一种复合抑菌膜及其制备方法

本发明属于复合膜，尤其涉及一种复合抑菌膜及其制备方法。

背景技术：

1、食品包装作为食物抵御污染和致病微生物的第一层屏障，在食品运输、储存、销售等方面有着至关重要的作用。传统的食品包装大都为塑料膜包装，存在着安全性低、生物可降解性差、会造成“白色污染”等缺点。随着人们绿色环保、健康安全意识的逐渐提高，开发一些可降解、无毒害、环境友好型的绿色包装材料已成为当前的研究热点。

2、壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物，有较好的成膜性及生物相容性，加之原料来源广泛、成本低、具有可食性和生物可降解性等特点，已被列为替代合成塑料、减少“白色污染”的膜材料之一。但壳聚糖不能直接溶于水，且单一的壳聚糖膜机械性能差，抑菌活性低，使其应用受到了一定的限制。因此，如何改善成膜材料的性状，研发出一些物理性能好、安全性高的可食用膜是食品包装领域亟需解决的一个技术问题，而增加可食用膜的功能性，如抑菌性、食品新鲜度智能指示性等，也是今后的一个重要研究方向。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提出了一种复合抑菌膜及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、技术目的一：一种复合抑菌膜，以总量1000份计，包括以下质量份数的原料：壳聚糖季铵盐9-10份、木聚糖9-10份、地榆多酚2-2.5份、桤叶唐棣花青素1-1.5份、姜黄素0.1-0.2份、柠檬酸2-3份、甘油10-11份、无水乙醇2-4份和蒸馏水余量。

4、进一步地，所述的复合抑菌膜，以总量1000份计，包括以下质量份数的原料：壳聚糖季铵盐10份、木聚糖10份、地榆多酚2份、桤叶唐棣花青素1份、姜黄素0.1份、柠檬酸2.5份、甘油10份、无水乙醇2份和蒸馏水余量。

5、本发明所用的壳聚糖季铵盐是壳聚糖的高级衍生物，具有良好的成膜性。与壳聚糖相比，壳聚糖季铵盐水溶性好，在酸性或碱性条件下均能溶解，且抑菌性能明显优于壳聚糖及其它壳聚糖衍生物。因此，壳聚糖季铵盐更适合作为膜材料应用于可食性膜领域。

6、地榆多酚是从地榆根中分离出来的一类活性物质，主要包括鞣质、黄酮及酚酸等多酚类化合物，具有较强的抗氧化性和抑菌性，可以清除自由基、抑制氧化酶活性，还能通过改变生物膜通透性、阻碍遗传物质和蛋白质的正常表达等来抑制微生物生长，有很好的保鲜能力。在本发明中作为保鲜材料的原料，可提高保鲜能力和抗氧化能力，延长食品的货架期。

7、桤叶唐棣花青素是一种水溶性色素，其在不同ph环境中会发生结构改变而呈现出不同的颜色。桤叶唐棣花青素具有消炎、抗氧化、抗病毒等药理活性，此外，它还具备一定的抑菌能力，能够破坏微生物细胞膜的完整性，改变菌体形态，抑制微生物生长，尤其是对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑制作用。桤叶唐棣花青素良好的抑菌性能，以及对环境ph的颜色响应，使其在智能食品包装膜领域具有较好的应用前景。

8、技术目的二：一种复合抑菌膜的制备方法，包括以下步骤：

9、在壳聚糖季铵盐中加入蒸馏水进行溶解，滴加甘油，得到壳聚糖季铵盐溶液；

10、在地榆多酚和桤叶唐棣花青素中加入蒸馏水进行溶解，得到混合溶液；

11、分别在木聚糖和柠檬酸中加入蒸馏水进行溶解，得到木聚糖溶液和柠檬酸溶液；

12、利用无水乙醇将姜黄素溶解，得到姜黄素溶液；

13、加热条件下，在所述壳聚糖季铵盐溶液中依次滴入所述木聚糖溶液、柠檬酸溶液、混合溶液和姜黄素溶液，边加边搅拌至完全相溶，加入剩余蒸馏水，得到成膜液；将所述成膜液进行交联，脱气，流延成膜，即得到复合抑菌膜。

14、进一步地，所述交联是在50-70℃下搅拌10-20min进行的交联。

15、进一步地，所述脱气是在超声下处理1-2min。

16、进一步地，所述流延成膜的具体操作为：将脱气后的成膜液倒入模具内，30-40℃条件下真空干燥24h，从模具中揭膜。

17、进一步地，所述姜黄素和无水乙醇的质量比为1∶20。

18、技术目的三：一种复合抑菌膜在包装材料中的应用。

19、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

20、本发明以壳聚糖季铵盐、地榆多酚和桤叶唐棣花青素为主要原料，使制得的复合抑菌膜具有较好的机械性能和抑菌活性，可显著延长肉制品的贮藏时间，并能够对食物腐败引起的ph变化作出颜色反应，能直观地反映食物储存过程中的品质变化。

21、本发明通过控制反应条件和成膜材料配比，使共溶于液体中的壳聚糖季铵盐和木聚糖发生交联，形成连续致密的网状结构，再利用柠檬酸作为交联剂与增塑剂，进一步强化了壳聚糖季铵盐与木聚糖连接的紧密性，即保证了复合抑菌膜具有良好的机械强度(拉伸强度≥28mpa，比对照试验组高出40％以上)和柔韧性(断裂伸长率≥68％，接近于对照试验组的最高值81.56％)，又增加了复合抑菌膜的阻水能力(水接触角≥83.16°，比对照试验组高出30％以上，水蒸气透过率≤24.97g/m2·24h，比对照试验组低25％以上)，有效提升了复合抑菌膜的耐久性和实用性。

22、本发明在成膜材料中加入了地榆多酚和桤叶唐棣花青素两种多酚类物质作为复合抑菌成分，强化抑菌效果。与未添加多酚类物质或只添加单一多酚的抑菌膜相比，本发明公开的复合抑菌膜能更有效地抑制微生物的生长繁殖，达到更好的保鲜效果，保鲜时间至少可以延长4d。而且桤叶唐棣花青素除了可以起到抑菌效果外，还能够随贮藏环境ph的改变而发生颜色变化，使复合抑菌膜具有指示食品新鲜度的功能。

23、本发明使用柠檬酸作为交联剂与增塑剂，不但安全性高，而且可使复合抑菌膜的颜色比较鲜亮，以便更有利于观察复合膜的颜色变化。另外，成膜材料中加入姜黄素，能够增加复合抑菌膜在ph4-ph6范围内的颜色变化敏感性，提高抑菌膜对肉制品新鲜度指示的精确性。

24、本发明所选用的壳聚糖季铵盐、木聚糖、地榆多酚、桤叶唐棣花青素、姜黄素、柠檬酸等原料均为可食用材料，安全无毒，可生物降解，因此，本发明所制作的复合抑菌膜属于环境友好型的绿色包装材料，而且制作工艺简单，反应条件温和，适合工业化生产。

技术特征：

1.一种复合抑菌膜，其特征在于，以总量1000份计，包括以下质量份数的原料：壳聚糖季铵盐9-10份、木聚糖9-10份、地榆多酚2-2.5份、桤叶唐棣花青素1-1.5份、姜黄素0.1-0.2份、柠檬酸2-3份、甘油10-11份、无水乙醇2-4份和蒸馏水余量。

2.根据权利要求1所述的复合抑菌膜，其特征在于，以总量1000份计，包括以下质量份数的原料：壳聚糖季铵盐10份、木聚糖10份、地榆多酚2份、桤叶唐棣花青素1份、姜黄素0.1份、柠檬酸2.5份、甘油10份、无水乙醇2份和蒸馏水余量。

3.一种如权利要求1或2所述的复合抑菌膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述交联是在50-70℃下搅拌10-20min进行的交联。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述脱气是在超声下处理1-2min。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述流延成膜的具体操作为：将脱气后的成膜液倒入模具内，30-40℃条件下真空干燥24h，从模具中揭膜。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述姜黄素和无水乙醇的质量比为1∶20。

8.一种如权利要求1或2所述的复合抑菌膜在包装材料中的应用。

技术总结本发明公开了一种复合抑菌膜及其制备方法，属于复合膜领域。以总量1000份计，复合抑菌膜包括以下质量份数的原料：壳聚糖季铵盐9‑10份，木聚糖9‑10份，地榆多酚2‑2.5份，桤叶唐棣花青素1‑1.5份，姜黄素0.1‑0.2份，柠檬酸2‑3份，甘油10‑11份，无水乙醇2‑4份和蒸馏水余量。本发明制备的复合抑菌膜具有较好的机械强度和阻水性能，且兼具良好的抑菌效果和指示肉制品新鲜度的功能，是一款应用价值较高的绿色包装材料。技术研发人员：张卓睿,姜贵全,李芮莹,于航,李佳伦受保护的技术使用者：北华大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4