CN113292753B - 一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用 - Google Patents

一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113292753B
CN113292753B CN202110565539.1A CN202110565539A CN113292753B CN 113292753 B CN113292753 B CN 113292753B CN 202110565539 A CN202110565539 A CN 202110565539A CN 113292753 B CN113292753 B CN 113292753B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chitosan
film
controlled
solution
based composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110565539.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113292753A (zh
Inventor
郭鸣鸣
刘东红
邹智鹏
叶兴乾
张欣慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202110565539.1A priority Critical patent/CN113292753B/zh
Publication of CN113292753A publication Critical patent/CN113292753A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113292753B publication Critical patent/CN113292753B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B25/00—Packaging other articles presenting special problems
    • B65B25/001—Packaging other articles presenting special problems of foodstuffs, combined with their conservation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2305/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2301/00 or C08J2303/00
    • C08J2305/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2489/00—Characterised by the use of proteins; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2497/00—Characterised by the use of lignin-containing materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用。该发明的制备如下，首先将壳聚糖(CS)溶于适量乙酸中，均匀搅拌得壳聚糖溶液，再将甘油、吐温80、木质素纳米颗粒、大豆蛋白纳米凝胶等按照特定比例加入壳聚糖溶液中，均匀分散，超声脱气，采用流延法制膜，自然风干后揭膜得到该壳聚糖基复合膜。本发明以壳聚糖为主要膜基材，按照特定的比例加入增塑剂‑甘油、乳化剂‑吐温80使壳聚糖具有良好的成膜性，同时加入纳米填料‑木质素纳米颗粒和负载抗菌剂‑山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶可有效提高复合膜的机械性能与抗菌性能，降低复合膜的透湿性与透气性并体现抗菌剂在不同食品体系中的缓控释效果。可为食品包装的发展提供一种新的研究思路与设计方案，在食品包装领域具有广阔的应用前景。

Description

一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及食品包装技术领域，具体涉及一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用。
背景技术
近些年，食品塑料包装膜的大量使用导致白色污染日益严重。随着人们环保意识的增强及国际范围内禁塑令的推行，可生物降解包装膜材料取代合成塑料包装成为食品包装领域发展的新趋势。最近科研工作者开始选用天然高分子材料如多糖、蛋白质、淀粉等为成膜基材制成生物基薄膜来代替传统的塑料包装。相比于塑料包装膜，生物基包装膜优越性明显，易降解、安全无污染，还是保鲜剂、风味料、营养强化剂等添加剂的载体，逐渐成为绿色食品保鲜领域未来的发展方向。
目前，以天然生物基材料为膜基材制备安全无毒、环保可降解生物薄膜的研究逐渐兴起。壳聚糖作为自然界中唯一的碱性多糖，其具有安全无毒、可生物降解、抗菌性、阻气性、透明性及成膜性等优良性能，已成为可生物降解包装膜材料领域最具潜在应用前景的研究材料之一。此外，食品抗菌包装的推出，使食品品质得到保障，将原本添加在食品中的抗菌剂转移到食品包装材料中，已成为食品包装发展的主流方向。因此，将生物可降解薄膜和抗菌活性包装结合，探索制备控释抗菌可降解生物薄膜，并应用于食品包装中，实现长效、实时抗菌，为食品包装的发展提供了一种新思路，发展前景十分广阔。
但由于壳聚糖(CS)富含-NH2、-OH等亲水基团，导致纯CS膜对水敏感和力学性能差等缺点，从而限制了它的实际应用。如何提高CS膜的各方面性能，成为扩展其实际应用的关键性问题。利用纳米填料对CS膜进行增强是最常见的改性方式，得到的复合膜相对于纯CS膜具有较优的机械、耐水和阻隔等方面性能。木质素纳米颗粒作为增强材料，可用于增强多糖，蛋白质，天然橡胶和合成聚合物，在保证材料具有一定的强度的同时也能具备良好的机械性能，在聚合物基复合材料中具有广阔的应用前景。大豆蛋白是一种良好的成膜材料，其纳米凝胶具有良好的pH响应及药物缓释效果，将CS与大豆蛋白纳米凝胶复合制膜，可充分利用两者良好的成膜性，改善膜性能，可作为一种“绿色包装”的应用类型，并且有望实现抗菌剂的缓控释效果，该复合膜的制备符合现代食品包装领域的研究方向。目前，CS与蛋白纳米粒及木质素纳米粒复合制备包装膜的研究较少，多数研究集中在单纳米粒子增强CS，采用双纳米填料(LNP、ASPNG)协同增强CS膜的研究甚少，因此采用双纳米填料协同增强CS膜，制备具有药物缓释性能的优良复合包装膜，是本发明的主要研究内容及目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用，该方法通过在壳聚糖复合膜中加入木质素纳米颗粒与负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶，改善了壳聚糖膜的性能并使其具有了缓控释抗菌性能，从而有效的延长了食品的货架期。
本发明为解决目前国内外壳聚糖包装材料在食品包装中阻水性差，脆性大、抗菌时效短，食品保质期短等问题提供了重要依据。
本发明的目的提供一种制备缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的方法，采用如下方案实现：
一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖溶解于乙酸水溶液中，制备壳聚糖溶液，搅拌使壳聚糖充分溶解，制备成壳聚糖成膜液；
(2)将木质素纳米颗粒和负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶两种纳米填料在磁力搅拌下加入到步骤(1)中的壳聚糖成膜液中，滴加甘油和吐温80并充分混匀，制备成复合成膜液；
(3)将步骤(2)配置好的复合成膜液真空脱气，之后倒在模具中，脱模后得到缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜。
本发明中，一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜，其特征在于包括膜基材和添加在膜中的纳米填料，所述膜基材为壳聚糖(购买于sigma公司)，纳米填料为木质素纳米颗粒与大豆蛋白纳米凝胶(实验室制备)，所述抗菌剂为山梨酸钾PS。
步骤(1)中，所述的乙酸水溶液的质量百分数为0.5～3％，最优选为1％。
所述的壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分数为1～4％，最优选为2％。
进一步地，所述的壳聚糖溶液浓度为2％，乙酸水溶液浓度1％。
步骤(2)中，所述的质素纳米颗粒的制备具体包括：
称取木质素粉末，加入甲醇溶解制备混合溶液，在搅拌下将溶液逐滴分散到蒸馏水中，真空旋蒸除去溶液中的甲醇，超声分散制备成木质素纳米颗粒。
步骤(2)中，所述的负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶的制备具体包括：
称取琥珀酰化大豆蛋白粉末溶解于蒸馏水中，在磁力搅拌下加入山梨酸钾，调节pH为5.5-6.5，将溶液在85-90℃下加热20～40min后快速冷却至0-4℃，离心除去未包埋的山梨酸钾，制得负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶；
所述增塑剂与乳化剂分别为甘油和吐温80(均购买于麦克林公司)，其中所述的甘油与壳聚糖的质量比为1:5-3:10，所述的吐温80与壳聚糖的质量比为1:20-1:10。
进一步地，所述木质素纳米颗粒占壳聚糖的质量分数为1％、3％和5％，优选为3％，所述大豆蛋白纳米凝胶占壳聚糖的质量分数为3％、5％和7％，优选为5％。
步骤(2)中，所述成膜液充分搅拌时间(即充分混匀的时间)为6-8h，搅拌速度为300-500r/min。
步骤(3)中，真空脱气时间为5-20min。模具为14cm×14cm×1cm的圆形培养皿，倒模量为25-30g。
所述的脱模为：放在通风处下自然干燥12～36h后揭膜，之后将成品膜放置在温度20-25℃，湿度50-55％的干燥器中备用。
本发明还提供了一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜在制备食品包装中的应用。
与现有技术相比，本发明具有操作简单、制备方便、成本低等特点，本发明提供的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜通过添加不同纳米填料改善了复合膜的各方面性能(机械性能、阻隔性能)，同时显著提高了抗菌剂的缓控释效果，实现抗菌的长效性和时效性，有效延长食品的货架期，并且本发明所用原料皆为生物基材料，具备优异的生物相容性、安全性、可降解性，进一步生物基材料在食品包装中的应用为食品包装工业发展提供了一种新的思路，发展前景十分广阔。
本发明首先将壳聚糖(CS)溶于适量乙酸溶液(1％)中，搅拌均匀得壳聚糖溶液(成膜液)，再将甘油、吐温80、木质素纳米颗粒(LNP)、大豆蛋白纳米凝胶(ASPNG)等按照特定比例加入壳聚糖溶液中，分散均匀，超声脱气，采用流延法制膜，自然风干后揭膜得到该壳聚糖基复合膜。本发明以壳聚糖为主要膜基材，按照特定的比例加入增塑剂-甘油、乳化剂-吐温80等使壳聚糖具有良好的成膜性，同时加入纳米填料-木质素纳米颗粒和负载抗菌剂-山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶可有效提高复合膜的机械性能与抗菌性能，降低复合膜的透湿性与透气性并实现抗菌剂在不同食品体系中的缓控释效果。本发明制备工艺操作简单，所用原料均为生物基材料，制备的复合膜具有良好的稳定性、安全性和生物相容性，是一种有效且具有广阔应用前景的缓控释抗菌复合膜，有利于推动缓控释技术在食品包装领域中的应用。
附图说明
图1为不同CS复合膜处理对大肠杆菌在蛋白胨中生长的影响图；
图2为不同LNP与ASPNG质量比的CS复合膜中的PS在蒸馏水中的释放规律图；
图3不同LNP与ASPNG质量比的CS复合膜内的PS在3％乙酸溶液中的释放规律图；
图4不同LNP与ASPNG质量比的CS复合膜内的PS在10％乙醇溶液中的释放规律图；
图5不同LNP与ASPNG质量比的CS复合膜内的PS在95％乙醇溶液中的释放规律图；
图6为实施例1中制备的CS复合膜的扫描电子显微镜图，(A)和(C)为纯CS膜的扫描电镜图，(B)和(D)为LNP/ASPNG-CS复合膜的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实例及附图，进一步阐述本发明，但本发明的实施方式不仅限于此。
以下实施例中如无特殊说明，所使用原料均来源于市售，所采用方法均为本领域技术人员公知的常规操作方法。实施例中如无特殊说明，百分数均为质量百分数。
实施例1
本实施例用于说明一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法。
一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，其中膜基材为低分子量壳聚糖(购买于sigma公司)，抗菌剂为山梨酸钾(购买于麦克林公司)，木质素纳米颗粒与大豆蛋白纳米凝胶均为实验室制备，木质素纳米颗粒的制备具体包括：称取木质素粉末置于烧杯中，加入甲醇溶解制备混合溶液，在磁力搅拌下将溶液逐滴分散到蒸馏水中，真空旋蒸除去溶液中的甲醇，超声分散制备木成质素纳米颗粒。负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶的制备具体包括：称取一定质量的琥珀酰化大豆蛋白粉末溶解于适量蒸馏水中，在磁力搅拌下缓慢加入山梨酸钾，调节pH为6.0，将溶液在90℃下加热30min后快速冷却至4℃，离心除去未包埋的山梨酸钾，制得负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶；
一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将2g壳聚糖(CS)粉末在500r/min的磁力搅拌下溶解在100mL浓度为1％的乙酸溶液中，制备浓度为2％的壳聚糖溶液，再将600mg甘油与120mg吐温80按8mL/h速度缓慢加入到刚制备好的壳聚糖溶液中。
(2)在500r/min磁力搅拌下，将上述木质素纳米颗粒(LNP)按照1％、3％与5％的质量分数分别加入到步骤(1)获得的壳聚糖溶液中，调节pH 6.0，再将制得含有抗菌剂的大豆蛋白纳米凝胶(ASPNG，即负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶)按照3％、5％和7％的质量分数分别加入到含有不同浓度LNP的壳聚糖溶液中，室温500r/min搅拌8小时，制成9种含有不同比例纳米填料的LNPa/ASPNGb-CS复合成膜液(a＝1、3、5％，b＝3、5、7％)。
(3)将步骤(2)获得的不同复合成膜液真空脱气5-20min，称取30g倒入模具中，在25℃通风橱下自然风干24h后揭膜，即制备获得不同比例纳米填料的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜。
实施例2
本实施例用于说明一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的性能表征。
将实施例1中制得的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜在温度25℃、湿度为55％环境下贮藏48h后进行各项性能测定(以纯壳聚糖膜作为对照)。
1.拉伸强度(TS)与断裂伸长率(EB)测定
采用拉力测试仪(Labthink C610M，山东)对缓控释抗菌性壳聚糖复合膜的机械性能进行分析。将待测膜制成15mm×150mm的矩形条，每次测试保证探头间距为60mm，测试速率为100mm/min，每个样品重复三次，取平均值。
2.水蒸汽透过性测定(WVTR)
采用WVTR分析仪(Labthink TSY-T3,山东)，根据ASTM E96重量法测定复合膜的WVTR值。每个薄膜固定在装有无水氯化钙的渗透杯的顶部，使其达到0％RH，然后放入恒定温度和相对湿度90％的干燥器中。到达稳定状态(约1h)后，开始测试，每12h称量渗透杯重量，直到重量增量小于5％。每样分3个重复试验，计算WVTR(g/(m2·24h)，结果如下:WVTR＝24×Δm/(A×t)
式中，t(h)为稳定质量增量之间的间隔时间，Δm(g)为时间t的增重，A为试样的渗透面积(m2)。
3.氧气透过率测定(OTR)
采用OTR测试仪(Labthink,Perme OX2/230，山东)在25℃下，按照标准方法ASTMD1434测定复合膜的OTR。用一张滤纸将薄膜放置在试验台的穿孔盘上，以保护薄膜的完整性。将薄膜置于一侧压力为105kpa的高压室中，另一侧为真空室。试验继续进行，直到相同时间间隔内压力变化保持不变，然后测定薄膜的OTR(cm3/(m2·24h MPa))。
上述各性能具体测试结果如表1所示，与纯CS膜相比，不同浓度的LNP与ASPNG的添加可有效提高壳聚糖复合膜的TS和EB，随着纳米填料的增加其TS和EB均呈现出先增加后降低的趋势，当添加3％LNP时，其TS与EB均达到相同填料中的最大值，添加5％ASPNG时，也有相似的结果。随着LNP与ASPNG质量比的增加，TS呈先增大后减小的趋势。当LNP与ASPNG质量比为3:5时，复合膜的拉伸强度最大54.29MPa，比纯CS膜(37.29MPa)提高了45.6％，并且均高于单纳米填料增强CS的TS，一方面是由于LNP在CS基体中分散均匀，在CS基体中有传递应力的效果，从而可以增强CS；另一方面ASPNG中的极性基团(-OH、-NH2)可以和CS分子中的极性基团(-OH、-NH2)分子形成氢键结合，从而使CS膜之间具有很强的作用力，导致拉伸强度增大,类似地，此时分子间连接紧密，韧性好，其具有较强的EB。但当LNP与ASPNG质量比继续增大时，复合膜的拉伸强度降低，这可能是由于LNP在高含量时容易在基体中出现团聚以及WG含量过多时，两种粒子的团聚以及其互相影响且与CS的相容性较差，导致纳米填料对复合膜机械强度的影响减弱，引起复合膜的性能降低。
水蒸汽透过率(WVTR)和氧气透过率(OTR)是食品包装的两个其他关键特征，表明水分和氧气在食品和周围的大气之间的转移。适当的包装材料对水蒸汽和氧气的屏障将有利于保持质量和延长食品的货架寿命。对于低水分和高脂肪的食物，如肉类、坚果、油脂等，吸收水分和接触氧气会导致品质恶化和微生物生长。这些食品要求包装材料具有较低的WVTR和OTR。表1的结果表明，加入3％LNP可以使CS复合膜的WVTR比纯CS膜降低10.0％，OTR降低20.1％。此外，添加5％ASPNG的复合膜其WVTR比纯CS膜降低15.9％，OTR降低25.8％。同时当LNP与ASPNG质量比为3:5时，复合膜的WVTR与OTR相比于其他配比较低，这些复合膜的水蒸汽和氧气阻隔性能的改善可能归因于添加适量的LNP和ASPNG，其通过氢键等相互作用紧密结合，使CS的聚合网状结构更加紧密，空隙减小，提高复合膜结晶度，使水分子和氧气难以进入复合膜。综合所述各性能结果可知，添加适量LNP与ASPNG可协同增强CS复合膜的多种性能，其中，w(LNP):w(ASPNG)为3:5时复合膜综合性能最强。
表1不同配比的纳米填料对壳聚糖基复合膜各性能的影响测试结果
Figure GDA0003111309530000081
实施例3
本实施例用于说明缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜对大肠杆菌的抗菌活性。
采用实施例2中综合性能较好的复合膜，即木质素纳米颗粒的质量分数为3％，大豆蛋白纳米凝胶的质量分数为5％，进行本实施例的抗菌实验测试(其中以单独添加两种纳米填料的复合膜做对照)。
采用平板计数法测试复合膜对大肠杆菌的抗菌活性。将复合膜膜样品按2×2cm2片切成薄片，放入含有10mL蛋白胨溶液(0.1％，w/v)、大肠杆菌浓度为103CFU/mL的离心管中。离心管在TS-2102C振荡器中孵育；在25℃和100rpm下运行24小时。依次在0、6、12、24h收集0.1mL的培养液，用0.85％无菌生理盐水溶液稀释。将100μL的适当稀释量铺于平板计数琼脂(PCA)平板上。将培养皿置于TS-2102C培养箱中(37℃)培养24h后计数菌落。
结果如图1所示，与空白组相比，纯CS膜与复合膜均表现显著的抗菌活性，添加抗菌剂PS的CS复合膜抗菌效果较强。与单纳米填料相比，当添加两种纳米填料时，CS复合膜的抗菌效果显著提高且其呈现出持续的杀菌效果，这与抗菌剂的缓控释有密切联系，PS首先经ASPNG释放进入CS膜基材中，再由CS膜释放进入培养液，从而实现缓控释抗菌效果。此实施例说明LNP/ASPNG-CS复合膜可实现抗菌剂缓控释效果，进而有效延长抗菌剂的抗菌时间，提高抗菌剂的抗菌性能。
实施例4
本实施例用于说明缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜在不同食品体系中的缓控释效果。
使用不同的食物模拟物来代表真实的食物表面条件进行释放测试。四个标准食品模拟的选择:蒸馏水(代表液体食物,诸如水和液体蛋)，3％醋酸溶液(代表酸性食物,如果汁、碳酸饮料和果酱)，10％的乙醇溶液(代表水分含量高的食物,如水果和蔬菜)和95％乙醇溶液(代表脂肪含量高的食物，如食用油和肉类)。将复合膜样品切成2×2cm2片，室温下浸泡于50mL食品模拟溶液中。分别于10、30、60min、3h、5h等适当的间隔取出1mL溶液，测定山梨酸钾的释出量，同时在相应的溶液中加入1mL的新鲜食品模拟溶液。用紫外-可见分光光度计(UV-2600，日本岛津)在258nm波长下测定山梨酸钾释放值。所有的测量重复三次。
复合膜在四种不同模拟食品体系中的释放曲线如图2-5所示，PS在95％乙醇溶液中释放速率最低，四种复合膜中PS释放率均低于45％，在3％乙酸溶液中释放速率最快且在10h时释放率均超过60％，这可能是由于壳聚糖在乙酸溶液中易分解，并且ASPNG具有pH响应，在酸性条件下易分解，导致PS的释放速度加快，在95％乙醇溶液中壳聚糖与ASPNG较稳定几乎不发生溶胀行为，PS在膜质中不容易被释放，因此具有较低的释放速率。此外，CS复合膜在蒸馏水与10％乙醇溶液中会发生不同程度的溶胀行为，膜质间网络结构破坏程度不一，导致PS释放速率不同。
总体来讲，在不同食品体系中，CS复合膜内PS呈现出不同的释放速率，并且ASPNG的添加可有效延缓CS复合膜中PS的释放，达到缓控释的目的。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖溶解于乙酸水溶液中，制备壳聚糖溶液，搅拌使壳聚糖充分溶解，制备壳聚糖成膜液；
(2)将木质素纳米颗粒和负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶两种纳米填料在磁力搅拌下加入到步骤(1)中的壳聚糖成膜液中，滴加甘油和吐温80并充分混匀，制备复合成膜液；
所述的木质素纳米颗粒的制备具体包括：
称取木质素粉末，加入甲醇溶解制备混合溶液，在搅拌下将溶液逐滴分散到蒸馏水中，真空旋蒸除去溶液中的甲醇，超声分散制备成木质素纳米颗粒；
所述的负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶的制备具体包括：
称取琥珀酰化大豆蛋白粉末溶解于蒸馏水中，在磁力搅拌下加入山梨酸钾，调节pH为5.5-6.5，将溶液在85-90℃下加热20~40 min后快速冷却至0-4℃，离心除去未包埋的山梨酸钾，制得负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶；
(3)将步骤(2)配置好的复合成膜液真空脱气，之后倒在模具中，脱模后得到缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜。
2.根据权利要求1所述的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的乙酸水溶液的质量百分数为1%。
3.根据权利要求1所述的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的壳聚糖溶液中壳聚糖的质量百分数为2%。
4.根据权利要求1所述的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的甘油与壳聚糖成膜液壳聚糖的质量比为1:5，所述的吐温80与壳聚糖的质量比为1:20。
5.根据权利要求1所述的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述木质素纳米颗粒占壳聚糖的质量分数为1~5%，所述大豆蛋白纳米凝胶占壳聚糖的质量分数为3~7%。
6.根据权利要求1所述的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，充分混匀的条件为：时间为6-8 h，搅拌速度为300-500r/min。
7.根据权利要求1所述的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的脱模操作为：放在通风处自然干燥12~36h后揭膜。
8.根据权利要求1~7任一项所述的制备方法制备的缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜在制备食品包装中的应用。
CN202110565539.1A 2021-05-24 2021-05-24 一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用 Active CN113292753B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110565539.1A CN113292753B (zh) 2021-05-24 2021-05-24 一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110565539.1A CN113292753B (zh) 2021-05-24 2021-05-24 一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113292753A CN113292753A (zh) 2021-08-24
CN113292753B true CN113292753B (zh) 2022-06-10

Family

ID=77324364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110565539.1A Active CN113292753B (zh) 2021-05-24 2021-05-24 一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113292753B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115044107B (zh) * 2022-06-06 2023-04-14 河南农业大学 一种壳聚糖基被动气调保鲜膜、制备方法及其应用
CN116063746B (zh) * 2022-08-18 2024-04-02 中国农业科学院深圳农业基因组研究所 提升壳聚糖材料机械性能的方法及制备的壳聚糖复合材料
CN116218236B (zh) * 2022-12-20 2024-03-15 西北农林科技大学 一种基于绿原酸纳米颗粒的功能性食品包装膜

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105802249B (zh) * 2016-03-30 2018-01-02 泰兴市东圣生物科技有限公司 一种可食性蛋白/多糖复合膜及其制备方法和应用
CN110483842A (zh) * 2019-08-12 2019-11-22 广东美士达药包材料股份有限公司 一种环保抗菌型药品包装复合膜的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN113292753A (zh) 2021-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113292753B (zh) 一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用
Maizura et al. Antibacterial activity and mechanical properties of partially hydrolyzed sago starch–alginate edible film containing lemongrass oil
CN112553786A (zh) 一种抗菌复合纤维膜及其制备方法和应用
CN106317723B (zh) 一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法
AU2020289770B2 (en) Antimicrobial chitosan/Kojic acid/chloro-Kojic acid composite preservation film and preparation method thereof
CN113185734B (zh) 一种羧甲基壳聚糖/醛化羧甲基纤维素复合膜及其制备方法
CN106883465A (zh) 一种壳聚糖复合保鲜膜的制备方法
CN110183739A (zh) 一种可降解的小核菌多糖复合保鲜膜及其制备方法与应用
CN115651376A (zh) 一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料及其制备方法
CN113248756B (zh) 一种缓控释抗菌米糠蛋白复合膜及其制备方法和应用
CN114479148A (zh) 具有抗菌和单向阻湿性聚乳酸食品包装膜的制备方法
Xiao et al. Influence of TiO2 nanoparticles on the performance and inner structure of zein/eugenol films
CN112724475A (zh) 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
CN114805876B (zh) 一种单向阻水的自清洁型壳聚糖玉米醇溶蛋白双层膜的制备方法
Yuan et al. Janus biopolymer nanocomposite coating with excellent antibacterial and water/oxygen barrier performance for fruit preservation
Zeng et al. Multi-functional polyvinyl alcohol/tannin acid composite films incorporated with lignin nanoparticles loaded by potassium sorbate
CN112280315A (zh) 一种大豆蛋白纳米抑菌膜及其制备方法
CN115109421A (zh) 一种含刺梨叶提取物的功能性复合薄膜及制备方法和应用
CN114350125A (zh) 一种疏水环保降解复合包装膜
CN114957807A (zh) 一种辛烯基琥珀酸淀粉钠保鲜膜及其制备方法
CN113980306B (zh) 一种可食性环腺苷酸-石花菜多糖包装膜及其制备方法
CN115572397B (zh) 一种ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜及其应用
CN114672050B (zh) 一种绿色强保鲜性能果蔬包装膜的制备方法
AU2021104597A4 (en) Agar-based natamycin antibacterial membrane and preparation method thereof
Zhang et al. Preparation and performance of xylan-based Sanguisorba officinalis L. polyphenol preservative films

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant