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一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法.pdf

  • 上传人:xia****o6
  • 文档编号:8929282
  • 上传时间:2021-01-23
  • 格式:PDF
  • 页数:8
  • 大小:413.02KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201610755780.X

    申请日:

    20160830

    公开号:

    CN106317723A

    公开日:

    20170111

    当前法律状态:

    有效性:

    审查中

    法律详情:

    IPC分类号:

    C08L29/04,C08L5/08,C08L71/02,C08K3/22,C08L5/04,C08L1/02,C08K5/053,C08J5/18,B65D65/46

    主分类号:

    C08L29/04,C08L5/08,C08L71/02,C08K3/22,C08L5/04,C08L1/02,C08K5/053,C08J5/18,B65D65/46

    申请人:

    高邮市红太阳食品有限公司

    发明人:

    王清,朱广宏,钟宇,邓云,岳进,庄晨俊,江永利

    地址:

    225600 江苏省扬州市高邮市城南经济开发区

    优先权:

    CN201610755780A

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明涉及一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜制备方法,可用于鸭蛋等食品保鲜,属于食品包装领域。该方法包括分别制备海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜溶液和聚乙烯醇‑壳聚糖纳米TiO2抗菌膜液;将首层纳米海藻酸钠抗菌膜液倒入模具中,干燥后倒入氯化钙溶液进行固化,随后倒入第二层聚乙烯醇‑壳聚糖纳米抗菌膜液,干燥后揭膜即得。该方法操作简单易行,所得双层膜具有优良的阻隔性能与抗菌能力,可有效延长蛋品货架期,提高企业的经济效益。

    权利要求书

    1.一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:第一步:制备海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液;第二步:将第一步制备的海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液倒入调平的模具中,干燥后倒入一定浓度的氯化钙溶液进行固化;第三步:制备聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO抗菌膜液;第四步:向模具中倒入第三步制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO抗菌膜液,干燥后揭膜,即得具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜。 2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述第一步中海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液的制备方法包括以下步骤:将海藻酸钠溶于水制成溶液,在海藻酸钠溶液中依次添加纳米纤维素、甘油、吐温80、以及尼泊金乙酯钠,搅拌一段时间后均质,调节pH后真空脱气得海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液。 3.根据权利要求2所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述海藻酸钠溶液的质量浓度为5~25g/L,添加质量分数为0.025~0.5%的纳米纤维素,0.1~0.75%的甘油,0.01~0.5%的吐温80,0.01~0.5%的尼泊金乙酯钠。 4.根据权利要求2所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述搅拌时间为1~5h,调节pH在4~8,真空脱气0.5~2h。 5.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述第二步中海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液倒入调平模具后在30~50℃条件下干燥8~24h;氯化钙溶液的质量分数为0.25~1%。 6.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述第三步中聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO抗菌膜液的制备方法包括以下步骤:第1步:将聚乙烯醇溶于水制成溶液,在聚乙烯醇溶液中依次添加甘油、吐温80以及纳米TiO,水浴下搅拌一段时间后,均质得溶液a;第2步:将壳聚糖溶于乙酸中制成溶液,在壳聚糖溶液中依次添加甘油、吐温80以及纳米TiO,室温下搅拌一段时间后,均质得溶液b;第3步:将溶液a和b按比例混合均匀,真空脱气后即得聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO抗菌膜液。 7.根据权利要求6所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述第1步中聚乙烯醇溶液的质量浓度为30~70g/L,添加质量分数为0.4~2.1%的甘油,0.01~0.5%的吐温80以及0.1~0.5%的纳米TiO;水浴温度为80~95℃,搅拌1~5h。 8.根据权利要求6所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述第2步中壳聚糖溶于体积分数为0.5~2%的乙酸中制成质量浓度为10~40g/L的溶液,添加质量分数为0.2~1.2%的甘油,0.2~1%的吐温80以及0.05~0.5%的纳米TiO,搅拌2~4h。 9.根据权利要求6所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述第3步中溶液a和溶液b按体积比(1~4):1混合均匀,真空脱气0.5~2h。 10.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:所述第四步中在30~50℃条件下干燥8~24h后揭膜。

    说明书

    技术领域

    本发明属于可降解食品包装领域,具体涉及一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法。

    背景技术

    塑料包装带来的“白色污染”已经严重威胁到自然环境,日益成为世界公害。此外,有限的石油资源也制约了塑料工业发展。因此,利用天然高分子原料制备生物可降解材料已引起世界各国科研工作者的广泛关注。在众多天然物质中,壳聚糖与海藻酸钠均为海洋多糖,资源丰富、价格低廉,且成膜性能优良,是应用最为广泛的包装原料。而聚乙烯醇是一种水溶性高分子树脂,凭借其良好的可降解性、生物相容性及物理稳定性等特点,在可降解包装中应用亦十分广泛。

    近年来随着纳米材料的不断发展,为包装工业提供了新的前沿技术,成为食品包装领域的研究热点。其中,纳米纤维素作为天然可降解的增强剂具有无机填料无法比拟的优越性,例如种类多样、可再生、价格低廉、加工性能优异、易于再循环等。而纳米级TiO2由于具有耐老化、耐高温、综合性能优良、抗菌性稳定等优点,现常用于抗菌食品包装,扩大了应用范围,提高了应用等级。

    目前,可降解包装的开发主要集中于成膜配方优化的复合单层包材开发。而研究表明,同样数量的材料用于单层和双层包装时,双层包装的气体或水汽隔离性要明显由于单层包装。

    发明内容

    本发明的目的是提供一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法。本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

    第一步:制备海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液;

    第二步:将第一步制备的海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液倒入调平的模具中,干燥后倒入一定浓度的氯化钙溶液进行固化;

    第三步:制备聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO2抗菌膜液;

    第四步:倒入第三步制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO2抗菌膜液,干燥后揭膜,即得具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜。

    所述第一步中海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液的制备方法包括以下步骤:

    将海藻酸钠溶于水制成溶液,在海藻酸钠溶液中依次添加纳米纤维素、甘油、吐温80、以及尼泊金乙酯钠,搅拌一段时间后均质,调节pH后真空脱气得海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液。

    所述海藻酸钠溶液的质量浓度为5~25g/L,添加质量分数为0.025~0.5%的纳米纤维素,0.1~0.75%的甘油,0.01~0.5%的吐温80,0.01~0.5%的尼泊金乙酯钠。

    所述搅拌时间为1~5h,调节pH在4~8,真空脱气0.5~2h。

    所述第二步中海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液倒入调平模具后在30~50℃条件下干燥8~24h;氯化钙溶液的质量分数为0.25~1%。

    所述第三步中聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO2抗菌膜液的制备方法包括以下步骤:

    第1步:将聚乙烯醇溶于水制成溶液,在聚乙烯醇溶液中依次添加甘油、吐温80以及纳米TiO2,水浴下搅拌一段时间后,均质得溶液a;

    第2步:将壳聚糖溶于乙酸中制成溶液,在壳聚糖溶液中依次添加甘油、吐温80以及纳米TiO2,室温下搅拌一段时间后,均质得溶液b;

    第3步:将溶液a和b按比例混合均匀,真空脱气后即得聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO2抗菌膜液。

    所述第1步中聚乙烯醇溶液的质量浓度为30~70g/L,添加质量分数为0.4~2.1%的甘油,0.01~0.5%的吐温80以及0.1~0.5%的纳米TiO2;水浴温度为80~95℃,搅拌1~5h。

    所述第2步中壳聚糖溶于体积分数为0.5~2%的乙酸中制成质量浓度为10~40g/L的溶液,添加质量分数为0.2~1.2%的甘油,0.2~1%的吐温80以及0.05~0.5%的纳米TiO2,搅拌2~4h。

    所述第3步中溶液a和溶液b按体积比(1~4):1混合均匀,真空脱气0.5~2h。

    所述第四步中在30~50℃条件下干燥8~24h后揭膜。

    本发明采用自主装技术,利用安全、无毒的可降解基材与纳米添加剂制备了海藻酸钠纳米纤维素/聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO2抗菌双层膜。该方法制备的包装膜机械性能良好、阻隔能力优良、缓释抗菌能力佳,将其应用于蛋品等食品的保鲜中,能有效延长货品架期,提升相关产业的经济效益。

    附图说明

    图1为本发明的一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备流程示意图。

    具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

    实施例1

    本实施例涉及一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其流程示意图如图1所示,具体包括如下步骤:

    第一步:将海藻酸钠溶于水制成质量浓度为5g/L的溶液,添加质量分数为0.025%的纳米纤维素、0.1%的甘油、0.01%的吐温80、以及0.01%的尼泊金乙酯钠,搅拌1h后均质,调节pH为4后真空脱气0.5h;

    第二步:将第一步制备的海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液倒入调平模具后在30℃条件下干燥24h,随后倒入质量分数为0.25%的氯化钙溶液进行固化;

    第三步:将聚乙烯醇溶于水制成质量浓度为30g/L的溶液,添加质量分数为0.4%的甘油、0.01%的吐温80以及纳米0.1%的TiO2,80℃水浴下搅拌5h后,均质;将壳聚糖溶于体积分数为0.5%的乙酸中制成质量浓度为10g/L的溶液,添加质量分数为0.2%的甘油,0.2%的吐温80以及0.05%的纳米TiO2,搅拌2h,均质;将聚乙烯醇与壳聚糖溶液按4:1混合均匀,真空脱气0.5h后即得聚乙烯醇-壳聚糖纳米膜液;

    第四步:将聚乙烯醇-壳聚糖纳米膜液倒入模具后在30℃条件下干燥24h后揭膜,即得具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜。

    实施例2

    本实施例涉及一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其流程示意图如图1所示,具体包括如下步骤:

    第一步:将海藻酸钠溶于水制成质量浓度为12.5g/L的溶液,添加质量分数为0.25%的纳米纤维素、0.25%的甘油、0.175%的吐温80、以及0.125%的尼泊金乙酯钠,搅拌3h后均质,调节pH为4.5后真空脱气1h;

    第二步:将海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液倒入调平模具后在40℃条件下干燥16h,随后倒入质量分数为0.75%的氯化钙溶液进行固化;

    第三步:将聚乙烯醇溶于水制成质量浓度为50g/L的溶液,添加质量分数为1%的甘油、0.1%的吐温80以及纳米0.1%的TiO2,85℃水浴下搅拌3h后,均质;将壳聚糖溶于体积分数为1%的乙酸中制成质量浓度为20g/L的溶液,添加质量分数为0.4%的甘油,0.1%的吐温80以及0.1%的纳米TiO2,搅拌3h,均质;将聚乙烯醇与壳聚糖溶液按2:1混合均匀,真空脱气1h后即得聚乙烯醇-壳聚糖纳米膜液;

    第四步:将聚乙烯醇-壳聚糖纳米膜液倒入模具后在40℃条件下干燥16h后揭膜,即得具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜。

    实施例3

    本实施例涉及一种具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜的制备方法,其流程示意图如图1所示,具体包括如下步骤:

    第一步:将海藻酸钠溶于水制成质量浓度为25g/L的溶液,添加质量分数为0.5%的纳米纤维素、0.75%的甘油、0.5%的吐温80、以及0.5%的尼泊金乙酯钠,搅拌5h后均质,调节pH为8后真空脱气2h;

    第二步:将海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜液倒入调平模具后在50℃条件下干燥8h,随后倒入质量分数为1%的氯化钙溶液进行固化;

    第三步:将聚乙烯醇溶于水制成质量浓度为70g/L的溶液,添加质量分数为2.1%的甘油、0.5%的吐温80以及纳米0.5%的TiO2,95℃水浴下搅拌1h后,均质;将壳聚糖溶于体积分数为2%的乙酸中制成质量浓度为40g/L的溶液,添加质量分数为1.2%的甘油,1%的吐温80以及0.5%的纳米TiO2,搅拌4h,均质;将聚乙烯醇与壳聚糖溶液按1:1混合均匀,真空脱气2h后即得聚乙烯醇-壳聚糖纳米膜液;

    第四步:将聚乙烯醇-壳聚糖纳米膜液倒入模具后在50℃条件下干燥8h后揭膜,即得具有抗菌功能的可降解纳米双层包装膜。

    对以上各实施例中涉及的双层膜的基本性能进行测定,结果如表1所示。

    其中,膜厚度测定:利用数字螺旋测微器在膜上随机取5点测定。

    抗拉强度和断裂伸长率测定:根据GB1040-79,将膜裁成1.5×10cm的条状,利用质构仪测定。

    水蒸气透过率测定:采用拟杯子法,膜内外两侧相对湿度差为0/100%。

    抑菌性测定:将大肠杆菌和李斯特菌分别接种到LB液体培养基和TSB液体培养基中,在37℃、200rpm条件下活化12小时。取1×1cm的四种膜片各4片加入至50mL菌悬液中,未加膜片的原始菌悬液作为对照组。将所有菌悬液置于37℃、200rpm条件下培养4个小时,考察抑菌性。

    水溶性测定:将称重膜样品浸入蒸馏水中24h后,干燥剩余膜至恒重,水溶性为质量损失百分比。

    表1双层膜基本性能比较

    由表1可知,双层膜机械强度随基材浓度升高而显著升高,而水溶性有了显著下降。海藻酸钠加入量越高,负电荷基团更多地与壳聚糖发生静电相互作用形成–NH3+·RCOO-基团,这种类似交联的作用使双层膜结合紧密使得机械性能得到改善。但是海藻酸钠亲水性非常强,静电作用力与亲水性同时增大带来的综合效果是双层膜阻水性能下降。随着壳聚糖、尼泊金乙酯钠浓度含量的增加,双层膜的抗菌性增强,膜片对李斯特菌的抑制效果更为明显。

    以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

    关 键  词:
    一种 具有 抗菌 功能 降解 纳米 双层 包装 制备 方法
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