專利名稱：一種基于精油/β-環(huán)糊精包合物的活性包裝膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種活性包裝膜及其制備方法，屬于包裝材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
食品包裝多使用以塑料為主的惰性包裝材料，這類材料本身不具備任何生物活性，而主要是通過物理方式使被包裝食品與外界相對隔絕而保持食品品質(zhì)。但是隨著食品加工、運(yùn)輸和貯存一體化技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展，食品的流通擴(kuò)展到世界各地，不僅需要食品維持較長的貨架壽命，而且還要保持營養(yǎng)新鮮的品質(zhì)。同時隨著人們對身體健康的關(guān)注以及對食品質(zhì)量要求的不斷提高，又希望食品加工中盡量減少化學(xué)添加剤，因此這對從加工產(chǎn)地流通到銷售市場的食品儲存的安全和質(zhì)量提出了新的挑戰(zhàn)。在這種時代前提下具有特定功能的活性包裝就應(yīng)運(yùn)而生。活性包裝是通過改變包裝內(nèi)的環(huán)境條件，來延長食品的貨架期或提高食品的安全性和感官品質(zhì)的包裝體系，按功能特性可分為抗菌、除氧、去濕、除乙烯、風(fēng)味釋放和吸收等類型。活性包裝作為ー種新型的包裝技術(shù)大大促進(jìn)了食品エ業(yè)的發(fā)展，并展示出了其良好的應(yīng)用前景?？咕b是活性包裝中最重要的一種，并得到了人們高度重視和廣泛的研究。抗菌包裝通過使用具有殺菌作用的包裝材料，抑制貯藏過程中食品微生物的生長并避免食品的二次污染，從而延長食品的保質(zhì)期。因此，與普通包裝相比，抗菌包裝對確保食品安全以及延長食品貨架期的作用更為突出。環(huán)糊精和一些功能性成分包埋之后添加至包裝基質(zhì)中，利用包合物的緩釋性能以及環(huán)糊精對功能性成分遷移能力的改善，可制備功能性的活性包裝材料。對于這一嶄新的應(yīng)用領(lǐng)域，國外現(xiàn)在已經(jīng)展開了深入的研究，并取得了積極的成果。Plackett等研究了將環(huán)糊精-抗菌劑包合物與聚乳酸或聚乳酸聚己內(nèi)酯共混制備緩釋抗菌緑色包裝材料，并研究了包裝膜對于酪貨架壽命的影響。結(jié)果表明環(huán)糊精-抗菌劑包合物與聚乳酸聚己內(nèi)酯共混膜可以有效的控制所包裝干酪霉菌生長。日本已將⑶-保鮮劑或抗菌性物質(zhì)包合物制成了具有保鮮或抗菌特性的包裝材料，并在肉制品保鮮得以應(yīng)用。2004年，WACKER公司在第16 屆國際塑膠貿(mào)易展覽會上宣稱并展示了他們成功開發(fā)的新型環(huán)糊精食品包裝エ藝技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是將系列基礎(chǔ)環(huán)糊精加入食品包裝材料中，利用環(huán)糊精對材料中殘留有機(jī)醛等化合物的吸收，來去除食品包裝的不良味道(例如瓶蓋或者包裝材料)對食品風(fēng)味的影響。而我國在此領(lǐng)域的研究基本還未起歩。本發(fā)明的目的之ー在于提供ー種活性包裝材料。本發(fā)明的目的之ニ在于提供一種用于食品包裝，延長食品貨架壽命的活性包裝材料。本發(fā)明的目的之三是提供ー種食品包裝用活性包裝材料的制備方法。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的活性抗菌膜除含有制膜常用的增塑劑、成膜助劑和表面活性劑外，還含有廣譜長效抗菌β -環(huán)糊精包合物顆粒，該包合物顆粒的粒徑為1 100納米，包合物顆粒占活性抗菌膜重量的4 對％，膜的厚度和寬度可以自行調(diào)整。上述食品包裝用活性抗菌膜的生產(chǎn)方法，其步驟如下(1)包合物的制備稱取一定量的β-環(huán)糊精，按重量比1 8的量加入去離子水， 加熱，待β-環(huán)糊精溶解后，加入精油，其加入量為β-環(huán)糊精重量的1/6，其中精油預(yù)先用 70%乙醇溶解，精油與乙醇的比例為1 10。將上述加入精油的β-環(huán)糊精溶解液在70°C， 700r/min的條件下包合1 1.證后取出，冷至室溫后置于5°C冰箱靜置Mh，真空抽濾，將真空抽濾后的包合物用去離子水除去未包合的β-環(huán)糊精，用乙醇除去未包合的包合物表面的精油。收集包合物干50°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥至恒重，即得到精油/ β -環(huán)糊精包合物。(2)包合物溶解分散稱取一定量的精油/β-環(huán)糊精包合物，加入適量的水，用超聲波振蕩器振蕩，使包合物均勻分散，得到精油/ β -環(huán)糊精包合物分散液。(3)成膜液的配制將成膜基材、成膜助劑加入水中，攪拌加熱至60°C時加入精油 / β -環(huán)糊精包合物分散液，繼續(xù)攪拌加熱至成膜基材完全溶解，取出冷卻至60°C左右，即得成膜液。成膜基材為聚乙烯醇，成膜助劑為乙ニ醇和十二烷基硫酸鈉，成膜液中各組分的濃度分別為聚乙烯醇的濃度為11% 16%，十二烷基硫酸鈉的濃度為0. 0.4%，乙 ニ醇的濃度為0. 5% 2%，包合物的濃度為Ι^-δ^ 。十二烷基硫酸鈉與聚乙烯醇的比例為1 120 1 30，乙ニ醇與聚乙烯醇的比例為1 30 1 5，包合物與聚乙烯醇的比例為1 12 1 2。(4)成膜將成膜液進(jìn)行真空消泡后在流延機(jī)上流延成膜。本發(fā)明的活性包裝膜為無色透明薄膜，有淡淡香辛料氣味，完整光潔，厚度一致， 手感細(xì)膩，無明顯氣泡；具有較好的力學(xué)性能，能滿足食品包裝的力學(xué)要求；透明性能善好，用來包裝食品吋，可以很清楚的看到內(nèi)裝物。用本發(fā)明制備的活性包裝膜的優(yōu)點(diǎn)有(1)本發(fā)明的活性包裝膜對食品病原菌有高效的抑菌活性，根據(jù)抗菌塑料——抗菌性能試驗(yàn)方法和抗菌效果(QB/T 2591-2003)試驗(yàn)方法檢測，該活性包裝膜的抗細(xì)菌率 ^ 99%，有強(qiáng)抗細(xì)菌作用；該膜接種霉菌后在溫度觀で，相対濕度90% RH以上的條件下培養(yǎng)28d后，放大50倍觀察，在膜上未見霉菌生長，達(dá)到0級抗霉菌標(biāo)準(zhǔn)，有強(qiáng)抗霉菌作用。(2)在本發(fā)明中，所使用的原料安全，制備的活性包裝膜具有可降解性，屬于環(huán)境友好型包裝材料。(3)本發(fā)明的活性包裝膜生產(chǎn)エ藝簡單，過程易于控制，容易擴(kuò)大到エ業(yè)生產(chǎn)規(guī)摸。本發(fā)明方法制備的活性包裝膜，可以直接用于食品包裝，抑制食品病原菌的生長， 延長食品貨架壽命。


圖1 具有良好抗菌性的活性包裝膜。圖2 活性包裝膜對砂糖橘保鮮效果的部分結(jié)果。
照片顯示出了試驗(yàn)開始30天后的砂糖橘。圖加為純PVA的包裝，圖2b為成膜液中精油/ β -環(huán)糊精包合物的濃度為1 %的包裝，圖2c為成膜液中精油/ β -環(huán)糊精包合物的濃度為2. 3%的包裝。在純PVA包裝和成膜液中精油/β -環(huán)糊精包合物的濃度為的包裝中觀察到變化，包裝內(nèi)部分砂糖橘已出現(xiàn)霉菌生長的現(xiàn)象。在成膜液中精油/β-環(huán)糊精包合物的濃度為2. 3%的包裝中，我們觀察到?jīng)]有變化，包裝內(nèi)砂糖橘沒有出現(xiàn)長霉腐爛的現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式以下我們將用發(fā)明人進(jìn)行的一些試驗(yàn)來解釋說明本發(fā)明，這些試驗(yàn)說明了活性抗菌膜的制備エ藝和抗菌效果。實(shí)施例1取40g聚乙烯醇、Ig十二烷基硫酸鈉和8ml乙ニ醇于500ml燒杯中，加入250ml 水。將燒杯置于恒溫水浴鍋中，在低速攪拌條件下加熱至60°C，得到分散液A。稱取5g精油/β -環(huán)糊精包合物干250ml燒杯中，加入50ml水，將燒杯置于超聲振蕩器中處理15min 至精油/β -環(huán)糊精包合物較均勻的分散于水中，得分散液B。將分散液B緩慢加入到分散液A中即為分散液C。將分散液C在低速攪拌條件下繼續(xù)加熱到95°C 100°C至聚乙烯醇完全熔融。取出冷卻至60°C左右后真空消泡，即得到成膜液。將成膜液置于50°C水浴鍋中保溫備用。將成膜液倒入流延成膜機(jī)料斗中，根據(jù)需要調(diào)節(jié)好成膜厚度、寬度以及成膜液流出的速度，流延成膜，在流延機(jī)上自動干燥，揭膜，得到活性抗菌膜。經(jīng)檢測，該活性包裝膜的抗細(xì)菌率> 99%，有強(qiáng)抗細(xì)菌作用；該膜接種霉菌后在溫度觀で，相対濕度90% RH以上的條件下培養(yǎng)28d后，放大50倍觀察，在膜上未見霉菌生長，達(dá)到0級抗霉菌標(biāo)準(zhǔn)，有強(qiáng)抗霉菌作用。實(shí)施例2取40g聚乙烯醇、Ig十二烷基硫酸鈉和5ml乙ニ醇于500ml燒杯中，加入250ml 水。將燒杯置于恒溫水浴鍋中，在低速攪拌條件下加熱至60°C，得到分散液D。稱取8g精油/β -環(huán)糊精包合物干250ml燒杯中，加入50ml水，將燒杯置于超聲振蕩器中處理15min 至精油/β-環(huán)糊精包合物較均勻的分散于水中，得分散液Ε。將分散液E緩慢加入到分散液D中即為分散液F。將分散液F在低速攪拌條件下繼續(xù)加熱到95°C 100°C至聚乙烯醇完全熔融。取出冷卻至60°C左右后真空消泡，即得到成膜液。將成膜液置于50°C水浴鍋中保溫備用。將成膜液倒入流延成膜機(jī)料斗中，根據(jù)需要調(diào)節(jié)好成膜厚度、寬度以及成膜液流出的速度，流延成膜，在流延機(jī)上自動干燥，揭膜，得到活性抗菌膜。經(jīng)檢測，制備活性包裝膜的抗細(xì)菌率> 99%，有強(qiáng)抗細(xì)菌作用；該膜接種霉菌后在溫度觀で，相対濕度90% RH以上的條件下培養(yǎng)28d后，放大50倍觀察，在膜上未見霉菌生長，達(dá)到0級抗霉菌標(biāo)準(zhǔn)，有強(qiáng)抗霉菌作用。實(shí)施例3用于砂糖橘保存的活性包裝膜的試驗(yàn)結(jié)果。在這個實(shí)施例中，砂糖橘作為容易腐爛的食品。從超市購買時令砂糖橘，從中選出大小一致、無損傷、無病害、成熟、新鮮的砂糖橘。將砂糖橘先用清水清洗干凈后，再用無菌水清洗，浙干。將實(shí)施例1和實(shí)施例2制備的膜裁成15X 15cm見方，并用熱封儀熱封成袋。將果實(shí)隨機(jī)分成多組，每9個果實(shí)一組分別裝入膜袋中，每個處理做3個重復(fù)。并以無抗菌性的PVA包裝膜作為對照，觀察活性包裝膜對砂糖橘保存效果的影響。在實(shí)驗(yàn)開始30天后， 觀察到在實(shí)施例2方案制備的包裝膜中的砂糖橘在貯放30天后也沒有出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，果實(shí)的感官也沒有明顯變化。另ー方面，純PVA包裝膜中部分砂糖橘已長霉腐爛。
權(quán)利要求
1.一種基于精油/β-環(huán)糊精包合物的活性包裝膜及其制備方法，其特征在于該活性包裝膜包括精油和β-環(huán)糊精包合物，所述的包合物是以β-環(huán)糊精為壁材，芯材是具有廣譜抗菌性能的精油，按重量比，精油/β -環(huán)糊精包合物為總量的4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于精油/β -環(huán)糊精包合物的活性包裝膜及其制備方法，其特征在于所述的精油至少來自丁香。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于精油/β -環(huán)糊精包合物的活性包裝膜及其制備方法，其特征在干所述的精油還可以是來自肉桂、八角、牛至等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于精油/β -環(huán)糊精包合物的活性包裝膜及其制備方法，其特征在于所述的精油/β-環(huán)糊精包合物的粒徑在1 lOOnm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于精油/β -環(huán)糊精包合物的活性包裝膜及其制備方法，其特征在于所述的包裝膜主要是指聚乙烯醇膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于精油/β -環(huán)糊精包合物的活性包裝膜及其制備方法，其特征在干活性包裝膜通過精油從包合物中的緩慢釋放以及在膜中的遷移，最后達(dá)到在食品表面發(fā)揮抗菌作用。
7.獲得根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的活性包裝膜的方法，其中包括以下步驟Α、制備所述精油/β-環(huán)糊精包合物；B、成膜材料溶漿；C、將在前述步驟中獲得的包合物摻入到成膜材料溶漿中制備活性包裝膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型活性包裝膜，該種活性包裝膜成膜基材為聚乙烯醇，成膜助劑為乙二醇和十二烷基硫酸鈉，含有廣譜長效抗菌β-環(huán)糊精包合物顆粒，包合物顆粒占活性抗菌膜重量的4～24％。顆粒的粒徑為1～100納米，通過精油從包合物中的緩慢釋放以及在膜中的遷移，最后達(dá)到在食品表面發(fā)揮抗菌作用。本發(fā)明的活性包裝膜為無色透明薄膜，有淡淡香辛料氣味，完整光潔，厚度一致，手感細(xì)膩，無明顯氣泡；具有較好的力學(xué)性能，能滿足食品包裝的力學(xué)要求；透明性能善好，用來包裝食品時，可以很清楚的看到內(nèi)裝物。
文檔編號C08L29/04GK102585412SQ20111000738
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者李文, 譚興和, 鄧靖, 郝喜海 申請人:李文, 鄧靖