明将纳米蒙脱土的粒径限定在上述范围内，能够使纳米蒙脱土更加均匀的分散在抗菌膜中，从而进一步提高抗菌膜的力学等综合性能。
按质量含量计，本发明提供的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的原料包括三叶木通果皮提取物0.05％～0.4％，优选为0.2％。在本发明中，所述三叶木通果皮提取物中含有丰富的常春藤皂苷元、果胶、多酚等生物活性成分，能够提高壳聚糖膜的抗菌性和抗氧化活性，同时其来源广泛，原料易得，成本低；并且能够破坏壳聚糖分子内和分子间的氢键作用，并形成新的氢键作用，提高交联程度和致密性，从而使抗菌膜力学性能等得到改善。本发明将三叶木通果皮提取物的质量含量限定在上述范围内，能够提高抗菌膜的抗菌性能并使其均匀的分散在抗菌膜中，避免团聚，从而提高抗菌膜的性能。
在本发明中，所述三叶木通果皮提取物的粒径优选为0.1～0.5mm，更优选为0.2mm。本发明将三叶木通果皮提取物的粒径限定在上述范围内，能够使三叶木通果皮提取物更加均匀的分散在抗菌膜中，从而进一步提高抗菌膜的抗菌性能，又能避免其团聚，从而进一步提高抗菌膜的综合性能。
本发明对所述三叶木通果皮提取物的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或常规制备方法制备的产品即可。在本发明实施例中，所述三叶木通果皮提取物的制备方法为：(1)在25℃的密封室内，加入三叶木通果皮干粉10g，再加入体积分数为50％的乙醇溶液混合，液料比为20:1mL/g，得到混合溶液；(2)在频率50Hz条件下，将得到的混合溶液超声50min，然后在3500r/min条件下离心20min；(3)取上清液，在40℃、-0.08MPa条件下减压浓缩1h，然后将浓缩后的上清液进行冷冻干燥，得到三叶木通果皮提取物。
按质量含量计，本发明提供的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的原料包括余量的水。在本发明中，所述水为溶剂。在本发明中，所述水优选为无菌去离子水。在本发明中，所述无菌去离子水能够避免水中存在的细菌、杂质等物质对抗菌膜性能产生不利影响。
本发明利用纳米蒙脱土均匀的分散到壳聚糖中，提高材料的力学性能；三叶木通果皮提取物中含有丰富的常春藤皂苷元、果胶、多酚等生物活性成分，提高壳聚糖膜的抗菌性和抗氧化活性，同时其来源广泛，原料易得，成本低；通过控制各组分的组成及用量，使其在壳聚糖中均匀分布，进而提高壳聚糖膜的性能。
本发明提供了上述技术方案所述壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖与乙酸、水、甘油和吐温80混合，得到壳聚糖溶液；
(2)将所述步骤(1)得到的壳聚糖溶液与纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物混合，得到复合膜液；
(3)将所述步骤(2)得到的复合膜液进行成膜，得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜。
本发明将壳聚糖与乙酸、水、甘油和吐温80混合，得到壳聚糖溶液。
本发明对所述壳聚糖与乙酸、水、甘油和吐温80的混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合物料的技术方案即可。本发明优选首先向水中加入乙酸，然后再加入壳聚糖、甘油和吐温80。本发明先向水中加入乙酸，配成乙酸溶液，再加入壳聚糖，能够使壳聚糖充分、均匀的与乙酸相互作用，溶解的更加充分，从而进一步提高抗菌膜的性能。
在本发明中，所述壳聚糖与乙酸、水、甘油和吐温80的混合优选在搅拌条件下进行；所述搅拌优选为机械搅拌；所述搅拌的转速优选为200～300r/min，更优选为250r/min；所述搅拌的时间优选为20～40min，更优选为30min；所述搅拌的温度优选为20～30℃，更优选为25℃。
得到壳聚糖溶液后，本发明将壳聚糖溶液与纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物混合，得到复合膜液。
本发明对所述壳聚糖溶液与纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物的混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述壳聚糖溶液与纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物的混合优选在搅拌条件下进行；所述搅拌优选为机械搅拌；所述搅拌的转速优选为200～300r/min，更优选为250r/min；所述搅拌的时间优选为20～40min，更优选为30min；所述搅拌的温度优选为20～30℃，更优选为25℃。
得到复合膜液后，本发明将复合膜液进行成膜，得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜。
在本发明中，所述复合膜液在成膜前优选进行脱气处理。在本发明中，所述脱气处理优选为超声脱气；所述超声的频率优选为20～70Hz，更优选为50Hz；所述超声的时间优选为20～40min，更优选为30min。在本发明中，所述脱气处理用于脱去复合膜液中的气泡，避免成膜后造成孔洞，降低抗菌膜的性能。
在本发明中，所述复合膜液的成膜优选为干燥成膜；所述干燥的温度优选为45～55℃，更优选为50℃；所述干燥的湿度优选为30～50％，更优选为40％；所述干燥的时间优选为15～20h，更优选为18h。在本发明中，所述干燥成膜处理优选在20×20cm的玻璃成膜容器中进行。本发明将干燥成膜的温度和湿度限定在上述范围内，能够使得水分蒸发速率适中，壳聚糖分子在膜基质形成过程中可以有序排列，致密度高，使膜具有较好的性能和外观。
成膜完成后，本发明优选将所述成膜的产物依次进行冷却和揭膜，得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜。在本发明中，所述冷却优选在室温环境中进行；所述冷却的时间优选为6～10h，更优选为8h。在本发明中，所述冷却能够避免在较高温度下揭膜造成膜表面的不平整。
得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜后，本发明优选将壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜在温度为25±0.5℃，相对湿度为50±5％的干燥容器中保存。
本发明还提供了上述技术方案所述壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜或按照上述技术方案所述制备方法制备的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜在食品保鲜膜中的应用。本发明对所述壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜在食品保鲜膜中的应用没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的食品保鲜膜的应用即可。
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
壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜由以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％(数均分子量4.4KDa，脱乙酰度88.1％)、乙酸1％、甘油0.5％、吐温800.1％、纳米蒙脱土0.2％(粒径150nm)、三叶木通果皮提取物0.2％(粒径0.2mm)和无菌去离子水96.5％。
壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的制备方法为：
(1)将1g乙酸溶于96.5g无菌去离子水中得到乙酸溶液，加入1.5g壳聚糖、0.5g甘油、0.1g吐温80，25℃、250r/min搅拌30min，得到壳聚糖溶液；
(2)在壳聚糖溶液中加入0.2g纳米蒙脱土、0.2g三叶木通果皮提取物，250r/min搅拌30min，得到复合膜液；
(3)将复合膜液置于超声仪中，超声脱气、去除气泡，超声功率为50Hz，超声时间为30min；
(4)将脱气后的复合膜液缓慢倒入20×20cm的玻璃成膜容器中进行干燥成膜，干燥温度为50℃，干燥湿度为40％，干燥时间为18h；
(5)将干燥成膜后的容器置于室温环境下冷却6h，将制成的膜揭下，得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜。
实施例2
壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜由以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％(数均分子量4.4KDa，脱乙酰度88.1％)、乙酸1.5％、甘油0.5％、吐温800.1％、纳米蒙脱土0.2％(粒径150nm)、三叶木通果皮提取物0.1％(粒径0.2mm)和无菌去离子水96.1％。
壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的制备方法为：
(1)将1.5g乙酸溶于96.1g无菌去离子水中得到乙酸溶液，加入1.5g壳聚糖、0.5g甘油、0.1g吐温80，25℃、250r/min搅拌30min，得到壳聚糖溶液；
(2)在壳聚糖溶液中加入0.2g纳米蒙脱土、0.1g三叶木通果皮提取物，250r/min搅拌30min，得到复合膜液；
(3)将复合膜液置于超声仪中，超声脱气、去除气泡，超声功率为50Hz，超声时间为30min；
(4)将脱气后的复合膜液缓慢倒入20×20cm的玻璃成膜容器中进行干燥成膜，干燥温度为45℃，干燥湿度为40％，干燥时间为15h；
(5)将干燥成膜后的容器置于室温环境下冷却6h，将制成的膜揭下，得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜。
实施例3
壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜由以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖2.0％(数均分子量4.4KDa，脱乙酰度88.1％)、乙酸1.5％、甘油0.75％、吐温800.1％、纳米蒙脱土0.2％(粒径150nm)、三叶木通果皮提取物0.2％(粒径0.2mm)和无菌去离子水95.25％。
壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的制备方法为：
(1)将1.5g乙酸溶于95.25g无菌去离子水中得到乙酸溶液，加入2.0g壳聚糖、0.75g甘油、0.1g吐温80，25℃、250r/min搅拌30min，得到壳聚糖溶液；
(2)在壳聚糖溶液中加入0.2g纳米蒙脱土、0.2g三叶木通果皮提取物，250r/min搅拌30min，得到复合膜液；
(3)将复合膜液置于超声仪中，超声脱气、去除气泡，超声功率为50Hz，超声时间为30min；
(4)将脱气后的复合膜液缓慢倒入20×20cm的玻璃成膜容器中进行干燥成膜，干燥温度为45℃，干燥湿度为40％，干燥时间为15h；
(5)将干燥成膜后的容器置于室温环境下冷却6h，将制成的膜揭下，得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜。
对比例1
壳聚糖膜由以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％(数均分子量4.4KDa，脱乙酰度88.1％)、乙酸1.0％、甘油0.5％、吐温800.1％和无菌去离子水96.9％。
壳聚糖膜的制备方法为：
(1)将1.0g乙酸溶于96.9g无菌去离子水中得到乙酸溶液，加入1.5g壳聚糖、0.5g甘油、0.1g吐温80，25℃、250r/min搅拌30min，得到壳聚糖溶液；
(2)将壳聚糖溶液置于超声仪中，超声脱气、去除气泡，超声功率为50Hz，超声时间为30min；
(3)将脱气后的壳聚糖膜液缓慢倒入20×20cm的玻璃成膜容器中进行干燥成膜，干燥温度为50℃，干燥湿度为40％，干燥时间为18h；
(4)将干燥成膜后的容器置于室温环境下冷却6h，将制成的膜揭下，得到壳聚糖膜。
对比例2
壳聚糖/纳米蒙脱土复合膜由以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％(数均分子量4.4KDa，脱乙酰度88.1％)、乙酸1％、甘油0.5％、吐温800.1％、纳米蒙脱土0.2％(粒径150nm)和无菌去离子水96.7％。
壳聚糖/纳米蒙脱土复合膜的制备方法为：
(1)将1g乙酸溶于96.7g无菌去离子水中得到乙酸溶液，加入1.5g壳聚糖、0.5g甘油、0.1g吐温80，25℃、250r/min搅拌30min，得到壳聚糖溶液；
(2)在壳聚糖溶液中加入0.2g纳米蒙脱土，250r/min搅拌30min，得到复合膜液；
(3)将复合膜液置于超声仪中，超声脱气、去除气泡，超声功率为50Hz，超声时间为30min；
(4)将脱气后的复合膜液缓慢倒入20×20cm的玻璃成膜容器中进行干燥成膜，干燥温度为50℃，干燥湿度为40％，干燥时间为18h；
(5)将干燥成膜后的容器置于室温环境下冷却6h，将制成的膜揭下，得到壳聚糖/纳米蒙脱土复合膜。
对比例3
壳聚糖/三叶木通果皮提取物复合膜由以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％(数均分子量4.4KDa，脱乙酰度88.1％)、乙酸1％、甘油0.5％、吐温800.1％、三叶木通果皮提取物0.2％(粒径0.2mm)和无菌去离子水96.7％。
壳聚糖/三叶木通果皮提取物复合膜的制备方法为：
(1)将1g乙酸溶于96.7g无菌去离子水中得到乙酸溶液，加入1.5g壳聚糖、0.5g甘油、0.1g吐温80，25℃、250r/min搅拌30min，得到壳聚糖溶液；
(2)在壳聚糖溶液中加入0.2g三叶木通果皮提取物，250r/min搅拌30min，得到复合膜液；
(3)将复合膜液置于超声仪中，超声脱气、去除气泡，超声功率为50Hz，超声时间为30min；
(4)将脱气后的复合膜液缓慢倒入20×20cm的玻璃成膜容器中进行干燥成膜，干燥温度为50℃，干燥湿度为40％，干燥时间为18h；
(5)将干燥成膜后的容器置于室温环境下冷却6h，将制成的膜揭下，得到壳聚糖/三叶木通果皮提取物复合膜。
性能测试
膜厚度测试：利用数字螺旋测微器在膜上随机取5点测定；
抗拉强度和断裂伸长率测定：根据GB1040-79，将膜裁成1.5×10cm的条状，利用质构仪进行测定；
水蒸气透过率测定：采用拟杯子法，膜内外两侧相对湿度差为0/100％；
水溶性测定：将膜在105℃烘干至恒重后浸入蒸馏水中48h，所用蒸馏水的用量没过膜即可，取出剩余膜在105℃烘干至恒重，水溶性为膜的质量损失百分比；
抑菌性测定：将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别接种到LB液体培养基和TSB液体培养基中，在37℃、200rpm条件下活化12h。吸取200μL细菌培养液于PCA培养基中均匀涂抹，采用打孔器将无菌纸纸片裁成直径为6mm的圆片，将无菌纸置于复合膜液中浸泡3h，沥干，然后放入接种好的培养基表面。将已制备好的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌实验组放入37℃的恒温培养箱，24h后观察抑菌圈大小，使用十字交叉法记录抑菌圈大小的变化，并分析抗菌复合膜的抑菌性能。每组测试均做3个平行试样。
抗氧化性能测试：膜的抗氧化性用DPPH自由基清除率来表征。准确称取0.5g膜样放入10mL去离子水中，振荡4h后于2000r/min条件下离心5min；取1mL上清液加入1.0mL甲醇，再加入1.0mL的DPPH甲醇溶液(DPPH的浓度为0.3mmol/L)，混匀，避光放置30min，测定517nm处的吸光值AS；同时将上清液用1.0mL的蒸馏水替代后测定吸光值AC；DPPH自由基清除率的计算公式为：
Figure BDA0002866967840000121
将实施例1～3和对比例1～3中膜的各项性能测试数据列于表1中，表1同一列中不同小写字母表示在95％置信区间上差异显著。
表1实施例1～3和对比例1～3中膜的各项性能测试数据
Figure BDA0002866967840000122
Figure BDA0002866967840000131
从表1中可以看出，纯壳聚糖膜和仅加入纳米蒙脱土或三叶木通果皮提取物后得到的复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均较低，力学性能较差；DPPH自由基清除率较低，抗氧化活性较差；而添加纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物后制备的抗菌膜的拉伸强度和断裂伸长率增大，抗菌膜力学性能得到提高，水溶性增强，DPPH自由基清除率增加，抗氧化活性增强，水蒸气透过率不会有明显降低并稍有增加，能够较好的防止果蔬水分散失并使水分不会过多存留，更好的提高保鲜作用；加入纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物能够使膜的性能得到较大提高。
实施例1和对比例1～3中各膜的外表如图1所示，图1中从上到下依次为对比例1、对比例2、对比例3和实施例1所得膜。从图1中可以看出，实施例1中制备的膜的表面光滑，颜色较深。
实施例1和对比例1～3中各膜的抑菌效果如图2所示。从图2中可以看出，实施例1制备的抗菌膜具有优异的抗菌性能，尤其是对金黄色葡萄球菌具有更好的抗菌性。
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)

1.一种壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，由包括以下质量含量的原料制备得到：壳聚糖1.5％～2.5％、乙酸1.0％～1.5％、甘油0.25％～0.75％、吐温80 0.1％～0.2％、纳米蒙脱土0.05％～0.4％、三叶木通果皮提取物0.05％～0.4％和余量的水。
2.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，其特征在于，所述壳聚糖的数均分子量为4.0～5.0KDa。
3.根据权利要求1或2所述的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，其特征在于，所述壳聚糖的脱乙酰度为85％～90％。
4.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，其特征在于，所述纳米蒙脱土的粒径为100～200nm。
5.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，其特征在于，所述三叶木通果皮提取物的粒径为0.1～0.5mm。
6.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜，其特征在于，所述水为无菌去离子水。
7.权利要求1～6任意一项所述壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖与乙酸、水、甘油和吐温80混合，得到壳聚糖溶液；
(2)将所述步骤(1)得到的壳聚糖溶液与纳米蒙脱土和三叶木通果皮提取物混合，得到复合膜液；
(3)将所述步骤(2)得到的复合膜液进行成膜，得到壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中成膜的温度为45～55℃，成膜的湿度为30％～50％。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中成膜的时间为15～20h。
10.权利要求1～6任一项所述壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜或权利要求7～9任一项所述制备方法制备的壳聚糖/纳米蒙脱土/三叶木通果皮提取物抗菌膜在果蔬保鲜膜中的应用。
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