一种高疏水薄膜的制备方法及其应用

本发明涉及包装材料领域，具体而言，涉及一种高疏水薄膜的制备方法及其应用。

背景技术：

1、在日常生活中的塑料制品接触越来越频繁,这一方面给我们的生活带来了很大便利,另一方面随着石油资源的短缺以及石油基高分子材料的难以降解性,给环境污染带来了巨大的挑战。因此,急需研究开发可生物降解的环保型材料来替代传统不可降解塑料。其中，淀粉薄膜材料以其优良的成膜性、粘结性、无毒性、良好的相容性和可生物降解性,受到了越来越多的研究学者的关注。此外,淀粉是一种良好的可生物降解材料,具有高度的结品性、较强的力学性能和优异的成膜性能,且淀粉薄膜具有高氧气阻隔性能、无毒害和优异的生物降解性能,可应用于食品包装薄膜领域。

2、然而,由于淀粉侧链含有大量亲水性羟基,使其极易与水分子形成键,存在吸湿性大、耐水性差和力学性能不足的缺点,这在一定程度上限制了其应用。鉴于此,对淀粉的疏水改性研究具有重大应用价值。现有技术中多采用物理共混和增加表面疏水涂层的方法对淀粉疏水改性,但其改性后的材料疏水性能依然较差。现有专利的薄膜材料,如中国专利号为cn107141516a的专利中通过淀粉与辛烯基琥珀酸干淀粉酯或牛至精油的简单物理共混来制备出复合改性薄膜。但依然未能解决塑料薄膜与疏水涂层相容性和对水分子敏感性的问题，限制其应用。因此，研究一种新型的通过与益生菌纳米乳液共混的且具有超强疏水涂层的淀粉薄膜材料,为新型疏水材料的研发提供了理论依据和新的解决方法,为加快推进淀粉薄膜的推广和应用提供了技术参数和参考依据，具有积极意义。

技术实现思路

1、基于此，为了解决现有技术中淀粉薄膜疏水性能差的问题，本发明提供了一种高疏水的薄膜及其制备方法，具体技术方案如下：

2、一种高疏水薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

3、将益生菌加入mrs液体培养基中，经培养后得到益生菌培养液，然后将所述益生菌培养液进行离心，收集菌体，再用无菌生理盐水或pbs溶液离心洗涤若干次，往洗涤后的菌体中加入适量水，得到益生菌悬浮液；

4、将益生菌悬浮液和甘油混合均匀，得到水相；

5、将疏水性物质和表面活性剂混合均匀，得到油相；

6、将所述水相滴加到所述油相中，使用磁力搅拌器搅拌均匀，后经均质处理，超声处理，得到益生菌纳米乳液；

7、将淀粉和增塑剂溶于水中，糊化处理，得到淀粉成膜液，维持恒定温度，往所述淀粉成膜液中添加所述益生菌纳米乳液，经搅拌处理以及超声脱气处理，得到益生菌纳米乳膜液；

8、将所述益生菌纳米乳膜液倒入模具中，在一定温度和湿度下干燥处理，得到高疏水薄膜；

9、其中，所述益生菌为植物乳植杆菌hyy-db58，保藏在广东省微生物菌种保藏中心，保藏日期为2022年9月21日，菌种保藏编号为gdmccno.62813，分类命名为lactiplantibacillus plantarum hyy-db58。

10、进一步地，所述益生菌与mrs液体培养基的配比为(1～5)mg/50ml。

11、进一步地，所述益生菌的培养条件为：温度为37±1℃，时间为24±2h。

12、进一步地，所述益生菌悬浮液的浓度为1x107～1x109 cfu/ml。

13、进一步地，所述益生菌悬浮液与甘油的体积比为(2～5):1。

14、进一步地，所述疏水性物质为大豆油、花生油、橄榄油以及玉米油中的至少一种。

15、进一步地，所述表面活性剂为聚山梨酯以及脂肪酸甘油酯中的至少一种。

16、进一步地，所述疏水性物质和表面活性剂的体积比为(1～5):(1～5)。

17、进一步地，所述糊化处理的温度为85℃～95℃，时间为25min～35min。

18、另外，本申请还提供一种高疏水薄膜的应用，所述应用为所述高疏水薄膜在食品包装领域中的应用。

19、上述方案中通过添加益生菌并对益生菌悬浮液进行乳化，限定薄膜中的成分以及成分配比，不仅能保证益生菌优异的存活率，还能赋予薄膜更佳的抑菌性能；本申请淀粉中的羟基发生酯化反应，通过将易亲水的羟基转化为酯基团达到疏水目的，在保证其机械性能的同时，降低其亲水性，提高其疏水性能，还不会影响益生菌的活性；本申请通过优化工艺参数，也进一步显著提高薄膜在干燥、贮藏过程中的存活率，能作为抗菌成分显著提高薄膜的抗菌性能；综合上，本发明制备的薄膜具有显著的抗菌性能以及疏水性能，具有可降解性，能应用于食品的抑菌和保鲜中。

技术特征：

1.一种高疏水薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述益生菌与mrs液体培养基的配比为(1～5)mg/50ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述益生菌的培养条件为：温度为37±1℃，时间为24±2h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述益生菌悬浮液的浓度为1x107～1x109 cfu/ml。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述益生菌悬浮液与甘油的体积比为(2～5):1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述疏水性物质为大豆油、花生油、橄榄油以及玉米油中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚山梨酯以及脂肪酸甘油酯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述疏水性物质和表面活性剂的体积比为(1～5):(1～5)。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述糊化处理的温度为85℃～95℃，时间为25min～35min。

10.一种高疏水薄膜的应用，其特征在于，所述应用为权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到的高疏水薄膜在食品包装领域中的应用。

技术总结本发明公开了一种高疏水薄膜的制备方法，属于包装材料领域。本发明通过添加益生菌并对益生菌悬浮液进行乳化，限定薄膜中的成分以及成分配比，不仅能保证益生菌优异的存活率，还能赋予薄膜更佳的抑菌性能；本申请淀粉中的羟基发生酯化反应，通过将易亲水的羟基转化为酯基团达到疏水目的，在保证其机械性能的同时，降低其亲水性，提高其疏水性能，还不会影响益生菌的活性；本申请通过优化工艺参数，也进一步显著提高薄膜在干燥、贮藏过程中的存活率，能作为抗菌成分显著提高薄膜的抗菌性能；综合上，本发明制备的薄膜具有显著的抗菌性能以及疏水性能，具有可降解性，能应用于食品的抑菌和保鲜中。技术研发人员：黄燕燕,姚庆博,曾新安,王瑞,叶婷婷,李沛玲,邹芸受保护的技术使用者：佛山大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4