CN113185733B - 一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法 - Google Patents

一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法为：向瓜尔胶水溶液中加甘油，得瓜尔胶成膜液，再加纳米蒙脱土溶液，得到瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液；在可得然胶中加蒸馏水、吐温80和肉桂醛，得到包封型肉桂醛抗菌剂；将包封型肉桂醛抗菌剂加入至瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中经磁力搅拌、超声分散、真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，真空干燥后揭膜，得到具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜。本发明先将肉桂醛包封于可得然胶内，形成第一重阻隔，再用纳米蒙脱土在瓜尔胶膜中形成有序插空排列实现第二重阻隔限制肉桂醛分子的迁移扩散，实现瓜尔胶膜的缓释抗菌，同时解决瓜尔胶膜力学强度低和阻隔性能差的问题。

Description

一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法
技术领域
本发明属于纳米复合膜技术领域，具体涉及一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法。
背景技术
瓜尔胶是一种由瓜尔豆种子的胚乳提取得到的天然多糖胶，在水中能很快的形成高黏度溶液。瓜尔胶膜力学强度不高，对于气体的阻隔能力不强、耐久性差，容易被微生物分解，使得它作为食品包装膜的应用受到很大限制。
纳米蒙脱土具有较大的比表面积，较好的吸水性、膨胀性，良好的阳离子交换性能和吸附能力。大量研究表明，在聚合物中加入层状的纳米蒙脱土后，复合材料的强度和韧性都有大幅度的提高，对氧气、水蒸气等的阻隔性能提高明显，同时挥发性小分子物质在复合材料中扩散的路径变得曲折可以获得缓释的效果。
可得然胶是一种由粪产碱杆菌发酵生成的胞外多糖，其分子结构绝大部分呈三螺旋构象，糖链间有强烈的氢键作用，螺旋链与链间通过氢键结合形成胶束区，胶束与胶束发生缠结形成的缠结区构成了可得然胶凝胶网络结构的交联区。因此，可得然胶表现出优异的凝胶性能和包封性能。
肉桂醛是从肉桂树的皮、枝、叶中提取出来的，是肉桂精油的主要成分。肉桂醛的溶水性比较差，在空气中极易挥发、化学性质不稳定易被氧化。现有技术大多是将肉桂醛与氨基酸、壳聚糖等直接复合生成席夫碱来改善其缺点用做抗菌剂；或者是将肉桂醛与多糖形成乳液再固化成微胶囊来改善其缺点用于制备抗菌材料。目前的技术都没有利用可得然胶的凝胶性和包封性来改善肉桂醛的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法采用双重阻隔的设计思路来实现缓释抗菌的效果，先利用可得然胶优越的凝胶稳定性和包封性，将肉桂醛包封于可得然胶的螺旋交联区内，形成第一重阻隔限制肉桂醛分子的迁移扩散，解决肉桂醛在一般成膜液中水溶性差、易挥发的技术问题。再利用纳米蒙脱土独特的层状结构和纳米尺寸，在瓜尔胶膜中形成有序插空排列实现第二重阻隔限制肉桂醛分子的扩散路径，同时解决瓜尔胶膜的力学强度低和阻隔性能差的技术问题。通过双重阻隔设计，使得肉桂醛的迁移受阻，迁移速度减慢，达到缓释抗菌的效果。
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液：将纳米蒙脱土加入蒸馏水a，在室温的条件下磁力搅拌24h，得到纳米蒙脱土溶液；向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液，向所述瓜尔胶水溶液中加入甘油，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液，向所述瓜尔胶成膜液中加入所述纳米蒙脱土溶液，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液；
所述纳米蒙脱土和蒸馏水a的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；
纳米蒙脱土具有片状或层状结构，平均层间距为1nm～1.5nm、平均长宽比为200-300；
S2、制备包封型肉桂醛抗菌剂：
将可得然胶加入蒸馏水c，在温度为60℃的水浴条件下磁力搅拌12h后，加入吐温80和肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到包封型肉桂醛抗菌剂；所述蒸馏水c为用碱溶液将pH值调节为9～10的蒸馏水；
S3、将S2中得到的包封型肉桂醛抗菌剂加入至S1中得到的瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中，在室温的条件下磁力搅拌2h，得到瓜尔胶基纳米复合液，将所述瓜尔胶基纳米复合液经超声分散、真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜。
优选地，S1中所述瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中纳米蒙脱土、甘油和瓜尔胶的质量比为(1％～5％)：30％：1。
优选地，S2中所述包封型肉桂醛抗菌剂中可得然胶、蒸馏水c、吐温80和肉桂醛的用量比为2g：100mL：0.4g：0.06g。
优选地，S3中所述瓜尔胶基纳米复合液中包封型肉桂醛抗菌剂的质量为瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中瓜尔胶质量的3％。
优选地，S3中超声分散的超声功率为600W、超声时间为30min。
优选地，S3中所述瓜尔胶基纳米复合膜的平均厚度为50μm～80μm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明采用双重阻隔的设计思路实现抗菌剂的缓释效果，先利用可得然胶优越的凝胶稳定性和包封性，将肉桂醛包封于可得然胶的螺旋交联区内，形成第一重阻隔限制肉桂醛分子的迁移扩散，解决肉桂醛在一般成膜液中水溶性差、易挥发的技术问题。利用纳米蒙脱土独特的层状结构和纳米尺寸，在瓜尔胶膜中形成有序插空排列实现第二重阻隔限制肉桂醛分子的扩散路径。通过双重阻隔设计，使得肉桂醛的迁移受阻，迁移速度减慢，达到缓释抗菌的效果。同时，本发明利用纳米蒙脱土的纳米填充作用，解决瓜尔胶膜的力学强度低和阻隔性能差的技术问题。本发明不对瓜尔胶进行复杂的改性操作，不需要使用复杂昂贵的设备，制备工艺简单，易操作；没有使用大量的化学改性剂，符合绿色化学的要求。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的S3步骤中得到的瓜尔胶基纳米复合液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制效果图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液：将纳米蒙脱土加入蒸馏水a，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌24h，得到纳米蒙脱土溶液；向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液，向所述瓜尔胶水溶液中加入甘油，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液，向所述瓜尔胶成膜液中加入所述纳米蒙脱土溶液，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液；所述纳米蒙脱土和蒸馏水a的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中纳米蒙脱土、甘油和瓜尔胶的质量比为1％：30％：1；
S2、制备包封型肉桂醛抗菌剂：
将可得然胶加入蒸馏水c，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌12h后，加入吐温80和肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到包封型肉桂醛抗菌剂；所述蒸馏水c为用碱溶液将pH值调节为9的蒸馏水；所述包封型肉桂醛抗菌剂中可得然胶、蒸馏水c、吐温80和肉桂醛的用量比为2g：100mL：0.4g：0.6g；
S3、将S2中得到的包封型肉桂醛抗菌剂加入至S1中得到的瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶基纳米复合液，将所述瓜尔胶基纳米复合液经超声功率为600W的条件下超声分散30min、在真空度为-0.9MPa的条件下真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜；所述瓜尔胶基纳米复合液中包封型肉桂醛抗菌剂的质量为瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中瓜尔胶质量的3％。
实施例2
本实施例的具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液：将纳米蒙脱土加入蒸馏水a，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌24h，得到纳米蒙脱土溶液；向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液，向所述瓜尔胶水溶液中加入甘油，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液，向所述瓜尔胶成膜液中加入所述纳米蒙脱土溶液，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液；所述纳米蒙脱土和蒸馏水a的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中纳米蒙脱土、甘油和瓜尔胶的质量比为2％：30％：1；
S2、制备包封型肉桂醛抗菌剂：
将可得然胶加入蒸馏水c，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌12h后，加入吐温80和肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到包封型肉桂醛抗菌剂；所述蒸馏水c为用碱溶液将pH值调节为9的蒸馏水；所述包封型肉桂醛抗菌剂中可得然胶、蒸馏水c、吐温80和肉桂醛的用量比为2g：100mL：0.4g：0.6g；
S3、将S2中得到的包封型肉桂醛抗菌剂加入至S1中得到的瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶基纳米复合液，将所述瓜尔胶基纳米复合液经超声功率为600W的条件下超声分散30min、在真空度为-0.9MPa的条件下真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜；所述瓜尔胶基纳米复合液中包封型肉桂醛抗菌剂的质量为瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中瓜尔胶质量的3％。
实施例3
本实施例的具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液：将纳米蒙脱土加入蒸馏水a，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌24h，得到纳米蒙脱土溶液；向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液，向所述瓜尔胶水溶液中加入甘油，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液，向所述瓜尔胶成膜液中加入所述纳米蒙脱土溶液，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液；所述纳米蒙脱土和蒸馏水a的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中纳米蒙脱土、甘油和瓜尔胶的质量比为3％：30％：1；
S2、制备包封型肉桂醛抗菌剂：
将可得然胶加入蒸馏水c，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌12h后，加入吐温80和肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到包封型肉桂醛抗菌剂；所述蒸馏水c为用碱溶液将pH值调节为9的蒸馏水；所述包封型肉桂醛抗菌剂中可得然胶、蒸馏水c、吐温80和肉桂醛的用量比为2g：100mL：0.4g：0.6g；
S3、将S2中得到的包封型肉桂醛抗菌剂加入至S1中得到的瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶基纳米复合液，将所述瓜尔胶基纳米复合液经超声功率为600W的条件下超声分散30min、在真空度为-0.9MPa的条件下真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜；所述瓜尔胶基纳米复合液中包封型肉桂醛抗菌剂的质量为瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中瓜尔胶质量的3％。
实施例4
本实施例的具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液：将纳米蒙脱土加入蒸馏水a，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌24h，得到纳米蒙脱土溶液；向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液，向所述瓜尔胶水溶液中加入甘油，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液，向所述瓜尔胶成膜液中加入所述纳米蒙脱土溶液，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液；所述纳米蒙脱土和蒸馏水a的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中纳米蒙脱土、甘油和瓜尔胶的质量比为4％：30％：1；
S2、制备包封型肉桂醛抗菌剂：
将可得然胶加入蒸馏水c，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌12h后，加入吐温80和肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到包封型肉桂醛抗菌剂；所述蒸馏水c为用碱溶液将pH值调节为10的蒸馏水；所述包封型肉桂醛抗菌剂中可得然胶、蒸馏水c、吐温80和肉桂醛的用量比为2g：100mL：0.4g：0.6g；
S3、将S2中得到的包封型肉桂醛抗菌剂加入至S1中得到的瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶基纳米复合液，将所述瓜尔胶基纳米复合液经超声功率为600W的条件下超声分散30min、在真空度为-0.9MPa的条件下真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜；所述瓜尔胶基纳米复合液中包封型肉桂醛抗菌剂的质量为瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中瓜尔胶质量的3％。
实施例5
本实施例的具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液：将纳米蒙脱土加入蒸馏水a，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌24h，得到纳米蒙脱土溶液；向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液，向所述瓜尔胶水溶液中加入甘油，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液，向所述瓜尔胶成膜液中加入所述纳米蒙脱土溶液，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液；所述纳米蒙脱土和蒸馏水a的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中纳米蒙脱土、甘油和瓜尔胶的质量比为5％：30％：1；
S2、制备包封型肉桂醛抗菌剂：
将可得然胶加入蒸馏水c，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌12h后，加入吐温80和肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到包封型肉桂醛抗菌剂；所述蒸馏水c为用碱溶液将pH值调节为10的蒸馏水；所述包封型肉桂醛抗菌剂中可得然胶、蒸馏水c、吐温80和肉桂醛的用量比为2g：100mL：0.4g：0.6g；
S3、将S2中得到的包封型肉桂醛抗菌剂加入至S1中得到的瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶基纳米复合液，将所述瓜尔胶基纳米复合液经超声功率为600W的条件下超声分散30min、在真空度为-0.9MPa的条件下真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜；所述瓜尔胶基纳米复合液中包封型肉桂醛抗菌剂的质量为瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中瓜尔胶质量的3％。
对比例1
本对比例为瓜尔胶-包封型肉桂醛复合膜，相对于实施例1，未添加纳米蒙脱土。
本对比例的瓜尔胶-包封型肉桂醛复合膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶成膜液：向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液；向所述瓜尔胶水溶液中加入甘油，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶成膜液中甘油和瓜尔胶的质量比为30％：1；
S2、制备包封型肉桂醛抗菌剂：
将可得然胶加入蒸馏水c，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌12h后，加入吐温80和肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到包封型肉桂醛抗菌剂；所述蒸馏水c为用碱溶液将pH值调节为9的蒸馏水；所述包封型肉桂醛抗菌剂中可得然胶、蒸馏水c、吐温80和肉桂醛的用量比为2g：100mL：0.4g：0.6g；
S3、将S2中得到的包封型肉桂醛抗菌剂加入至S1中得到的瓜尔胶成膜液中，在室温的条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶-包封型肉桂醛复合液，将所述复合液在真空度为-0.9MPa的条件下真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到瓜尔胶-包封型肉桂醛复合膜；所述瓜尔胶-包封型肉桂醛复合液中包封型肉桂醛抗菌剂的质量为瓜尔胶成膜液中瓜尔胶质量的3％。
对比例2
本对比例为纯瓜尔胶膜，相对于实施例1，未添加纳米蒙脱土和甘油、未添加可得然胶包封型肉桂醛(即未添加包封型肉桂醛抗菌剂)。
本对比例的纯瓜尔胶膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶水溶液：向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；
S2、将S1中得到的瓜尔胶水溶液在真空度为-0.9MPa的条件下真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到纯瓜尔胶膜。
对比例3
本对比例为瓜尔胶-肉桂醛复合膜，本对比例中的肉桂醛未用可得然胶包封。
本对比例的瓜尔胶-肉桂醛复合膜的制备方法，该方法为：
S1、制备瓜尔胶成膜液：向2g瓜尔胶中加入100mL蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液；向所述瓜尔胶水溶液中加入0.6g甘油，继续磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液；在所述瓜尔胶成膜液中加入0.06g肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下以搅拌速率为800r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶-肉桂醛成膜液；
S2、将S1中得到的瓜尔胶-肉桂醛成膜溶液在真空度为-0.9MPa的条件下真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到瓜尔胶-肉桂醛复合膜。
(一)将实施例1-5和对比例1-2的薄膜性能进行测试，每个实施例(对比例1、2)的指标测试均进行5次重复，结果如表1所示。
各指标测试方法为：
(1)拉伸强度测试方法如下：各膜样尺寸为15×90mm，拉伸试验机的初始夹距为50mm，拉伸速度为300mm/min，计算公式如下：
TS＝P/(B×T)
式中:
TS--为拉伸强度(MPa)；
P--为最大载荷(N)；
B--为试样膜宽度(mm)；
T--为试样膜厚度(mm)。
(2)断裂伸长率测定公式如下：
Eb＝[(L-L0)/L0]×100
式中：Eb—断裂伸长率(％)；
L0--为试样膜的最初长度(mm)；
L--为试样膜断裂时的长度(mm)。
(3)透湿系数测试方法如下：各膜样尺寸为直径6cm，用热熔胶将各膜样密封于透湿杯表面，透湿杯内放置20g无水氯化钙做干燥剂。将透湿杯放在装有饱和氯化钠的溶液中，每隔一定的时间取出称重，经计算得到透湿系数。计算公式如下：
WVP＝(△m×B)/(△t×S×P)
式中:
WVP--为水蒸气透过系数(g·m-1·s·Pa-1)；
△m/△t--为单位时间内水蒸气的透过量(g/s)；
B--为试样膜平均厚度(mm)；
S--为试样膜有效面积(m2)；
P--为NaCl饱和溶液渗透压(Pa)。
(4)透氧系数测试方法如下：
将试样膜(10cm×10cm)固定在透氧仪的测试腔内，测试条件为温度25℃，相对湿度0％，计算公式如下：
OP＝(△V×T)/(t×S×△P)
△V—为氧气透过率(cm3)；
T-为试样膜的平均厚度(mm)；
t-为测试时间(day)；
S-为用于测试的试样膜面积，取0.005m2；
△P-为试样膜两侧的压力差(MPa)。
表1实施例1-5和对比例1-2的薄膜性能
Figure BDA0003101829590000121
Figure BDA0003101829590000131
拉伸强度测试中，从对比例1-2中的数据可以看出，添加可得然胶后，瓜尔胶膜的拉伸强度值提高了8.6％，这是由于瓜尔胶和可得然胶两种分子的羟基形成了分子间的氢键作用提高了对比例1瓜尔胶-包封型肉桂醛复合膜的强度。从实施例1-5中的数据可以看出，添加纳米蒙脱土后，各瓜尔胶复合膜的拉伸强度值明显提高，这是由于纳米蒙脱土的纳米级尺寸和层状结构具有很好的填充增强作用，在瓜尔胶-可得然胶混合体系中，添加合适含量的纳米蒙脱土后，其均匀分散于混合体系中，彼此间产生了很高的界面相互作用，纳米蒙脱土发挥了最好的增强和插层效果。
断裂伸长率测试中，从对比例1-2中的数据可以看出，添加可得然胶后，瓜尔胶膜的断裂伸长率提高了4.2％，这是由于三螺旋结构的可得然胶与瓜尔胶间的氢键作用形成了分子间的交联，使得瓜尔胶分子的柔性增大。从实施例1-5中的数据可以看出，添加纳米蒙脱土后，各瓜尔胶复合膜的断裂伸长率值出现了小幅度的提高，主要是纳米尺寸的纳米蒙脱土的插空作用，使得瓜尔胶-可得然胶混合体系中不连续的空隙被填满，使得各复合膜的柔性增强。
透湿系数和透氧系数测试中，由于瓜尔胶和可得然胶间的氢键作用，增强了瓜尔胶膜对水蒸气和氧气的阻隔能力，对比例1相比于对比例2的透湿系数和透氧系数均降低。填加纳米蒙脱土后，由于纳米蒙脱土的插空作用填补了瓜尔胶-可得然胶混合体系中不连续的空隙，使得各复合膜更致密。而且纳米蒙脱土在混合体系中的有序分散排列，形成了无数的纳米复合层，也阻挡了气体分子的运动路径，导致各实施例复合膜的透湿系数和透氧系数降低。
(二)将实施例1-5和对比例1与对比例3的肉桂醛含量进行测试，每个实施例(对比例1、3)的指标测试均进行5次重复，结果如表2所示。
肉桂醛含量测试方法如下：
分别称取各试样膜1g，均匀平放于玻璃皿内，将玻璃皿放置于相对湿度为60％，温度为25℃的恒温恒湿箱中。每2天取出0.5g各试样膜，剪碎，加入20mL蒸馏水，室温下搅拌混合，再加入50mL正己烷，继续磁力搅拌4h。静置后取上层清液，在高速离心机中以8000r/min的速度离心2min，取上层清液测定其在260nm处的吸光度值，根据肉桂醛标准曲线，计算各试样膜中的肉桂醛含量，一共测试10天。
表2实施例1-5和对比例1与对比例3试样膜中的肉桂醛含量(％)
Figure BDA0003101829590000141
Figure BDA0003101829590000151
对比例3试样膜中的肉桂醛未被可得然胶包封，而对比例1试样膜中的肉桂醛是被可得然胶包封的。由表2可知，在10天观察期内，对比例1试样膜中的肉桂醛含量明显高于对比例3试样膜。表明可得然胶的包封作用，减慢了肉桂醛分子在瓜尔胶膜中的迁移扩散速度，起到了第一重阻隔缓释的作用。从实施例1-5中的数据可以看出，添加不同含量的纳米蒙脱土后，各实施例试样膜中肉桂醛含量均明显高于对比例1试样膜。表明纳米蒙脱土在瓜尔胶-可得然胶混合体系中的有序插空排列，进一步的减慢了肉桂醛分子在瓜尔胶-可得然胶混合体系中的迁移扩散速度，起到了第二重阻隔缓释的作用。其中实施例4制备的瓜尔胶基纳米复合膜的肉桂醛含量最大，表明阻隔性能最优的瓜尔胶基纳米复合膜中截留了最大量的肉桂醛，而且在第10天中，实施例1-5的瓜尔胶基纳米复合膜中的肉桂醛含量均比对比例1高，充分证明了发明的瓜尔胶基纳米复合膜的缓释效果。
(三)本发明通过抑菌圈法判定实施例1-5中步骤S3中制备的瓜尔胶基纳米复合液的抑菌能力。
将装有实施例1-5的各瓜尔胶基纳米复合液的玻璃皿放置于相对湿度为60％，温度为25℃的恒温恒湿箱中待用。以大肠杆菌及金黄色葡萄球菌为实验菌种，倾倒20mL营养琼脂于培养基上，待冷却后，将106CFU/mL菌悬液均匀涂布于其上。随后，将裁剪为直径15mm的滤纸圆片，浸泡在放置了10天的各瓜尔胶基纳米复合液中充分润湿10min，取出后置于培养基中心处。在37℃培养箱培养24h后取出，精确测量抑菌圈直径。抑菌效果如图1所示，从图中可以看出，经历10天的放置，浸泡了各瓜尔胶基纳米复合液的滤纸片，其抑菌圈仍然十分明显。也表明了在实施例1-5中，S3步骤中加入包封型肉桂醛抗菌剂后得到的瓜尔胶基纳米复合液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出了明显的抑制效果(图中1-5依次为实施例1-5制备的瓜尔胶基纳米复合液)。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，该方法为：
S1、制备瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液：将纳米蒙脱土加入蒸馏水a，在室温的条件下磁力搅拌24h，得到纳米蒙脱土溶液；向瓜尔胶中加入蒸馏水b，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液，向所述瓜尔胶水溶液中加入甘油，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌30min，得到瓜尔胶成膜液，向所述瓜尔胶成膜液中加入所述纳米蒙脱土溶液，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液；
所述纳米蒙脱土和蒸馏水a的用量比为2g:100mL；所述瓜尔胶和蒸馏水b的用量比为2g:100mL；
S2、制备包封型肉桂醛抗菌剂：
将可得然胶加入蒸馏水c，在温度为60℃的水浴条件下磁力搅拌12h后，加入吐温80和肉桂醛，在温度为60℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到包封型肉桂醛抗菌剂；所述蒸馏水c为用碱溶液将pH值调节为9～10的蒸馏水；
S3、将S2中得到的包封型肉桂醛抗菌剂加入至S1中得到的瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中，在室温的条件下磁力搅拌2h，得到瓜尔胶基纳米复合液，将所述瓜尔胶基纳米复合液经超声分散、真空脱泡后流延于聚四氟乙烯板上，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥48h后揭膜，得到具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜。
2.根据权利要求1所述的一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，S1中所述瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中纳米蒙脱土、甘油和瓜尔胶的质量比为（1%～5%）：30%：1。
3.根据权利要求1所述的一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，S2中所述包封型肉桂醛抗菌剂中可得然胶、蒸馏水c、吐温80和肉桂醛的用量比为2g：100mL：0.4g：0. 6g。
4.根据权利要求1所述的一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，S3中所述瓜尔胶基纳米复合液中包封型肉桂醛抗菌剂的质量为瓜尔胶纳米蒙脱土复合成膜液中瓜尔胶质量的3%。
5.根据权利要求1所述的一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，S3中超声分散的超声功率为600W、超声时间为30min。
6.根据权利要求1所述的一种具有缓释抗菌功能的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，S3中所述瓜尔胶基纳米复合膜的平均厚度为50μm～80μm。
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