CN115093610B - 一种食品包装膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种食品包装膜，由醋酸纤维素、羌活提取物、聚六亚甲基胍盐酸盐液相成膜而得，按溶剂重量计，醋酸纤维素为8~15 wt%、羌活提取物为0.5~3 wt%、聚六亚甲基胍盐酸盐为0.5~1.5 wt%。还公开了一种食品包装膜的制备方法，将适量的醋酸纤维素、羌活提取物、聚六亚甲基胍盐酸盐加入到适量丙酮中，恒温振荡至完全溶解，取溶解后的溶液涂覆成膜，成膜制品在50‑60℃下热处理，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得。本发明的膜具有良好的抗菌和抗氧化活性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到99%以上，对1,1‑二苯基‑2‑三硝基苯肼（DPPH）自由基的清除能力可达90%左右。

Description

一种食品包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品包装膜领域，具体涉及一种食品包装膜及其制备方法。
背景技术
食品包装膜是众多食品包装形式中常见的一种。食品包装膜通常是包裹在食品表面的一种高聚物薄膜材料，它能防止外界的细菌等微生物和外来的污染物接触食品表面，从而避免食品在运输、储存等环境下发生变质，保持外观完好，延长食品的保质期。
普通塑料食品包装膜在给人们带来生活便利的同时，也带来了愈来愈严重的“白色”污染。为了缓解塑料带来的环境方面的压力，可降解材料在食品包装膜领域的应用变得愈来愈重要。到目前为止，广泛被研究的可用于制作食品包装膜的可降解材料有淀粉、纤维素及其衍生物、蛋白质、聚乳酸、聚乙烯醇等几大类。醋酸纤维素（CA）是纤维素的重要衍生物，是一种生物质材料，可降解，成膜性能优良。CA可以作为抗菌剂和抗氧化剂等生物活性化合物的载体，将其应用于食品包装膜可以增加食品在储存期间的稳定性，是制备活性食品包装膜的良好材料。
含有活性化合物的包装材料可以赋予包装膜所期望的功能。抗菌包装是最重要的活性包装材料之一，因为它们有助于确保食品安全，并通过破坏或抑制腐败和致病微生物延长包装食品的货架期。抗氧化包装也是一种常见的活性包装材料，通过加入抗氧化剂，阻断自由基反应，延缓食品的氧化变质。羌活提取物是以干燥羌活为原料提取的，羌活提取物中的主要化学成分为挥发油和香豆素类，也含有植物甾醇、多种低聚糖、单糖、氨基酸、有机酸等。羌活提取物具有驱寒、止痛、抗炎症、抗休克等功效，可以应用于多种领域。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的在于提供一种食品包装膜及其制备方法，该食品包装膜是由醋酸纤维素、羌活提取物、聚六亚甲基胍盐酸盐（PHMG）液相成膜而得，其中羌活提取物和PHMG具有协同作用，二者搭配使用比单独使用具有更好的抗菌抗氧化效果。本发明还提供了一种食品包装膜的制备方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种食品包装膜，由醋酸纤维素、羌活提取物、聚六亚甲基胍盐酸盐液相成膜而得，按溶剂重量计，醋酸纤维素为8~15 wt%、羌活提取物为0.5~3 wt%、聚六亚甲基胍盐酸盐为0.5~1.5 wt%。按溶剂重量计，即为溶质是溶剂量的多少。如实施例中，丙酮重100g，醋酸纤维素10 wt%，即为10g。
目前羌活提取物的应用研究还比较少，一般停留在药用领域，本发明将羌活提取物的抗菌抗氧化功效用于食品包装，提供了羌活提取物的一个新用途，同时也为其他活性天然药用生物质的开发应用提供了新的思路。发明人发现在本发明的包装膜中羌活提取物和PHMG具有协同作用，二者搭配使用比单独使用具有更好的抗菌抗氧化效果。
另一方面，本发明制备出了具有良好抗菌和抗氧化活性的功能性薄膜，该薄膜以醋酸纤维素为基材，具有可降解性，能在一定程度上缓解普通塑料食品包装膜对环境的危害。
一种食品包装膜的制备方法，将适量的醋酸纤维素、羌活提取物、聚六亚甲基胍盐酸盐加入到适量丙酮中，恒温振荡至完全溶解，取溶解后的溶液涂覆成膜，成膜制品在50-60℃下热处理，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得，其中成膜时需调节涂膜厚度为0.5~1.5 mm。
按溶剂重量计，醋酸纤维素为8~15 wt%、羌活提取物为0.5~3 wt%、聚六亚甲基胍盐酸盐为0.5~1.5 wt%。
羌活提取物的制备方法为：将羌活粉末加入混合溶剂中，超声提取适当时间，然后在80~100 ℃下回流提取0.5~2h，收集滤液，残渣用于再次提取，重复提取3次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物；其中混合溶剂为90 v%无水乙醇（或）和10 v%乙酸乙酯或者90 v%甲醇和10 v%乙醚。
羌活粉末和混合溶剂的料液比m：V为1:6~10。
羌活粉末和混合溶剂的料液比m：V为1:8。
混合溶剂为90 v%无水乙醇和10 v%乙酸乙酯。乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂对羌活提取物的活性有很大影响，使用混合溶剂的提取物比单一溶剂提取物活性更高。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1）本发明成功制备了负载羌活提取物和聚六亚甲基胍盐酸盐（PHMG）的醋酸纤维素膜，可用于食品包装，提供了一种羌活提取物在制备食品包装膜上的新用途，即和聚六亚甲基胍盐酸盐（PHMG）负载在食品包装膜上，赋予食品包装膜更高效的抗菌抗氧化效果。
2）该薄膜具有良好的抗菌和抗氧化活性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到99%以上，对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基的清除能力可达90%左右。
3）PHMG和羌活提取物的加入对薄膜的热分解性能基本没有影响，在力学性能方面使薄膜强度增强韧性降低，水蒸气阻隔能力略有提升，疏水性有一定程度的增强。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
（1）按料液比（m:V）1:8将羌活粉末加入90 v%无水乙醇和10 v%乙酸乙酯组成的混合溶剂中，超声（100W）提取30分钟，然后在80℃下回流提取1h，收集滤液，残渣用于再次提取。重复提取３次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物。
（2）将醋酸纤维素（10 wt%）、羌活提取物（0.5 wt%）、PHMG（0.5 wt%）加入到100 g丙酮中，在37℃恒温振荡箱中振荡溶解24 h至完全溶解。取溶解后的溶液置于涂膜机的玻璃板上，调节涂膜厚度为0.5 mm，涂成膜后，在60℃下热处理30分钟，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得到负载羌活提取物的抗菌抗氧化醋酸纤维素食品包装膜。
包装膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均大于99%，对DPPH自由基的清除率为51%。
实施例2
（1）按料液比（m:V）1:8将羌活粉末加入90 v%无水乙醇和10 v%乙酸乙酯组成的混合溶剂中，超声（100W）提取30分钟，然后在80℃下回流提取1h，收集滤液，残渣用于再次提取。重复提取３次，合并所得滤液。旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物。
（2）将醋酸纤维素（10 wt%）、羌活提取物（1 wt%）、PHMG（0.5wt%）加入到100 g丙酮中，在37℃恒温振荡箱中振荡溶解24 h至完全溶解。取溶解后的溶液置于涂膜机的玻璃板上，调节涂膜厚度为0.5 mm，涂成膜后，在60℃下热处理30分钟，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得到负载羌活提取物的抗菌抗氧化醋酸纤维素食品包装膜。
包装膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均大于99%，对DPPH自由基的清除率为72%。
实施例3
（1）按料液比（m:V）1:8将羌活粉末加入90 v%无水乙醇和10 v%乙酸乙酯组成的混合溶剂中，超声（100W）提取30分钟，然后在80℃下回流提取1h，收集滤液，残渣用于再次提取。重复提取３次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物。
（2）将醋酸纤维素（10 wt%）、羌活提取物（1.5 wt%）、PHMG（0.5 wt%）加入到100 g丙酮中，在37℃恒温振荡箱中振荡溶解24 h至完全溶解。取溶解后的溶液置于涂膜机的玻璃板上，调节涂膜厚度为0.5 mm，涂成膜后，在60℃下热处理30分钟，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得到负载羌活提取物的抗菌抗氧化醋酸纤维素食品包装膜。
包装膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均大于99%，对DPPH自由基的清除率为90%。自由基清除率随着羌活提取物的含量增加而增加。
对比例1
（1）按料液比（m:V）1:8将羌活粉末加入90 v%无水乙醇和10 v%乙酸乙酯组成的混合溶剂中，超声（100W）提取30分钟，然后在80℃下回流提取1h，收集滤液，残渣用于再次提取。重复提取３次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物。
（2）将醋酸纤维素（10 wt%）和羌活提取物（1.5 wt%）加入到100 g丙酮中，在37℃恒温振荡箱中振荡溶解24 h至完全溶解。取溶解后的溶液置于涂膜机的玻璃板上，调节涂膜厚度为0.5 mm，涂成膜后，在60℃下热处理30分钟，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得到负载羌活提取物的抗菌抗氧化醋酸纤维素食品包装膜。
包装膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为70%和73%，对DPPH自由基的清除率为81%。仅含有羌活提取物的膜抗菌效果下降。
对比例2
（1）按料液比（m:V）1:8将羌活粉末加入90 v%无水乙醇和10 v%乙酸乙酯组成的混合溶剂中，超声（100W）提取30分钟，然后在80℃下回流提取1h，收集滤液，残渣用于再次提取。重复提取３次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物。
（2）将醋酸纤维素（10 wt%）和PHMG（0.5 wt%）加入到100 g丙酮中，在37℃恒温振荡箱中振荡溶解24 h至完全溶解。取溶解后的溶液置于涂膜机的玻璃板上，调节涂膜厚度为0.5 mm，涂成膜后，在60℃下热处理30分钟，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得到负载羌活提取物的抗菌抗氧化醋酸纤维素食品包装膜。
包装膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为85%和90%，对DPPH自由基的清除率仅为33%。仅含有PHMG的膜自由基清除能力下降。
对比例3
（1）按料液比（m:V）1:8将羌活粉末加入无水乙醇中，超声（100W）提取30分钟，然后在80℃下回流提取1h，收集滤液，残渣用于再次提取。重复提取３次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物。
（2）将醋酸纤维素（10 wt%）、羌活提取物（1.5 wt%）、PHMG（0.5 wt%）加入到100 g丙酮中，在37℃恒温振荡箱中振荡溶解24 h至完全溶解。取溶解后的溶液置于涂膜机的玻璃板上，调节涂膜厚度为0.5 mm，涂成膜后，在60℃下热处理30分钟，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得到负载羌活提取物的抗菌抗氧化醋酸纤维素食品包装膜。
包装膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为81%和83%，对DPPH自由基的清除率为40%。仅用乙醇一种溶剂提取的羌活提取物活性下降，杀菌率和自由基清除率低。
对比例4
（1）按料液比（m:V）1:8将羌活粉末加入乙酸乙酯中，超声（100W）提取30分钟，然后在80℃下回流提取1h，收集滤液，残渣用于再次提取。重复提取３次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物。
（2）将醋酸纤维素（10 wt%）、羌活提取物（1.5 wt%）、PHMG（0.5 wt%）加入到100 g丙酮中，在37℃恒温振荡箱中振荡溶解24 h至完全溶解。取溶解后的溶液置于涂膜机的玻璃板上，调节涂膜厚度为0.5 mm，涂成膜后，在60℃下热处理30分钟，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得到负载羌活提取物的抗菌抗氧化醋酸纤维素食品包装膜。
包装膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为79%和82%，对DPPH自由基的清除率为30%。仅用乙酸乙酯一种溶剂提取的羌活提取物活性下降，杀菌率和自由基清除率低。
上述实施例和对比例的实验结果见表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
通过表1的实施例和对比例结果可以得知，虽然醋酸纤维素膜加入羌活提取物或者PHMG具有一定的抗菌和自由基清除效果，但是都没有醋酸纤维素膜同时加入羌活提取物和PHMG制备得到的食品包装膜的抗菌和自由基清除效果好，说明了羌活提取物和PHMG在应用在制备食品包装膜上表现出的抗菌和自由基清除效果具有协同作用。另外，羌活提取物的活性对成品膜的抗菌和自由基清除性能也有影响，而溶剂的使用能影响羌活提取物的活性大小，现有羌活提取物制备方法均使用单一溶剂，而本发明采用混合溶剂有效提升了羌活提取物的活性，有利于成品膜性能的进一步提升。
本发明中，未详细描述的均是现有技术。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种食品包装膜，由醋酸纤维素、羌活提取物、聚六亚甲基胍盐酸盐液相成膜而得，按溶剂重量计，醋酸纤维素为8～15wt％、羌活提取物为0.5～3wt％、聚六亚甲基胍盐酸盐为0.5～1.5wt％，羌活提取物的制备方法为：将羌活粉末加入混合溶剂中，超声提取适当时间，然后在80～100℃下回流提取0.5～2h，收集滤液，残渣用于再次提取，重复提取3次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物；其中混合溶剂为90v％无水乙醇和10v％乙酸乙酯。
2.如权利要求1所述的一种食品包装膜的制备方法，其特征在于，将醋酸纤维素、羌活提取物、聚六亚甲基胍盐酸盐加入到丙酮中，恒温振荡至完全溶解，取溶解后的溶液涂覆成膜，成膜制品在50-60℃下热处理，待溶剂挥发后将薄膜从玻璃板上取下，即得，其中成膜时需调节涂膜厚度为0.5～1.5mm，按重量计，醋酸纤维素为8～15wt％、羌活提取物为0.5～3wt％、聚六亚甲基胍盐酸盐为0.5～1.5wt％，羌活提取物的制备方法为：将羌活粉末加入混合溶剂中，超声提取适当时间，然后在80～100℃下回流提取0.5～2h，收集滤液，残渣用于再次提取，重复提取3次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物；其中混合溶剂为90v％无水乙醇和10v％乙酸乙酯。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，羌活粉末和混合溶剂的料液比m：V为1:6～10。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，羌活粉末和混合溶剂的料液比m：V为1:8。
5.羌活提取物在制备食品包装袋上的用途，羌活提取物的制备方法为：将羌活粉末加入混合溶剂中，超声提取适当时间，然后在80～100℃下回流提取0.5～2h，收集滤液，残渣用于再次提取，重复提取3次，合并所得滤液，旋转蒸发回收溶剂后，所得膏状物即羌活提取物；其中混合溶剂为90v％无水乙醇和10v％乙酸乙酯。
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