CN114524979B

CN114524979B - 一种基于壳聚糖脂质体的糯米纸的制备方法

Info

Publication number: CN114524979B
Application number: CN202210221020.6A
Authority: CN
Inventors: 王秉; 徐冰; 邵帅; 刘锋; 丁传苗; 彭志勤; 万军民
Original assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Current assignee: Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2042-03-08
Also published as: CN114524979A

Abstract

本发明涉及包装材料领域，本发明公开了一种基于壳聚糖脂质体的糯米纸的制备方法，包括1）将壳聚糖溶解于盐酸溶液中，得到混合溶液；2）利用NaNO₂反应得到降解壳聚糖溶液；3）将卵磷脂添加到溶解有精油的氯仿溶液中，得到混合物；4）添加降解壳聚糖溶液，加热搅拌得到乳状悬浮液；5）减压浓缩直至呈浆糊状；6）将浆糊状产物用水重新水合，得到乳液；7）超声处理，得到壳聚糖脂质体乳液；8）将壳聚糖脂质体乳液调成糊状，涂烘烤后制得糯米纸。本发明将精油封装到由壳聚糖和脂质体制成的稳定乳液中，使得脂质体具有抗菌性，同时本发明通过引入生物聚合物硬化，提高脂质体的稳定性，保护油脂免受环境反应并控制其释放等特性。

Description

一种基于壳聚糖脂质体的糯米纸的制备方法

技术领域

本发明涉及包装材料领域，尤其涉及一种基于壳聚糖脂质体的糯米纸的制备方法。

背景技术

糯米纸是一种可食薄膜。透明，无味，厚度0.02～0.025mm，入口即化，一般是用淀粉加工制作而成，其主要营养成分即淀粉中富含的碳水化合物。能够提供热量，是构成机体的重要物质。

然而现阶段所制成的糯米纸防水性较差，通过日常生活的观察我们也能看到，一般糯米纸所包裹的糖果，只要稍长时间没有吃掉或者受潮后，糖果会变软甚至融化，有时候糖果甚至会和糖果粘连在一起。而且提高抗菌性的食品包装是非常重要的。

一般来说，在处理过程中，食品的微生物腐败可能发生在良好的生产实践之后。由于不适当地暴露在不同的环境条件下，食品的微生物污染通常从表面开始。因此，在加工过程中，通过使用适当且最少数量的抗菌剂来保护食品表面，可以成为直接向整个食品基质中添加抗菌剂的替代方法。此外，在含有有益发酵剂的食品中添加抗菌剂会对食品的味道和气味产生不利影响

目前，在研究过程中，可通过使用精油等天然抗菌剂作为食品防腐剂引起了食品科学家的极大关注。然而，直接向食品中添加精油可能会降低精油的功效，因为其水溶性低，并且可能与食品基质的不同成分发生相互作用，甚至通过蒸发到包装项部空间。因此，亟需开发出一种安全有效的糯米纸食品包装材料。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于壳聚糖脂质体的糯米纸的制备方法。本发明采用分步合成法将精油封装到由壳聚糖和脂质体制成的稳定乳液中，由于脂质体内捕获有精油从而具有抗菌性，同时本发明通过引入生物聚合物(壳聚糖)硬化，提高脂质体的稳定性，保护油脂免受环境反应并控制其释放等特性。

本发明的具体技术方案为：一种基于壳聚糖脂质体的糯米纸的制备方法，包括以下步骤：

1)将壳聚糖溶解于盐酸溶液中，得到混合溶液。

2)在室温下向混合溶液中添加NaNO₂，反应得到降解壳聚糖溶液。

由于传统的脂质体本身不稳定，易于融合成更大的聚集体，本发明的降解壳聚糖用于稳定脂质体结构。但是本发明人发现，若采用分子链相对较长的高粘度或中等粘度的壳聚糖，会影响稳定效果。为了解决这一技术问题，本发明采用NaNO₂促使壳聚糖溶液发生脱氨基反应，随后β糖苷键断裂降低壳聚糖的分子量以制备降解壳聚糖。壳聚糖被处理后聚合物链的长度变短，其分子量和粘度得到降低。

3)将卵磷脂添加到溶解有柠檬精油的氯仿溶液中，搅拌溶解，得到混合物。

4)向步骤3)所得混合物中添加降解壳聚糖溶液，加热搅拌得到乳状悬浮液。

5)将步骤4)所得乳状悬浮液减压浓缩直至呈浆糊状。

6)将步骤5)浓缩后的浆糊状产物用水重新水合，得到乳液。

7)将步骤6)所得乳液在超声波浴中超声处理，得到壳聚糖脂质体乳液。

8)将壳聚糖脂质体乳液调成糊状，随后将其均匀喷涂在干燥机上，经烘烤后制得糯米纸。

本发明采用分步合成法将精油封装到由壳聚糖和脂质体制成的稳定乳液中，由于脂质体内捕获有精油从而具有抗菌性。并且脂质体还可提高精油作为抗菌剂和抗氧化剂的生物活性。与单一的精油相比，脂质体可减缓精油释放并延迟了抗菌效果。

在壳聚糖中添加不同浓度的精油具有协同效应和剂量依赖性。在物理、机械和抗氧化评估中，添加不同剂量的精油可以获得性质不同的糯米纸，但添加精油时常见的张力和微观结构特性除外。由壳聚糖脂质体合成的糯米纸的厚度、水溶性、断裂伸长率、一些微观结构性能和抗氧化活性都得到了改善。

另一方面，针对普通脂质体稳定性较差的问题，本发明通过生物聚合物(壳聚糖)硬化，提高了脂质体的稳定性，保护油脂免受环境反应并控制其释放。

作为优选，步骤1)中，所述混合溶液中壳聚糖的质量浓度为0.5～5％，盐酸溶液的体积浓度为0.1～4％。

作为优选，步骤2)中，NaNO₂与步骤1中混合溶液的质量比为1∶50～80，反应时间为1～3h。

作为优选，步骤3)中，卵磷脂、氯仿和柠檬精油的用量比为1～5g∶30～70mL∶0.1～3 g。

作为优选，步骤4)中，降解壳聚糖溶液与步骤3中混合物的体积比为1∶10～20。

作为优选，步骤4)中，加热搅拌条件为：温度50～70℃，转速1000～5000rpm，时间10～50min。

作为优选，步骤5)中，减压浓缩条件为：温度40～60℃，时间1～3h。

作为优选，步骤6)中，乳液的固含量为70～85％。

作为优选，步骤7)中，超声处理时间为1-3h。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

(1)本发明采用分步合成法将精油被封装到由壳聚糖和脂质体制成的稳定乳液中，由于脂质体内捕获有精油从而具有抗菌性。

(2)本发明通过引入合理粘度的生物聚合物(壳聚糖)硬化，提高脂质体的稳定性，保护油脂免受环境反应并控制其释放等特性。

(3)本发明制得的糯米纸不仅具有极高的抗菌性，同时还具备极强的疏水、抗油性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

1)将壳聚糖溶解在2vol％的盐酸溶液中，得到混合溶液；

2)按质量比65∶1在室温下向混合溶液中添加0.2g NaNO₂，反应2h得到降解壳聚糖，并在4℃储存下供进一步使用；3)将2g卵磷脂添加到溶解有0.025g的柠檬精油的50mL氯仿溶液中，于室温下搅拌30min使其溶解；

4)向上述混合物中添加50mL 3wt％的降解壳聚糖溶液，以1500rpm和60℃搅拌30min得到乳状悬浮液；

5)将步骤4)所得的乳状悬浮液在50℃下减压浓缩1h直至溶液呈浆糊状；

6)将步骤5)浓缩所得的浆糊状产物用蒸馏水重新水合，并调节溶液体积至60mL；

7)将步骤6)调节完体积后的乳液在超声波浴中超声处理2h，将所得复合物4℃储存备用；

8)将复合物调成糊状，随后将其均匀地喷涂在干燥机上，经过烘烤后制得薄而透明的糯米纸；

9)将所得糯米纸进行抗菌性测试。其中，在步骤9)抗菌性测试具体操作为：将糯米纸加入90mL灭菌的2％(w/w)三硝酸钠溶液，并在室温下均质60s。在无菌生理水中制备十进制稀释液，并将1mL倒在平板计数琼脂(PCA)上，以计算在30℃下培养24h后的总嗜温计数。在10℃孵育5天后，在PCA上也对嗜冷菌进行计数。在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)平板上计数酵母和霉菌，在25℃孵育72h后计数菌落数。

实施例2

一种基于壳聚糖脂质体合成糯米纸的方法，包括以下步骤：

1)将壳聚糖溶解在2vol％的盐酸溶液中，得到混合溶液；

2)按质量比65∶1在室温下向混合溶液中添加0.2g NaNO₂，反应2h得到降解壳聚糖，并在4℃储存下供进一步使用；

3)将2g卵磷脂添加到溶解了0.05g的柠檬精油的50mL氯仿溶液中，于室温下搅拌30min使其溶解；

7)将步骤6)调节完体积后的乳液在超声波浴中超声处理2h，将所得复合物4℃储存起来备用；

8)将复合物乳液调成糊状，随后将其均匀地喷涂在干燥机上，经过烘烤后制得一张张薄而透明的糯米纸；

9)将所得糯米纸进行抗菌性测试。其中，在步骤9)抗菌性测试具体操作为：将糯米纸加入90mL灭菌的2％(w/w)柠檬酸三钠溶液，并在室温下均质60s。在无菌生理水中制备十进制稀释液，并将1mL倒在平板计数琼脂(PCA)上，以计算在30℃下培养24h后的总嗜温计数。在10℃孵育5天后，在PCA上也对嗜冷菌进行计数。在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)平板上计数酵母和霉菌，在25℃孵育72h后计数菌落数。

实施例3

一种基于壳聚糖脂质体合成糯米纸的方法，包括以下步骤：

1)将壳聚糖溶解在2vol％的盐酸溶液中，得到混合溶液；

3)将2g卵磷脂添加到溶解了0.075g的柠檬精油的50mL氯仿溶液中，于室温下搅拌30min使其溶解；

对比例1

一种合成糯米纸的方法，包括以下步骤：

1)将壳聚糖溶解在2vol％的盐酸溶液中，得到混合溶液；

3)将2g卵磷脂添加到50mL氯仿溶液中，于室温下搅拌30min使其溶解；

对比例2

一种合成糯米纸的方法，包括以下步骤：

1)将壳聚糖溶解在2vol％的盐酸溶液中，得到混合溶液；

2)将2g卵磷脂添加到溶解了0.075g的柠檬精油的50mL氯仿溶液中，于室温下搅拌30min使其溶解；

3)向上述混合物中添加50mL 3wt％的壳聚糖溶液，以1500rpm和60℃搅拌30min得到乳状悬浮液；

4)将步骤3)所得的乳状悬浮液在50℃下减压浓缩1h直至溶液呈浆糊状；

5)将步骤4)浓缩所得的浆糊状产物用蒸馏水重新水合，并调节溶液体积至60mL；

6)将步骤5)调节完体积后的乳液在超声波浴中超声处理2h，将所得复合物4℃储存起来备用；

7)将复合物乳液调成糊状，随后将其均匀地喷涂在干燥机上，经过烘烤后制得一张张薄而透明的糯米纸；

8)将所得糯米纸进行抗菌性测试。其中，在步骤9)抗菌性测试具体操作为：将糯米纸加入90mL灭菌的2％(w/w)柠檬酸三钠溶液，并在室温下均质60s。在无菌生理水中制备十进制稀释液，并将1mL倒在平板计数琼脂(PCA)上，以计算在30℃下培养24h后的总嗜温计数。在10℃孵育5天后，在PCA上也对嗜冷菌进行计数。在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)平板上计数酵母和霉菌，在25℃孵育72h后计数菌落数。

表1：4周内未经处理/处理的糯米纸的总嗜温细菌计数

表2：4周内未经处理/处理的糯米纸的总嗜冷细菌计数

表3：4周内未经处理/处理的糯米纸的酵母和霉菌计数

通过抗菌测试可以发现壳聚糖的降解对糯米纸的整体抗菌效果有着显著的影响，嗜温菌、嗜冷菌以及酵母和霉菌的数目随着时间的延长，并不会有明显的减少，这与降解壳聚糖本身显着增强整个产品的稳定性有关，同时精油的添加是其抗菌效果明显的一个重要原因，随着抗菌油添加比例的提高，经过处理后的糯米纸对所测试的各种细菌有着极强的抗菌效果，随着时间的延长各种细菌含量都在减少，对嗜冷菌效果尤为显著，经过精油处理后在第三周已经再无细菌残留，对嗜温菌效果有所降低到所观察的第四周虽然没有清零，但已经效果显著，对酵母和霉菌的效果接近，再第四周基本能实现清零。实验结果表明降解壳聚糖的制备以及精油的添加对整个产品的抗菌效果有着巨大提升。

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

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，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种基于壳聚糖脂质体的糯米纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将壳聚糖溶解于盐酸溶液中，得到混合溶液；所述混合溶液中壳聚糖的质量浓度为0.5~5%；

2）在室温下向混合溶液中添加NaNO₂，反应得到降解壳聚糖溶液；NaNO₂与步骤1中混合溶液的质量比为1：50~80，反应时间为1~3h；

3）将卵磷脂添加到溶解有柠檬精油的氯仿溶液中，搅拌溶解，得到混合物；卵磷脂、氯仿和柠檬精油的用量比为1~5 g:30~70mL:0.1~3 g；

4）向步骤3）所得混合物中添加降解壳聚糖溶液，在50~70℃加热下以转速1000~5000rpm搅拌10~50 min得到乳状悬浮液；降解壳聚糖溶液与混合物的体积比为1：10~20；

5）将步骤4）所得乳状悬浮液减压浓缩直至呈浆糊状；

6）将步骤5）浓缩后的浆糊状产物用水重新水合，得到固含量为70~85%的乳液；

7）将步骤6）所得乳液在超声波浴中超声处理，得到壳聚糖脂质体乳液；

8）将壳聚糖脂质体乳液调成糊状，随后将其均匀喷涂在干燥机上，经烘烤后制得糯米纸。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述盐酸溶液的体积浓度为0.1~4%。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤5）中，减压浓缩条件为：温度40~60℃，时间1~3h。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤7）中，超声处理时间为1-3h。