本發(fā)明涉及一種基于天然多糖粒子的抑菌保鮮涂膜劑的制備方法。

背景技術(shù)：

多糖如淀粉和纖維素是自然界廣泛存在的大分子可再生物質(zhì)，因其來源豐富、環(huán)境友好以及良好的生物安全性，在許多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于淀粉和纖維素不具有抑菌活性，限制了其在功能包裝或功能纖維等材料的應(yīng)用。

為了賦予淀粉和纖維素一定的抑菌性能，研究者通過一定的物理或化學(xué)的方法在淀粉或纖維素材料基底中引入銀、銅、二氧化鈦、氧化亞銅等無機物納米粒子，賦予其抑菌功能；也有研究者將纖維素與殼聚糖及其季銨鹽、季磷鹽抗菌劑、鹵胺類等有機化合物抗菌劑混合制備了具有抑菌功能的復(fù)合材料；也還有研究者直接將淀粉或纖維素衍生化后制備具有抑菌功能的纖維素衍生物。但是，上述方法制備的淀粉或纖維素抑菌功能材料因其使用的抑菌劑存在一定的安全性，制備的抑菌材料不能應(yīng)用于食品包裝領(lǐng)域，尤其是作為可食性涂膜包裝材料。

此外，現(xiàn)有關(guān)于可食性纖維素抑菌劑的制備還存在一個主要問題就是纖維素的溶解問題，由于纖維素很難溶于普通的溶劑，常用的方法需要使用有機溶劑或大量的酸、堿，后期處理過程復(fù)雜，且會引入新的危害物，制備的抑菌材料在作為食品包裝材料應(yīng)用時，存在較大的安全隱患。淀粉以及衍生化后的纖維素可以賦予其一定的抑菌性，但是其耐溶劑性會受到影響，在作為抑菌劑使用時，抑菌層會因所處的環(huán)境的濕度、溶劑作用而脫落。因此，開發(fā)基于具有一定抑菌活性和良好的涂膜穩(wěn)定性的新型纖維素材料面臨挑戰(zhàn)。

CN105218837一種在水相溶劑體系下制備無定型纖維素顆粒的方法，是將天然纖維素在0℃以下溶解于水和/或有機溶劑的分散體中，得纖維素溶液，纖維素溶液濃度為0.5wt％-10wt％，纖維素溶液水和/或有機溶劑的分散體中，得纖維素分散體混合液，去除中的無機鹽和/或有機溶劑，再經(jīng)除雜、干燥，得到無定形纖維素顆粒。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種簡潔、過程綠色，所制備的材料具有很好的成膜性、穩(wěn)定性和良好的抑菌性能的基于天然多糖粒子的抑菌保鮮涂膜劑的制備方法。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，一種基于天然多糖粒子的抑菌保鮮涂膜劑的制備方法，制備的具體步驟如下：

1)稱取5g-8g天然多糖粒子分散于100mL-600ml水中，得天然多糖粒子溶液；

所述天然多糖粒子或為無定型纖維素顆粒，或為微晶纖維素、微晶淀粉、纖維素納米纖維、纖維素納米晶中的一種；

2)向步驟1)所得天然多糖粒子溶液中加入1.32g-8.94g氧化劑在室溫下反應(yīng)6h，或在37℃-40℃下避光反應(yīng)6h-8h，將天然多糖粒子表面上的羥基選擇性氧化得到氧化后的天然多糖粒子溶液；

所述氧化劑為高碘酸鈉、高碘酸鉀或高碘酸；

3)向步驟2)所得天然多糖粒子溶液中加入5g-6g具有抑菌活性的化合物乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6-8小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、所選用的原料為天然多糖粒子，天然多糖材料安全；

2、所得到抑菌保鮮涂膜劑具有較好的抑菌活性；

3、所得到的抑菌保鮮涂膜劑在水中干燥后易于成膜，具有良好的穩(wěn)定性；

4、反應(yīng)過程簡單，所制備的抑菌保鮮涂膜劑對人體無危害，安全、無毒。

附圖說明

圖1為實施例7所得的纖維素膠體粒子抑菌劑的光學(xué)纖維照片，

圖2為實施例8所得的纖維素膠體粒子抑菌劑的光學(xué)纖維照片，

圖3為實施例9所得的纖維素膠體粒子抑菌劑的光學(xué)纖維照片，

圖4為實施例11所得的纖維素膠體粒子抑菌劑的光學(xué)纖維照片。

具體實施方式

本發(fā)明是將天然多糖粒子分散于水中，得天然多糖粒子溶液。所述天然多糖粒子或為無定型纖維素顆粒，或為微晶纖維素、微晶淀粉、纖維素納米纖維、纖維素納米晶中的一種。

所述無定型纖維素顆粒采用CN105218837公開的方法，是將棉短絨預(yù)先溶于7wt％/12wt％的NaOH/尿素，得到濃度為0.5wt％的纖維素溶液，然后將纖維素溶液在-12℃冰箱冷凍5min，取出，室溫下通過機械攪拌溶解，得到透明粘稠的溶液，在機械攪拌的條件下滴加至纖維素溶液體積相同的無水乙醇中，然后通過減壓蒸餾除掉乙醇，通過洗滌除去無機物所得到無定型纖維素水分散體顆粒。

所用微晶淀粉、微晶纖維素的尺寸在10-200微米，纖維素納米纖維和纖維素納米晶的尺寸為納米級。優(yōu)選的，纖維素納米纖維、纖維素納米晶尺寸為100nm。

本發(fā)明將5g微晶纖維素、微晶淀粉、纖維素納米纖維、纖維素納米晶中的一種分散于100mL水中，加入1.32g-7.92g高碘酸鈉在室溫或在37℃下反應(yīng)6h后，此時，高碘酸鈉全部參與了淀粉的氧化反應(yīng)，然后加具有抑菌活性的化合物5g-6g乳酸鏈球菌素，在室溫反應(yīng)6小時。

本發(fā)明將5g-8g無定型纖維素顆粒分散于200mL-600mL水中，加入2.64g-8.94g高碘酸鈉在37℃-40℃下避光反應(yīng)6h-8h，此時，高碘酸鈉全部參與了淀粉的氧化反應(yīng)，然后加5g-7g具有抑菌活性的化合物乳酸鏈球菌素，在室溫反應(yīng)6小時。

加乳酸鏈球菌素反應(yīng)后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。

本發(fā)明制備的抑菌保鮮涂膜劑噴涂于乳制品表面易自然干燥成膜，且成膜后性能穩(wěn)定，還由于天然多糖粒子的獨特結(jié)構(gòu)，可提升食品的香氣和風(fēng)味。

下面用具體實施例詳述本發(fā)明。

實施例1、稱取5g微晶淀粉分散于100mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入1.32g高碘酸鈉在室溫下反應(yīng)6h，加5g乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例產(chǎn)品對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長8天貨架期。

實施例2、稱取5g微晶淀粉分散于100mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入2.64g高碘酸鈉在37℃反應(yīng)6h，加入2.64g高碘酸鈉在37℃下反應(yīng)6h后，然后將5g乳酸鏈球菌素緩慢滴加到上述體系中，在室溫下反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例所得的纖維素膠體粒子抑菌劑對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長12天貨架期。

實施例3、稱取5g微晶纖維素分散于200mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入7.92g高碘酸鈉在37℃反應(yīng)6h，加6g乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例所得的纖維素膠體粒子抑菌劑對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長15天貨架期。

實施例4，同實施例1，不同的是，稱取5g纖維素納米纖維分散于100mL水中。

實施例5，同實施例1，不同的是，稱取5g纖維素納米晶分散于100mL水中。

實施例6，將棉短絨預(yù)先溶于7wt％/12wt％的NaOH/尿素，得到濃度為0.5wt％的纖維素溶液，然后將纖維素溶液在-12℃冰箱冷凍，5min，取出，室溫下通過機械攪拌溶解，得到透明粘稠的溶液，在機械攪拌的條件下滴加至纖維素溶液體積相同的無水乙醇中，然后通過減壓蒸餾除掉乙醇，通過洗滌除去無機物所得到無定型纖維素水分散體顆粒。

稱取5g微晶纖維素分散于200mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入2.64g高碘酸鈉在37℃避光反應(yīng)6h，加5g乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例所得的纖維素膠體粒子抑菌劑對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長10天貨架期。

實施例7，同實施例6，不同的是，

稱取5g微晶纖維素分散于200mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入5.28g高碘酸鈉在40℃避光反應(yīng)6h，加5g乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例產(chǎn)品對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長13天貨架期。

本實施例所得的纖維素膠體粒子抑菌劑的光學(xué)纖維照片見圖1。

實施例8，同實施例6，不同的是，

稱取5g微晶纖維素分散于400mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入6.6g高碘酸鈉在37℃避光反應(yīng)8h，加7g乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例產(chǎn)品對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長15天貨架期。

本實施例所得的纖維素膠體粒子抑菌劑的光學(xué)纖維照片見圖2。

實施例9，同實施例6，不同的是，

稱取6g微晶纖維素分散于400mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入7.62g高碘酸鈉在37℃避光反應(yīng)6h，加7g乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例產(chǎn)品對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長14天貨架期。

本實施例所得的纖維素膠體粒子抑菌劑的光學(xué)纖維照片見圖3。

實施例10，同實施例6，不同的是，

稱取8g微晶纖維素分散于600mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入8.94g高碘酸鈉在37℃避光反應(yīng)8h，加7g乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例產(chǎn)品對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長15天貨架期。

實施例11，同實施例6，不同的是，

稱取8g微晶纖維素分散于600mL水中，向天然多糖粒子溶液中加入8.94g高碘酸鈉在40℃避光反應(yīng)8h，加8g乳酸鏈球菌素在室溫反應(yīng)6小時，然后通過截留量為3000的透析袋透析除掉反應(yīng)體系中的鹽，得抑菌保鮮涂膜劑。將抑菌保鮮涂膜劑直接均勻噴涂于肉制品表面，干燥成膜。本實施例產(chǎn)品對生鮮肉制品的抑菌活性評價參照國標(biāo)(GB4789.2-2010,GB 5009.44-2003)，可明顯提高貯藏天數(shù)，相對未浸涂抑菌劑的肉制品可延長18天貨架期。

本實施例所得的纖維素膠體粒子抑菌劑的光學(xué)纖維照片見圖4。