CN114015126B - 一种食品包装膜材料制备及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种食品包装膜材料制备及应用，所述食品包装膜材料中包括壳聚糖和美洲大蠊提取物，所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比为1:0.1～0.4；其中，所述壳聚糖通过如下步骤制备：向美洲大蠊药渣中加入NaOH溶液进行脱蛋白处理，干燥后用盐酸脱除药渣中的无机盐，然后再加入漂白剂完成脱色，经冻干处理得甲壳素，再向甲壳素中加入浓碱液进行脱乙酰化处理，即得壳聚糖。本发明将壳聚糖和美洲大蠊提取物引入食品包装膜材料的制备中，制备出一种可降解、无毒无害、抗菌、抗氧化的食品包装膜，不仅保持了包装食品的新鲜度，还成功将美洲大蠊药渣实现了废物利用，充分发挥美洲大蠊的价值，减少浪费。

Description

一种食品包装膜材料制备及应用
技术领域
本发明涉及食品包装材料技术领域。更具体地，涉及一种食品包装膜材料制备及应用。
背景技术
食品的包装对于食品的储存至关重要，很大程度上决定食品的储存寿命和质量，而用于制备食品包装膜的材料又是影响其功能的至关重要的因素。如今世界上最通用的食品包装膜一般为人造聚合物材料(如聚乙烯，聚丙烯等)，主要来自于石油工业，即俗称的塑料膜。这种膜造价低廉，无毒，理化性能优良，但是也有着两个很严重的缺陷。第一，塑料膜极难降解，废弃的塑料膜会造成严重的环境问题，如今的地球已经深受废弃塑料制品所引发的白色污染的伤害。因此，开发新的食品包装膜减少甚至替代塑料膜的使用，是未来研究的热点之一。第二，塑料膜的抗氧化性和抗菌性效果微弱，而这两种性能是食品包装所需求的，尤其是新鲜肉制品，二者越强，所包装食品的寿命越长。
为了解决这一问题，人们开发出了以壳聚糖为原材料制备的食品包装膜，所制备的膜无毒无害，可自然降解，也具备一定的抗氧化性和抑菌性。但是单独使用壳聚糖膜，其抗氧化性效果并不十分理想。因此需要向所制备的壳聚糖膜中添加其他的活性物质，制得复合膜，以增强其抗氧化能力。
美洲大蠊是一种生命力顽强、繁殖迅速的昆虫，也是一味重要的中药，可以用于治疗溃疡、清热、解毒等，目前已被大规模饲养，衍生出多款产品，例如著名的康复新液就是由美洲大蠊的提取液制备而成。近些年，本领域技术人员的研究重点放在美洲大蠊提取物上，而忽视了对美洲大蠊的提取完后药渣的利用，多作为饲料甚至废弃物处理，经研究报道，美洲大蠊醇提药渣中含有甲壳素，可以制备壳聚糖，并有证据表明，美洲大蠊提取物具有抗氧化和抗菌活性。
因此，利用美洲大蠊提取物和美洲大蠊药渣制备一种食品包装材料，提高美洲大蠊的利用价值，以解决现有塑料膜污染大、降解低、抗氧化性和抗菌性差等问题便尤为重要。
发明内容
针对以上问题，本发明的第一个目的在于提供一种食品包装膜材料。该食品包装膜材料成本较低，具有可降解、无毒无害、抗菌、抗氧化等优点。
本发明的第二个目的在于提供一种制备如上食品包装膜材料的制作方法。
本发明的第三个目的在于提供一种食品包装膜材料在食品包装领域中的应用。
为达到上述第一个目的，本发明提供一种食品包装膜材料，所述食品包装膜材料中包括壳聚糖和美洲大蠊提取物，所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比为1:0.1～0.4；
其中，所述壳聚糖通过如下步骤制备：
向美洲大蠊药渣中加入NaOH溶液进行脱蛋白处理，干燥后用盐酸脱除药渣中的无机盐，然后再加入漂白剂完成脱色，经冻干处理得甲壳素，再进行脱乙酰化处理，得壳聚糖。
在本发明中，所述的美洲大蠊药渣为美洲大蠊虫体粉末经处理得到提取物后剩余的滤渣，在本领域中多作为饲料甚至废弃物处理，而本发明的技术方案中以美洲大蠊药渣制得的壳聚糖和美洲大蠊提取物为食品包装膜的主要成分，一方面赋予了美洲大蠊更高的利用价值，充分利用了传统观念上废弃的美洲大蠊药渣，减少浪费，属于现代社会推崇的废物利用新理念；另一方面在壳聚糖和美洲大蠊提取物共同作用下，赋予了该食品包装膜更好地应用性能，在降解、无毒害、抗菌、抗氧化方面展现出较好的效果，克服了食品包装领域采用塑料膜引起的污染大、降解差等问题。
进一步，所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比为1:0.2～0.3；示例性地，所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比包括但不限于1:0.1，1:0.2，1:0.25，1:0.3，1:0.4等。
这里要说明一点的是，直接采用外购的壳聚糖或从虾、蟹壳等提取的壳聚糖也可与美洲大蠊提取物进行组合来制备食品包装膜材料，同样，美洲大蠊提取物也可以直接采购获得，此处不限制壳聚糖和提取物的来源，基于本发明制备的壳聚糖，其分子量为10kDa-100 kDa。
进一步，所述食品包装膜材料中还包括塑化剂；优选地，所述塑化剂包括但不限于甘油、环氧大豆油类、柠檬酸酯类、山梨醇或丙二醇中的一种或多种。
进一步，所述塑化剂与壳聚糖的质量比为0.2～0.6:1；示例性地，所述塑化剂与壳聚糖的质量比包括但不限于0.2:1，0.3:1，0.4:1，0.5:1，0.6:1等。
进一步，所述脱蛋白处理时，NaOH溶液的浓度为0.5M～4M。
进一步，脱蛋白处理温度为80℃～95℃；脱蛋白处理时间为1～2h。
进一步，所述脱乙酰化处理时，采用的是浓度较高的NaOH溶液，其浓度为40％～50％ (w/w)，此处w/w定义为NaOH与NaOH溶液的质量百分比。
进一步，所述脱乙酰化处理的温度为110℃～130℃；所述脱乙酰化处理的时间为2～8h。
进一步，所述美洲大蠊提取物是通过如下方法制备：
向美洲大蠊的虫体粉末中加入乙醇溶液，采用超声微波处理进行第一次提取，第一次提取结束后将悬浮液过滤并收集提取液，然后向过滤出的虫体粉末中加入乙醇溶液在超声微波下进行第二次提取并收集提取液，再向过滤出的虫体粉末中加入乙醇溶液在超声微波下进行第三次提取并收集提取液，之后用水替换乙醇溶液重复操作进行第四次提取并收集提取液，然后将四次提取液混合，浓缩，冷冻干燥，去脂，得美洲大蠊提取物。
在本发明中，将外购的美洲大蠊虫体经干燥、粉碎后制得美洲大蠊的虫体粉末，虫体粉末再经过多次醇提和水提后收集的提取液可以浓缩，去脂，得到美洲大蠊提取物，剩余的药渣还可以经过脱蛋白、去无机盐、脱乙酰化等操作得到食品包装膜的另一成分，这样使得到的食品包装膜材料的有效成分均来源于美洲大蠊，减少了不必要的浪费，提高了美洲大蠊的利用价值。
在一个具体地实施方式中，将虫体粉末放置于超声微波组合萃取仪中进行提取，设定在超声微波组合萃取仪进行一次提取的时间为20min～60min，预先设定超声的功率为500 W～1000W，超声波每启动10s，会停止3s，循环往复自动切换，体系内温度控制可以由微波系统来控制。
进一步，第一次提取到第三次提取时，所述乙醇溶液的浓度为50％～100％，此处浓度定义为乙醇与乙醇溶液的体积比；在本申请中，第一次提取到第三次提取操作中，所用的乙醇的浓度可以相同也可以是递增的，目的为了将美洲大蠊虫体粉末中部分黄酮类、多酚类、多肽类等成分溶解到乙醇溶液中。优选地，每次提取时，加入所述虫体粉末重量10～20 倍量的乙醇溶液；优选地，所述微波控制的温度为30℃～60℃。
进一步，第四次提取时，加入所述虫体粉末重量10～20倍量的水；当第四次提取选用水进行提取时，需要将体系的温度提高，以达到更好地提取效果，所以通过微波控制设置温度为73℃～95℃。
为达到上述第二个目的，本发明提供一种制备如上食品包装膜材料的制备方法，制备过程如下：
将壳聚糖溶于1～3％的醋酸溶液中，加入美洲大蠊提取物和塑化剂搅拌均匀，然后采用浇铸制膜法制备即得。
在本发明中，将含有壳聚糖、美洲大蠊提取物以及塑化剂的成膜液在模具上铺开，本领域技术人员可以根据实际需要选择尺寸合适的模具，可以为圆形、长方形、椭圆形等，然后再将模具放于烘箱中进行干燥，在35～65℃的干燥温度下干燥3～5h即可干燥完全，然后将膜取下即可。
为达到上述第三个目的，本发明提供一种食品包装膜材料在食品包装领域中的应用。
本发明的有益效果如下：
本发明公开一种食品包装膜材料制备及应用，所述食品包装膜材料中包括壳聚糖和美洲大蠊提取物，所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比为1:0.1～0.4；其中，所述壳聚糖通过如下步骤制得：向美洲大蠊药渣中加入NaOH溶液进行脱蛋白处理，干燥后用盐酸脱除药渣中的无机盐，然后再加入漂白剂完成脱色，经冻干处理得甲壳素，再向甲壳素中加入浓碱液进行脱乙酰化处理，即得壳聚糖。本发明将壳聚糖和美洲大蠊提取物引入食品包装膜材料的制备中，制备出一种可降解、无毒无害、抗菌、抗氧化的食品包装膜，水降解度达到86％以上，不仅保持了包装食品的新鲜度，还成功将美洲大蠊药渣实现了废物利用，充分发挥美洲大蠊的价值，减少浪费。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
(1)美洲大蠊提取物的获取
将美洲大蠊成虫烘干，粉碎，获得的美洲大蠊粉末重加入虫体粉末重量20倍量的50％乙醇溶液，放入超声微波组合萃取仪中进行第一次提取。条件为：提取时间为30min，温度50℃，由微波自动控制；超声功率800W，每开启10s，停止3s。处理完毕后过滤，获得提取液和滤渣，滤渣再依次使用75％和100％乙醇采用与第一次提取相同的条件再处理2次，分别获得两次提取液，并将最后的滤渣与滤渣重量20倍量的水混合，将温度升至90℃，其他条件不变进行第四次提取并收集提取液。将最终的滤渣105℃烘干3h后，室温储存备用。
将所有的提取液混合，浓缩，获得美洲大蠊提取物稠膏。将稠膏冷冻干燥24h，进一步彻底去除水分。冻干后的稠膏用正己烷进行索式抽提3h去除油脂，即得美洲大蠊提取物，将其研磨并过100目筛网，储存在-20℃备用。
(2)壳聚糖的制备
去除蛋白质：将上一步获得的滤渣粉碎，与0.5M NaOH溶液混合，滤渣与NaOH溶液质量体积比为1g:20mL，在95℃下搅拌1h，在4000rpm下进行离心，去除上清液，沉淀与4MNaOH溶液混合，质量体积比为1g:4mL，在95℃下搅拌2h，4000rpm离心，沉淀再与新的同样用量的4M NaOH溶液处理，共重复上述操作3次，最后将沉淀洗至中性，在105℃下干燥3h。
去除无机盐：将去除蛋白质的样品粉碎，与0.5M HCl溶液混合，样品与HCl溶液的质量体积比为1g:20mL，在60℃下搅拌1h，4000rpm下离心，过滤，将沉淀洗至中性，在105℃下干燥3h。
脱色：将去除无机盐的样品粉碎，与5％次氯酸钠溶液混合，样品与次氯酸钠溶液的质量体积比为1g:20mL，室温下搅拌1h漂白，过滤，用大量水冲洗去除次氯酸钠，将沉淀冻干24h，即得到甲壳素。
脱乙酰化处理：将甲壳素粉碎，过100目筛网，再与50％(w/w)NaOH溶液混合，甲壳素与NaOH溶液的质量体积比为1g:20mL，在130℃下搅拌2h，4000rpm下离心，去除上清液，沉淀用新的同样用量的50％NaOH溶液处理，在130℃下搅拌8h，4000rpm 下离心，去除上清液，获得的沉淀用大量水清洗至中性，冻干24h后即得到壳聚糖，将其粉碎过100目后，备用。
(3)食品包装膜的制备
取上述制备的壳聚糖0.4g与20mL的1％乙酸溶液混合，1000rpm搅拌，充分溶解，加入0.04g的美洲大蠊提取物，再加入0.2g的甘油，1000rpm搅拌30min，得制膜液，然后全部倒入底部圆直径9cm的圆柱形模具中，放入烘箱中55℃干燥4h，干燥后将成型的膜从模具上小心取下，即得食品包装膜，记为CS-10。
实施例2
实验步骤参见实施例1，仅将美洲大蠊提取物和壳聚糖的质量比调整为20％，其他参数参见实施例1的制备条件，所得食品包装膜记为CS-20。
实施例3
实验步骤参见实施例1，仅将美洲大蠊提取物和壳聚糖的质量比调整为30％，其他参数参见实施例1的制备条件，所得食品包装膜记为CS-30。
实施例4
实验步骤参见实施例1，仅将美洲大蠊提取物和壳聚糖的质量比调整为40％，其他参数参见实施例1的制备条件，所得食品包装膜记为CS-40。
对比例1
实验步骤参见实施例1，区别在于不加美洲大蠊提取物，其他参数参见实施例1的制备条件，所得食品包装膜记为CS-0。
试验例1
本试验例用于测试实施例1～4和对比例1制备的食品包装膜的水降解性。测试过程如下：取各膜0.1g，分别与10mL蒸馏水混合，室温下静置1h，然后4000rpm离心，将沉淀放入105℃干燥3h后称重，按照下式计算水降解性：
水降解性(％)＝(m1-m2)/m1×100％
式中，m1是取样质量，即0.1g；m2是干燥后的剩余物质量(g)。结果见表1。
表1不同条件制备的食品包装膜的水降解性
Figure BDA0003324856870000051
结果显示，实施例1～4和对比例1制备的食品包装膜都可以被水降解至少86％的质量，降解效果较好，降解效果明显优于传统塑料保鲜膜，而且食品包装膜成分中的壳聚糖和提取物无毒无害，膜降解之后也不会污染环境。在清洗包裹物时，不用单独将食品包装膜剥开再清洗包裹物，可以直接连同包裹物一并放入水中清洗，便可以轻松将食品包装膜洗去。
试验例2
本试验例用于考察实施例1～4和对比例1制备的食品包装膜的抗氧化性。选用了4种方法对各膜进行抗氧化检测，包括：DPPH自由基清除能力测试、还原力测试、羟基自由基清除能力测试和β胡萝卜素漂白抑制能力测试。
(1)DPPH自由基清除能力测试
将各膜切碎，各取20mg分别与4mL的0.1mM的DPPH甲醇溶液混合，另取一份同样的DPPH甲醇溶液，不加入任何膜，作为空白对照。将各个样品涡旋振荡后，放置在黑暗中1h，然后取溶液在517nm下检测吸光度，按照下式计算DPPH自由基清除能力：
DPPH自由基清除能力(％)＝(A0-A1)/A0×100％
式中，A0和A1分别是各检测样品和空白的吸光度，所得结果见表2。结果显示，实施例1～4的DPPH自由基清除能力均显著强于对比例1(p<0.05)，说明实施例1～4制备的食品包装膜抗氧化能力更强。实施例1～4在食品包装膜制备过程中添加了美洲大蠊提取物，可显著提高了其抗氧化能力。
表2不同食品包装膜的DPPH自由基清除能力
Figure BDA0003324856870000052
(2)还原力测试
将各膜剪碎，各取100mg与4mL蒸馏水混合，涡旋振荡5min后，10000rpm离心 1min，取上清液用FRAP试剂盒检测还原力。结果用FeSO4当量浓度表示，所得结果见表3。结果显示，对比例1的食品包装膜几乎没有还原能力，而添加了美洲大蠊提取物的食品包装膜均有显著的还原力增强(p<0.05)，而且随着添加的美洲大蠊提取物添加量增多，其还原力也在增强。
表3不同的食品包装膜的还原力
Figure BDA0003324856870000061
(3)羟基自由基清除能力测试
将各膜剪碎，各取100mg与4mL蒸馏水混合，涡旋振荡5min后，10000rpm离心 1min，取上清液用于测试。取上清液与6mM的FeSO4溶液、6mM的过氧化氢溶液混合，三者体积比例为200:200:200(v/v/v,μL)。混合物室温下放置10min。加入200μL的6mM 水杨酸乙醇溶液，在37℃下反应15min后，取溶液在510nm下测定吸光度。另设定一组溶液不加入用蒸馏水替代膜提取液，其他一样，作为空白对照。按下式计算羟基自由基清除能力：
羟基自由基清除能力(％)＝(A0-A1)/A0×100％
式中，A0和A1分别是各检测样品和空白的吸光度。所得结果见表4。结果显示，各实施例和对比例1的羟基自由基清除能力基本相当(p>0.05)，都在60％以上。
表4不同食品包装膜的羟基自由基清除能力
Figure BDA0003324856870000062
(4)β胡萝卜素漂白抑制能力测试
将各膜剪碎，各取60mg与4mL蒸馏水混合，涡旋振荡5min后，10000rpm离心1 min，取上清液用于测试。将β胡萝卜素溶于0.2mg/mL氯仿，取2mL与20μg亚油酸与 200μg吐温80混合，混合物在40℃下减压旋转蒸发，去除氯仿。之后向剩余物中加入100 mL的蒸馏水，剧烈震荡直至形成乳化液。取1mL乳化液与40μL的膜提取上清液混合， 50℃下水浴2h。另设置不加入用蒸馏水替代膜提取液的组作为空白对照，同样处理。取水浴前和水浴后的混合液在470nm下测定吸光度。按下式计算β胡萝卜素漂白抑制能力：
β胡萝卜素漂白抑制能力(％)＝(Ast-ABt)/(AB0-ABt)×100％
式中，AB0是空白在水浴前的吸光度；ABt和Ast分别是空白和样品在水浴后的吸光度。所得结果见表5。参见对比例1、实施例1、实施例2的数据，因为醋酸的存在，当美洲大蠊提取物的添加量较少时，制备的食品包装膜会加速β胡萝卜素的漂白，当加入的美洲大蠊提取物的量达到30％时(即实施例3)，漂白开始得到显著抑制。
表5不同食品包装膜的β胡萝卜素漂白抑制能力
Figure BDA0003324856870000063
试验例3
本试验例用于考察实施例1～4和对比例1制备的食品包装膜的抑菌性。试验准备：取大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为测试菌，在用LB液体培养基活化后，用40％的甘油储存在-20℃冰箱中，检测之前，将菌液取出，在室温下放置10min以恢复温度。所有的实验器具均经过高压蒸汽灭菌后使用。而后采用如下方法测试：
(1)纸片扩散法
将各膜剪成直径6mm的圆片备用。制备固体LB琼脂培养基，上面滴加100μL菌液，用涂布器涂抹均匀，将各膜圆片放置其上，在37℃下培养12h后，用电子游标卡尺测量抑菌圈直径，所得结果见表6。
表6不同食品包装膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长的抑菌圈直径
Figure BDA0003324856870000071
结果表明，对于大肠杆菌，添加了美洲大蠊提取物的实施例，保持了与对比例相似的抑菌作用，抑菌圈大小无显著性差异(p>0.05)，能有效抑制大肠杆菌生长；对于金黄色葡萄球菌，各实施例抑制金黄色葡萄球菌生长作用也与对比例相似(p>0.05)，其中，实施例 4的抑制作用显著高于对比例(p<0.05)，说明实施例4制备的食品包装膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效果更好。
(2)膜表面细菌的存活数目
将各膜剪成边长3cm的正方形，放置于培养皿的中间，在膜中间滴加150μL的菌液，然后盖上边长2.4cm的盖玻片，轻轻按压，让菌液扩散均匀，但不超过盖玻片边缘。另取一组不放膜，其他同样处理，作为空白组。将整个培养皿盖上盖子，放入37℃，90％湿度的培养箱中培养20h。然后用10mL生理盐水将膜上的菌液冲洗下来，并适当稀释，回收的菌液中的活菌数使用平板计数法来测定，膜上的细菌存活数目按照下式计算：
N＝(100×C×D×V)/A
式中，N表示各膜单位面积上的活菌数(CFU/cm2)；C表示回收的菌液中的活菌浓度(CFU/mL)；D表示菌液稀释倍数；V表示回收菌液所用的生理盐水的量(即10mL)；A表示盖玻片的面积(cm2)。结果见表7。
表7膜表面细菌存活数
Figure BDA0003324856870000072
结果表明，各膜表面细菌的存活数均显著低于空白组(p<0.05)，说明实施例1～4和对比例1制备的食品包装膜均具有显著的抑菌作用。对于大肠杆菌，各实施例组的膜表面无细菌存活，而对比例表明仍有少量均存活，说明实施例组的膜对于大肠杆菌的抑制作用显著强于对比例(p<0.05)。对于金黄色葡萄球菌而言，对比例和实施例的膜表面均没有细菌存活，说明实施例组中添加了美洲大蠊提取物后，不会削弱抗菌性。
试验例4
本试验例测试不同食品包装膜的实际包装效果，包括对抗氧化性和抑菌性的测试。
(1)抗氧化性
取实施例1～4、对比例1制备的食品包装膜和常用塑料保鲜膜，分别包装1g肥猪肉，放置于37℃环境下48h。之后将肥猪肉与9mL生理盐水混合，进行组织匀浆，然后在10000rpm下离心1min，用TBARS试剂盒检测上清液中的丙二醛(MDA)含量，作为表征氧化程度的指标，结果见表8。结果表明，实施例1～4和对比例1制备的食品包装膜中的丙二醛含量均显著低于塑料保鲜膜(p<0.05)，说明实施例1～4和对比例1制备的食品包装膜抗氧化性能优于传统的塑料保鲜膜，而且各实施例的食品包装膜中丙二醛含量均显著低于对比例1(p<0.05)，说明添加了美洲大蠊提取物的食品包装膜，抗氧化性得到显著增强。
表8不同食品包装膜的实际抗氧化效果对比
Figure BDA0003324856870000081
(2)抑菌性
取实施例1～4、对比例1制备的食品包装膜和常用塑料保鲜膜，分别包装1g鸡胸肉，放置于4℃冰箱中，15天后取出，用9mL生理盐水混合充分匀浆，用平板计数法检测匀浆液中的微生物含量，结果见表9。
表9不同食品包装膜的实际抑菌性效果对比
Figure BDA0003324856870000082
结果表明，实施例1～4和对比例1制备的食品包装膜均能显著抑制鸡胸肉中微生物的繁殖，抑菌性能均明显优于传统的塑料保鲜膜(p<0.05)。实施例1的微生物数目与对比例相似(p>0.05)，但是实施例2、3、4中的微生物数目均显著少于对比例(p<0.05)，说明添加了美洲大蠊提取物后能显著提升在实际包装使用中的抑菌能力。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (18)

1.一种食品包装膜材料，其特征在于，所述食品包装膜材料中包括壳聚糖和美洲大蠊提取物，所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比为1:0.1~0.4；
其中，所述壳聚糖通过如下步骤制备：
向美洲大蠊药渣中加入NaOH溶液进行脱蛋白处理，干燥后用盐酸脱除药渣中的无机盐，然后再加入漂白剂完成脱色，经冻干处理得甲壳素，再进行脱乙酰化处理，得壳聚糖；
所述食品包装膜材料中还包括塑化剂；所述塑化剂包括甘油、环氧大豆油类、柠檬酸酯类、山梨醇或丙二醇中的一种或多种；所述塑化剂与壳聚糖的质量比为0.2~0.6:1；
所述美洲大蠊提取物是通过如下方法制备：
向美洲大蠊的虫体粉末中加入乙醇溶液，采用超声微波处理进行第一次提取，第一次提取结束后将悬浮液过滤并收集提取液，然后向过滤出的虫体粉末中加入乙醇溶液在超声微波下进行第二次提取并收集提取液，再向过滤出的虫体粉末中加入乙醇溶液在超声微波下进行第三次提取并收集提取液，之后用水替换乙醇溶液重复操作进行第四次提取并收集提取液，然后将四次提取液混合，浓缩，冷冻干燥，去脂，得美洲大蠊提取物。
2.根据权利要求1所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比为1:0.2~0.3。
3.根据权利要求1所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述壳聚糖和美洲大蠊提取物的质量比为1:0.3。
4.根据权利要求1所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述塑化剂与壳聚糖的质量比为0.5:1。
5.根据权利要求1所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述脱蛋白处理时，NaOH溶液的浓度为0.5 M~4 M。
6.根据权利要求1所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述脱蛋白处理温度为80℃~95℃；所述脱蛋白处理时间为1~2 h。
7.根据权利要求1所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述脱乙酰化处理的温度为110℃~130℃；所述脱乙酰化处理的时间为2~8 h。
8.根据权利要求1所述的食品包装膜材料，其特征在于，第一次提取到第三次提取时，所述乙醇溶液的浓度为50%~100%。
9.根据权利要求8所述的食品包装膜材料，其特征在于，每次提取时，加入所述虫体粉末重量10~20倍量的乙醇溶液。
10.根据权利要求8所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述超声的功率为500 W~1000 W。
11.根据权利要求8所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述微波控制的温度为30℃~60℃。
12.根据权利要求8所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述每次提取的时间为20min~60 min。
13.根据权利要求1所述的食品包装膜材料，其特征在于，第四次提取时，加入所述虫体粉末重量10~20倍量的水。
14.根据权利要求13所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述超声的功率为500 W~1000 W。
15.根据权利要求13所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述微波控制的温度为73℃~95℃。
16.根据权利要求13所述的食品包装膜材料，其特征在于，所述第四次提取的时间为20min~60 min。
17.一种如权利要求1~15任一所述的食品包装膜材料的制备方法，其特征在于，制备过程如下：
将壳聚糖溶于1~3%的醋酸溶液中，加入美洲大蠊提取物和塑化剂搅拌均匀，然后采用浇铸制膜法制备即得。
18.一种包含如权利要求1~15任一所述的食品包装膜材料在食品包装领域中的应用。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105086000A (zh) * 2015-09-02 2015-11-25 江苏大学 一种可食性包装膜的制备方法
CN107245155A (zh) * 2017-07-07 2017-10-13 新疆大学 一种可食性抑菌膜的制备方法
CN108864670A (zh) * 2018-07-31 2018-11-23 合肥华盖生物科技有限公司 一种可降解食品包装膜的制备方法
CN110724311A (zh) * 2019-10-14 2020-01-24 浙江海洋大学 一种利用南极磷虾壳制备可降解包装材料的方法
CN111569140A (zh) * 2020-01-22 2020-08-25 山东坦途农业科技有限公司 一种卫生巾及护垫用可溶性薄膜、复合膜及其应用
WO2021068909A1 (zh) * 2019-10-11 2021-04-15 凉山佳能达生物原料养殖有限公司 美洲大蠊提取物、其制剂以及它们的制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3078631A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-18 Jacob M. Waugh Methods and compositions for topical delivery

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105086000A (zh) * 2015-09-02 2015-11-25 江苏大学 一种可食性包装膜的制备方法
CN107245155A (zh) * 2017-07-07 2017-10-13 新疆大学 一种可食性抑菌膜的制备方法
CN108864670A (zh) * 2018-07-31 2018-11-23 合肥华盖生物科技有限公司 一种可降解食品包装膜的制备方法
WO2021068909A1 (zh) * 2019-10-11 2021-04-15 凉山佳能达生物原料养殖有限公司 美洲大蠊提取物、其制剂以及它们的制备方法和应用
CN110724311A (zh) * 2019-10-14 2020-01-24 浙江海洋大学 一种利用南极磷虾壳制备可降解包装材料的方法
CN111569140A (zh) * 2020-01-22 2020-08-25 山东坦途农业科技有限公司 一种卫生巾及护垫用可溶性薄膜、复合膜及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
美洲大蠊药渣制备壳聚糖工艺的优化;张锐;《中成药》;20171231;第2625-2627页 *

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