CN113024892B - 一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜、其制备及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜、其制备及其应用，制备方法：采用共沉淀法制备β‑环糊精/姜黄素包埋物后，制备β‑环糊精/姜黄素包埋物的过饱和溶液，取过饱和溶液的上清液加入氧化纤维素溶液，均匀混合后将混合液浇铸在模具中干燥即得具有光动力抑菌活性的纤维素基膜。纤维素基抑菌食品包装膜为分散有环糊精颗粒的纤维素膜且环糊精颗粒内包裹有姜黄素。本发明的具有光动力抑菌活性的纤维素基膜，食品安全性好，成本低廉，对环境友好，将光动力技术与食品包装结合为食品的抗菌处理提供了全新思路；制备工艺简单，条件温和；配合蓝光光源能够高效灭菌，处理时间短，杀菌效率高，操作简便，极具应用前景。

Description

一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜、其制备及其应用
技术领域
本发明属于食品包装技术领域，涉及一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜、其制备及其应用，特别涉及一种结合光动力杀菌技术的天然纤维素基绿色可降解抑菌食品膜、其制备及其应用。
背景技术
目前市场中的大多数食品包装材料源于不可降解的化石燃料。迄今为止，塑料的生产量已经超过91亿吨，中国每年平均产生300万余吨的废弃塑料。目前，一般采取焚烧或填埋方法处理这些废弃包装材料，造成了严重的水质、土壤污染，燃烧产生的二噁英是强烈致癌物质。并且，化石燃料是不可再生资源，终将面临资源枯竭的窘境。此外，传统的塑料包装中着色剂、增塑剂等化学物质迁入到食品中，带来食品安全隐患。因此，利用天然可降解生物聚合物替代不可降解化学材料成为食品包装领域的前沿研究方向。
当前针对包装薄膜的研究主要以改善其机械性能为主，对于食品包装材料而言其抗菌性能也是至关重要的。值得注意的是，COVID-19的爆发提高了消费者对食品包装膜抗菌能力的需求，因此开发抗菌食品包装已经成为迫切的需求。但是仅依靠原料自身的天然抑菌性抗菌效果并不理想，因此，需要结合新型杀菌技术来提高包装材料的抑菌效果。
前已经有研究报道了利用具有天然抑菌性的原料来制备包装膜，或者将无抑菌性的基质与抑菌剂等通过共价键结合来制备抑菌包装材料。有研究(Beverly R L,Janes ME,Prinyawiwatkul W,et al.Edible chitosan films on ready-to-eat roast beef forthe control of Listeria monocytogenes[J].Food Microbiology,2008,25:534-537.)指出用壳聚糖薄膜包装牛肉样品，4摄氏度储存14天后牛肉表面的Listeriamonocytogenes与对照组相比减少了1.4log CFU/g，这是由于壳聚糖中质子化氨基可以与细菌细胞表面带负电的残基之间发生静电力作用，从而引起微生物的细胞破坏并死亡。此外，研究(
Figure BDA0002991020690000021
Z K,
Figure BDA0002991020690000022
G P,
Figure BDA0002991020690000023
B K,et al.Antimicrobial activity ofsoy edible films incorporated with thyme and oregano essential oils on freshground beef patties)标明向大豆蛋白中分别添加百里香和牛至精油制备的食用膜的抑菌性能随着抗菌剂含量的增加(0～5％)而增强。
虽然以上材料一定程度上实现了抑菌，但这些具有天然抑菌性的包装膜或者与其它抑菌物质结合的复合膜的抑菌效果普遍不理想，只能降低1～2log病原菌，其抑菌效率较低。虽然纳米颗粒(如银纳米粒子、纳米ZnO等)可以获得较高的抑菌效率，但是将纳米材料的安全性还是未知数，目前还没有成熟的方法能够分析它对人体健康的影响。
因此，开发一种食品安全级的抑菌效果显著的包装膜极具现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有包装膜抑菌效果及安全性无法同时兼顾的缺陷，提供一种食品安全级的抑菌效果显著的包装膜。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜，所述纤维素基抑菌食品包装膜为分散有环糊精颗粒的纤维素膜且环糊精颗粒内包裹有姜黄素。本发明的保护范围为包括姜黄素，但不限于这一种光敏剂与可降解膜基质复合制备而得的具有光动力抑菌功效的食品包装膜。
本发明的纤维素基膜中的姜黄素(Cur)是一种可食用的光敏剂，安全无毒且具有天然抑菌特性，通过蓝光光源(455～460nm)即可完成激发，即赋予了纤维素基膜光动力抑菌活性，其抑菌效果好，本发明的纤维素基膜无需与待灭菌品混合即可完成光动力抑菌。以环糊精作为姜黄素(Cur)的包埋载体，环糊精的疏水内腔疏水，外腔亲水，其内腔可以将姜黄素末端的苯环包裹，从而提高姜黄素的水溶性，促使光敏剂姜黄素与纤维素基质的均匀混合，避免姜黄素在浇铸烘干过程中析出，在复合膜受到外力时，在析出姜黄素颗粒部位会产生应力集中，降低复合膜的机械系性能。纤维素基膜以纤维素作为基材，安全性好，成本低廉，对环境友好。本发明的一种具有光动力抑菌活性的食品包装膜将光动力技术与食品包装结合是食品包装行业的一个突破，也为未来确保食品安全的功能性食品包装提供了新的可能性，其极具应用前景。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜，所述纤维素基抑菌食品包装膜的厚度为40～50μm；
所述纤维素基抑菌食品包装膜中姜黄素的含量为0.00218～0.00872wt％；
所述纤维素基抑菌食品包装膜中环糊精的含量为0.00655～0.0262wt％。姜黄素与环糊精比例关系固定，形成β-环糊精/姜黄素包埋物，包埋物含量越大，复合膜的抑菌效果越好。本发明的保护范围并不仅限于此，此处给出的厚度、姜黄素的含量、环糊精的含量均是基于本发明记载具体实施方式的记载出发的，实际上本领域技术人员可根据实际需求对以上参数进行调整，并不仅限于此。
如上所述的一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜，所述环糊精为β-环糊精。本发明的保护范围并不仅限于此，其他类型的环糊精也可适用于本发明。
本发明还提供如上所述的一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜的制备方法，采用共沉淀法制备β-环糊精/姜黄素包埋物后，制备β-环糊精/姜黄素包埋物的过饱和溶液，取过饱和溶液的上清液加入氧化纤维素溶液，均匀混合后将混合液浇铸在模具中干燥即得所述具有光动力抑菌活性的纤维素基膜。
作为优选的技术方案：
如上所述的制备方法，所述氧化纤维素是天然微晶纤维素使用高碘酸钠在40～45摄氏度恒温水浴下以20rpm的搅拌转速氧化10～12h制得的，所述天然微晶纤维素的粒径为50±5μm。
如上所述的制备方法，所述采用共沉淀法制备β-环糊精/姜黄素包埋物时β-环糊精与姜黄素的物质的量之比为2:1即每两个环糊精分子包埋一个姜黄素分子。在实际应用中本领域技术人员可根据实际需求调整物质的量之比，当然β-环糊精与姜黄素的物质的量之比≥2:1，即可保证姜黄素被充分包埋。
如上所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中氧化纤维素的浓度为50g/L，姜黄素的浓度为0.4～1.6μmol/L(0.0006wt％～0.0024wt％)；
所述模具为聚苯乙烯模具；所述干燥是指在38摄氏度下干燥1～2天。
此外，本发明还提供如上所述的一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜在食品包装领域的应用。
作为优选的技术方案：
如上所述的应用，使用蓝光光源对所述纤维素基膜包装的食品进行照射。蓝光光源可以选用蓝光LED灯，LED灯性能稳定，结构简单，操作方便，安全可靠，成本低廉，且不受外界光照干扰，光照均匀，光热效应小，光照时间可精确控制的优良特性。使用其，处理时间短，照射剂量小，操作简便安全，能够有效杀灭L.monocytogenes、V.parahaemolyticus和S.putrefaciens，特别适用于食品中细菌的杀灭与调控，维护公共卫生提供强有力的技术支持。
如上所述的应用，所述蓝光光源的波长范围为455～460nm，光能量密度为3.8mW/cm2。
有益效果：
(1)本发明的具有光动力抑菌活性的纤维素基膜，食品安全性好，成本低廉，对环境友好，将光动力技术与食品包装结合，为食品包装行业的抗菌处理提供了一个全新的技术思路；
(2)本发明的具有光动力抑菌活性的纤维素基膜的制备方法，工艺简单，操作简便，反应条件温和；
(3)本发明的具有光动力抑菌活性的纤维素基膜的应用，配合蓝光光源能够高效杀灭食品表面的致病菌和腐败菌，处理时间短，杀菌效率高，操作简便，经过上述方法处理后，可杀灭99.99％的浮游菌和食品上浮游菌，并有一定的控制和预防效果，极具应用前景。
附图说明
图1为455～460nm LED照明系统的结构示意图；
图2为光动力处理后复合膜对L.monocytogenes的清除效率对比示意图；
图3为光动力处理后复合膜对V.parahaemolyticus的清除效率对比示意图；
图4为光动力处理后复合膜对S.putrefaciens的清除效率对比示意图；
图5为复合膜包装新鲜芝士在储存5天内L.monocytogenes的菌落数变化示意图；
图6为复合膜包装新鲜芝士在储存5天内V.parahaemolyticus的菌落数变化示意图；
图7为复合膜包装新鲜芝士在储存5天内S.putrefaciens的菌落数变化示意图；
其中，1-蓝光LED光源，2-样品培养皿，3-升降台，4-LED灯箱。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步阐述，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。
以下具体实施方式涉及到的菌种、菌液、培养基与试剂、设备具体如下：
菌种
L.monocytogenes(ATCC19115、ATCC13932、ATCC7644、4bLM)从本实验室原猪肉中分离得到。V.parahaemolyticus(ATCC17802)从日本“Shirasu”食物中分离得到；V.parahaemolyticus(VPC17、VPC36、VPC47)从本实验室急性腹泻的粪便标本中分离得到。S.putrefaciens(SP05、SP08)从本实验室腐败鱼头部样品中分离得到。
菌液的制备
以革兰氏阳性L.monocytogenes、革兰氏阴性V.parahaemolyticus和S.putrefaciens分别代表食源性致病菌和腐败菌。所有菌株保存在-80摄氏度，25％的甘油中，L.monocytogenes和V.parahaemolyticus分别在37摄氏度条件下在BHI和TSB(3％NaCl，w/v)中活化培养12h，S.putrefaciens在TSB中活化培养12h。将获得的稳定初期的菌体培养液离心5min(4摄氏度，4000g)，用0.85％无菌生理盐水溶液对菌体进行重悬，调整菌体浓度为～8Log CFU/mL。
培养基与试剂
胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)、脑心浸液琼脂(BHI)、PALCAM琼脂培养基、胰蛋白胨大豆琼脂培养基(TSA)、铁脂培养基北京陆桥技术有限公司；
微晶纤维素北京伊诺凯科技有限公司；姜黄素生工生物工程股份有限公司，USP级别；β-环糊精上海麦克林生化科技有限公司；高碘酸钠上海麦克林生化科技有限公司；乙二醇北京索莱宝科技有限公司；NaCl等化学试剂均为分析纯。
设备
IT-09A5加热磁力搅拌器上海能共实业有限公司；TGL16M台式高速冷冻离心机上海晚成医疗器械有限公司；9272隔水式恒温培养箱上海一恒科技有限公司；如图1所示的LED照明系统。
LED照明系统使用的蓝光光源是LED蓝光光源(455～460nm，30cm，5W)，是从中国深圳(格田光电有限公司，中国)购买。LED系统包括LED灯箱4，升降台3，蓝光LED光源1，LED系统被LED灯箱包围，可防止外部光线进入。蓝光LED光源置于LED灯箱顶部内侧，24孔板置于升降台上，将蓝光LED光源与纤维素-环糊精/姜黄素复合膜之间的距离用升降台调整为5.0cm。蓝光LED光源的光辐照强度是3.8mW/cm2，使用装有光电二极管功率传感器(S130C)(美国牛顿)的能量计控制台(PM100D)测量。使用以下公式计算获得的每个样品的剂量：
E＝Pt
其中E＝剂量(能量密度)，单位为J/cm2，p＝辐照度(功率密度)，单位为W/cm2，t＝时间，单位为s。
实施例1～4
一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜的制备方法，其具体步骤如下：
(1)微晶纤维素的氧化
将10g微晶纤维素和16g高碘酸钠加入到300mL去离子水中，将悬浮液放置在45摄氏度水浴锅中，20rpm搅拌12h。室温至冷却后，加入乙二醇搅拌2h，中和过量的高碘酸钠。在8000rpm离心6分钟后，对湿润氧化纤维素固体进行反复洗涤。将氧化纤维素储存在4摄氏度，直到进一步处理。
(2)β-环糊精/姜黄素包埋物的制备
采用共沉淀法制备β-环糊精/姜黄素包埋物。将3.402gβ-环糊精溶于去离子水中，得到浓度为0.06mol/L。然后，将0.553g姜黄素溶于乙醇中，在60摄氏度连续搅拌下，滴加β-CD溶液中。混合物溶液在70摄氏度剧烈搅拌回流4h，然后关闭回流装置继续搅拌1h。待溶液冷却至25摄氏度后，再搅拌8h。将混合物溶液置于4摄氏度冰箱过夜储存后通过0.45μm过滤器。将滤饼在25～38摄氏度的烘箱中避光干燥24小时。
(3)具有光动力抑菌活性的纤维素基膜即纤维素-环糊精/姜黄素复合膜的制备
将湿润氧化纤维素固体加入到去离子水中，形成5％w/v的悬液，80摄氏度机械搅拌(300rpm)90min。随后，将氧化纤维素溶液在8000rpm下离心6min，共六次，去除不溶性组分。
将β-环糊精/姜黄素包埋物溶于水中形成过饱和溶液，分别取2.5、5、7.5和10mL的上清液加入50mL氧化纤维素溶液中，对应姜黄素浓度分别为0.4μM(实施例1)、0.8μM(实施例2)、1.2μM(实施例3)和1.6μM(实施例4)。将透明的纤维素-环糊精/姜黄素溶液浇铸在聚苯乙烯模具中，在38摄氏度的烘箱中干燥1～2天，制备的复合膜分别命名为纤维素-环糊精/姜黄素-4(实施例1)、纤维素-环糊精/姜黄素-8(实施例2)、纤维素-环糊精/姜黄素-12(实施例3)和纤维素-环糊精/姜黄素-16(实施例4)。
对比例1
一种薄膜的制备方法，其步骤与实施例1基本相同，不同在于，没有步骤(2)，步骤(3)直接将氧化纤维素溶液浇铸在聚苯乙烯模具后烘干。
对比例2
一种薄膜的制备方法，其步骤与实施例1基本相同，不同在于，没有步骤(2)，直接将0.16μM游离姜黄素溶液加入氧化纤维素溶液中，浇铸在聚苯乙烯模具后烘干，制备得到纤维素-姜黄素-16膜。
对实施例1～4制得的薄膜及对比例1～2制得的薄膜进行测试，测试步骤：
将膜剪裁为长度为100mm，宽度为15mm的长条，每个长条的厚度用螺旋测微仪测量三次，取平均值。用自动拉伸试验机(XLW-PC，PARAM，济南，中国)对薄膜的拉伸强度和断裂伸长率进行测定，试验条件为：温度25～28摄氏度，相对湿度45％～50％，拉伸速率50mm/min，初始夹持距离50mm。每个样品测试5次，然后记录。
测试结果具体如下表所示：
Figure BDA0002991020690000091
从上表中可以发现：纯氧化纤维素膜的断裂伸长率为1.07％，拉伸强度为42.71MPa。但是，加入游离姜黄素后的纤维素-姜黄素-16膜的断裂伸长率和拉伸强度分别降低至0.53％和21.05MPa，这表明游离姜黄素会削弱纤维素基膜的机械强度。这种现象是由于游离姜黄素在纤维素基质中聚集引起的应力分布不平衡所致。此外，游离姜黄素在一定程度上减弱了纤维素分子之间作用力，并破坏了纤维素网络结构的形成。向纤维素基质中添加β-环糊精/姜黄素包埋物得到的纤维素-环糊精/姜黄素-4和纤维素-环糊精/姜黄素-8复合膜的断裂伸长率逐渐增加(分别为1.21％和1.32％)，并且它们的拉伸强度也从54.39MPa增加到63.87MPa。由此可知，在环糊精含量小于等于0.16μM时，加入环糊精可以增强复合膜的力学性能。然而，随着环糊精含量进一步增加，纤维素-环糊精/姜黄素-12膜的断裂伸长率和拉伸强度降低至1.10％和42.47MPa，环糊精/姜黄素-16膜的断裂伸长率和拉伸强度也分别降低至1.00％和42.03MPa。虽然环糊精添加量达到0.24和0.32μM时，会降低复合膜的力学性能，但是仍然比直接添加游离姜黄素所制备的纤维素-姜黄素-16膜的力学性能强的多。
实施例5
一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜的应用，具体是使用具有光动力抑菌活性的纤维素基膜应用光动力方法处理致病菌和腐败菌：
将实施例1～4及对比例1制得的膜分别剪成2×2cm2的正方形膜片，均匀分散100μL菌悬液至膜片上，黑暗条件下孵育15min。将滴有菌液的膜片置于光动力灯箱中，用波长为455～460nm的蓝色LED灯照射一定时间(L.monocytogenes光照处理时间为10～30min，V.parahaemolyticus和S.putrefaciens光照处理时间为20～60min)。然后将膜片剪碎均质5min，用0.85％无菌生理盐水进行稀释，选择合适稀释度，取100μL的稀释液进行涂布，将平板在37摄氏度条件下培养24～48h，计算菌落数。每个处理均做3个平行样本，每个稀释度重复3次。
而后运用OriginPro 9.1、SPSS17.0软件包(SPSS Inc.,Chicago,USA)对实验数据进行处理和分析。采用最小显著极差法(LSD)对数据间的显著性进行比较(p＝0.05)。
分析结果如下：
三种细菌的最初接种量为～8Log CFU/mL。图2、图3和图4分别显示了不同β-环糊精/姜黄素包埋物添加量的复合膜蓝光照射后对L.monocytogenes、V.parahaemolyticus和S.putrefaciens的失活情况。三组阴性对照分别为：无光照的纤维素膜组(L-C-)、有光照的纤维素膜组(L+C-)以及无光照的纤维素-环糊精/姜黄素复合膜组(L-C+)。三组阴性对照组的L.monocytogenes细胞数量分别为8.71、8.62和8.56Log CFU/mL(图2)。但是，将细菌悬液滴在纤维素-环糊精/姜黄素复合膜上并用2.28、4.56和6.84J/cm2的蓝光照射(10、20和30min)处理后，复合膜表现出明显的对革兰氏阳性致病菌的杀灭作用。当姜黄素浓度从0.4升至1.6μM时，L.monocytogenes细胞数量从8.60降低至6.25Log CFU/mL(P<0.05，2.28J/cm2)。为了进一步证明该复合膜的广谱抗菌特性，选择V.parahaemolyticus和S.putrefaciens作为革兰氏阴性致病菌和腐败菌的代表。清除效果见图3和图4，复合膜对V.parahaemolyticus和S.putrefaciens的清除效率与L.monocytogenes趋势一致。V.parahaemolyticus的L-C-细胞数量为8.59Log CFU/mL，L+C-和L-C+的细胞数分别为8.18和8.34Log CFU/mL。随着姜黄素浓度的增加和光照时间的增加，V.parahaemolyticus的数量逐渐降低。在纤维素-环糊精/姜黄素-16膜蓝光照射60min后，V.parahaemolyticus细胞数量最终降至4.47Log CFU/mL。与V.parahaemolyticus相似，在蓝光照射60分钟后，纤维素-环糊精/姜黄素-16膜对S.putrefaciens显示出极大的抗菌效率(从8.59降低至4.90LogCFU/mL)。结果表明，β-环糊精/姜黄素包埋物的浓度是光动力杀菌系统的重要因素。此外，照射剂量是影响光动力杀菌效果的另一个因素。纤维素-环糊精/姜黄素复合膜的光动力杀菌效率与β-环糊精/姜黄素包埋物的添加量和照射剂量成正比，且纤维素-环糊精/姜黄素复合膜对致病菌和腐败菌均有较强的杀灭效果(>99.99％)。
实施例6
一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜的应用，具体是使用具有光动力抑菌活性的纤维素基膜包装芝士片：
将新鲜芝士片切成2×2cm2的正方形(1g)，紫外杀菌处理30min，均匀接种100μL菌悬液至复芝士片上，用实施例1～4及对比例1制得的膜(5×5cm2)密封包装芝士片，黑暗条件下孵育15min后，光动力处理用膜包装的样品10～60min。加入9mL生理盐水均质，将获得的均质液稀释涂布，过夜培养后计算菌落数。然后将芝士置于25摄氏度条件下储存5天，每天在同一时间检测芝士样品的菌落数，并拍摄照片，观察芝士在储存期间的变化。
而后运用OriginPro 9.1、SPSS17.0软件包(SPSS Inc.,Chicago,USA)对实验数据进行处理和分析。采用最小显著极差法(LSD)对数据间的显著性进行比较(p＝0.05)。
分析结果如下：
图5、图6和图7分别是用膜包装的芝士样品后储存在25摄氏度条件下的L.monocytogenes、V.parahaemolyticus和S.putrefaciens的菌落数变化。在储存实验中，用市场上购买的普通聚乙烯包装膜和对比例1针对的膜包装样品作为对照组。由实施例5的分析可知，对于三种菌光动力处理的最佳辐照剂量分别为6.84J/cm2(L.monocytogenes)、13.68J/cm2(V.parahaemolyticus和S.putrefaciens)。光动力处理后，对照组的菌落数均为～6Log CFU/g。与对照组相比，用纤维素-环糊精/姜黄素-4复合膜包装样品后L.monocytogenes数量减少了约90％。用纤维素-环糊精/姜黄素-16复合膜包装的样品L.monocytogenes数量仅为3.53Log CFU/g(约减少了99％)，这意味着随着β-环糊精/姜黄素包埋物含量的增加，复合膜的抗菌性能也随之提高。然后将所有芝士在25摄氏度条件下保存5天，每天检测菌落总数。在储存期间，菌落数逐渐增加。尽管复合膜包装的样品的菌落数也在增加，但始终明显低于对照组。特别是在第5天，对照组的L.monocytogenes增加的数量是纤维素-环糊精/姜黄素-16复合膜包装的样品的两倍。
图6和图7对复合膜对芝士表面的V.parahaemolyticus和S.putrefaciens也表现出与L.monocytogenes相似的抗菌趋势。蓝光照射60min后，普通聚乙烯材料包装的样品上的V.parahaemolyticus和S.putrefaciens分别为6.53和6.27Log CFU/g。在储存的第3天，芝士的菌落数量开始明显增加，V.parahaemolyticus细胞从3.32Log CFU/g增加到3.89LogCFU/g，S.putrefaciens细胞从3.30Log CFU/g增加到4.46Log CFU/g(用纤维素-环糊精/姜黄素-16膜包装)。在第5天菌落数进一步增加，但是在存储期内，用复合膜包装的芝士上的细菌总数少于对照组。因此，纤维素-环糊精/姜黄素复合膜可以有效杀灭芝士表面的致病菌和腐败菌，并至少在5天内抑制微生物的生长，表现出优异的抗菌性能。
对纤维素-环糊精/姜黄素复合膜包装的芝士在储存期间的外观变化分析后发现，在第0天，所有的芝士都是新鲜的，色泽明亮。25摄氏度储存1天后，聚乙烯膜包装的芝士颜色开始变暗。而纤维素和纤维素-环糊精/姜黄素复合膜包装的芝士在3天内的外观变化不大，可以保持芝士原来的颜色。直至储存的第5天，所有芝士样品外观均出现明显变化，颜色亮度降低。因此，用纤维素-环糊精/姜黄素复合膜包装芝士可以延长芝士的货架期至少3天。
通过以上分析可知，纤维素-环糊精/姜黄素复合膜在455～460nm波长的蓝色LED灯照射下，可以有效杀灭食品中的致病菌和腐败菌，延长货架期，是一种可有效保障食品安全品质的新型光动力抑菌包装膜。
经验证，本发明的具有光动力抑菌活性的纤维素基膜，食品安全性好，成本低廉，对环境友好，将光动力技术与食品包装结合，为食品包装行业的抗菌处理提供了一个全新的技术思路；制备方法，工艺简单，操作简便，反应条件温和；具有光动力抑菌活性的纤维素基膜的应用，配合蓝光光源能够高效杀灭食品表面的致病菌和腐败菌，处理时间短，杀菌效率高，操作简便，经过上述方法处理后，可杀灭99.99％的浮游菌和食品上浮游菌，并有一定的控制和预防效果，极具应用前景。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，这些仅是举例说明，在不违背本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。

Claims (7)

1.一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜，其特征在于，所述纤维素基抑菌食品包装膜为分散共沉淀法制备的β-环糊精/姜黄素包埋物；所述纤维素基抑菌食品包装膜的厚度为40～50μm；
所述纤维素基抑菌食品包装膜中姜黄素的含量为0.00218～0.00872wt％；
所述纤维素基抑菌食品包装膜中环糊精的含量为0.00655～0.0262wt％；所述环糊精为β-环糊精。
2.如权利要求1所述的一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜的制备方法，其特征在于，采用共沉淀法制备β-环糊精/姜黄素包埋物后，制备β-环糊精/姜黄素包埋物的过饱和溶液，取过饱和溶液的上清液加入氧化纤维素溶液，均匀混合后将混合液浇铸在模具中干燥即得所述具有光动力抑菌活性的纤维素基膜。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化纤维素是天然微晶纤维素使用高碘酸钠在40～45摄氏度下氧化10～12h制得的，所述天然微晶纤维素的粒径为50±5μm。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述采用共沉淀法制备β-环糊精/姜黄素包埋物时β-环糊精与姜黄素的物质的量之比为2:1。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中氧化纤维素的浓度为50g/L，姜黄素的浓度为0.4～1.6μmol/L；
所述模具为聚苯乙烯模具；所述干燥是指在38摄氏度下干燥1～2天。
6.如权利要求1所述的一种具有光动力抑菌活性的纤维素基膜在食品包装领域的应用，其特征在于，使用蓝光光源对所述纤维素基膜包装的食品进行照射。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述蓝光光源的波长范围为455～460nm，光能量密度为3.8mW/cm2。
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