一種用于食品的活性包裝膜及其制備方法
【專利說(shuō)明】-種用于食品的活性包裝膜及其制備方法 -、技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種功能性的復(fù)合膜，具體地說(shuō)是一種用于食品的活性包裝膜及其制 備方法。 二、【背景技術(shù)】
[0002] 食品包裝大多使用W塑料為主的惰性包裝材料，主要是通過(guò)物理方式使被包裝的 食品與外界相對(duì)隔絕而保持食品的品質(zhì)，材料本身并不具備生物活性?；钚园b是一種通 過(guò)改變食品包裝的環(huán)境條件，來(lái)延長(zhǎng)貨架期或改進(jìn)安全性和感官品質(zhì)從而維持包裝食品質(zhì) 量的包裝技術(shù)。其中，抗菌包裝是最常見的一種活性包裝，它是通過(guò)使抗菌成分接觸食品表 面，抑制微生物生長(zhǎng)、繁殖或直接將其殺死，從而延長(zhǎng)食品的貨架期。
[0003] 利用層狀娃酸鹽插層高分子聚合物是提其阻隔性能的一種常用方法，專利 CN1511871、CN102432985A、CN103613922A、CN102492210A公開了利用蒙脫±對(duì)聚乙締、聚對(duì) 苯二甲酸乙二醋、尼龍-6、高密度聚乙締實(shí)施改性，W提高其阻隔性能。為賦予材料的抗菌 性能，專利CN103205049A公開了利用負(fù)載納米化0的有機(jī)蒙脫±對(duì)聚乙締進(jìn)行改性，發(fā)明 一種高阻隔抗菌聚乙締膜。 H、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在為食品包裝提供一種復(fù)合膜材料，所要解決的技術(shù)問題是本復(fù)合膜不 僅具有良好的阻隔性能，而且具有良好的抗菌活性。
[0005] 本發(fā)明的思路是殼聚糖具有無(wú)毒、可生物降解、生物相容性、抗菌性等特點(diǎn)；聚乙 締醇是一個(gè)無(wú)毒、水溶性的聚合物，具有優(yōu)良的阻隔性能和成膜能力?；跉ぞ厶呛途垡揖?醇的性能優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明通過(guò)殼聚糖和聚乙締醇有機(jī)復(fù)合，利用蒙脫±的二維納米片層對(duì)殼 聚糖/聚乙締醇復(fù)合膜進(jìn)行改性，通過(guò)延長(zhǎng)氣體分子的擴(kuò)散路徑，進(jìn)一步提高膜的阻隔性 能，通過(guò)添加抗菌劑乳酸鋼，發(fā)揮乳酸鋼和殼聚糖的協(xié)同抗菌作用，獲得良好的抗菌效果。
[0006] 本發(fā)明所稱的活性包裝膜其實(shí)質(zhì)就是一種乳酸鋼負(fù)載蒙脫±改性殼聚糖/聚乙 締醇復(fù)合抗菌阻隔膜，在本膜中殼聚糖和聚乙締醇的質(zhì)量比為1:1，蒙脫±含量為殼聚糖 和聚乙締醇總質(zhì)量的1. 5~3. 0%，乳酸鋼的含量為殼聚糖和聚乙締醇總質(zhì)量的1~5%。
[0007] 所述的蒙脫±為鋼基蒙脫±，粒徑>325目，蒙脫石>85% ;聚乙締醇聚合度 1750 ±50,醇解度>99% ;殼聚糖重均分子量30萬(wàn)，脫乙酷度95%。
[0008] 本膜的制備方法是溶液涂膜法，包括溶液的配制、混合、涂膜、干燥和剝離，所述的 溶液的配制就是用蒸饋水配制5wt% (質(zhì)量百分濃度，下同）聚乙締醇溶液、用濃度1~ 2vt% (體積百分濃度，下同）的乙酸水溶液配制0. 5wt%蒙脫±溶液和Iwt%殼聚糖溶液， 并調(diào)殼聚糖溶液抑值至4.9 ;所述的混合是取聚乙締醇溶液100份（質(zhì)量份，下同）攬拌下 升溫至60~80°C時(shí)加入蒙脫±溶液30~60份繼續(xù)攬拌3. 5~4. 5h;降溫至35~45°C 時(shí)加入殼聚糖溶液500份繼續(xù)攬拌9~11小時(shí)；最后加入抗菌劑乳酸鋼0. 1~0. 4份，繼 續(xù)攬拌1~2小時(shí)，得到均質(zhì)涂膜液；所述的涂膜是用涂膜機(jī)將涂膜液均勻涂布于聚乙締基 膜上，干燥后將薄膜自聚乙締基膜上剝離，得到厚60~80um復(fù)合抗菌阻隔膜，即活性包裝 膜。
[0009] 本發(fā)明制備的乳酸鋼負(fù)載蒙脫±改性殼聚糖/聚乙締醇復(fù)合抗菌阻隔膜，優(yōu)勢(shì)主 要體現(xiàn)在：
[0010] 1.利用蒙脫±的二維納米片層對(duì)殼聚糖/聚乙締醇復(fù)合膜進(jìn)行改性，通過(guò)延長(zhǎng)氣 體分子的擴(kuò)散路徑，進(jìn)一步提高膜的阻隔性能。
[0011] 2.通過(guò)添加抗菌劑乳酸鋼，發(fā)揮乳酸鋼和殼聚糖的協(xié)同抗菌作用，獲得薄膜良好 的抗菌效果。
[0012] 3.采用AFA-III型自動(dòng)涂膜烘干機(jī)完成涂布烘干，過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便。 四、【具體實(shí)施方式】
[0013] 非限定實(shí)施例敘述如下
[0014] (一）、溶液的配制
[0015] 1.5wt%聚乙締醇溶液
[0016] 將5份聚乙締醇加入95份去離子水中，90°C攬拌地，轉(zhuǎn)速為40化pm。
[0017] 2.Iwt%殼聚糖溶液
[0018] 將1份殼聚糖加入99份濃度為2vt% (v/v)乙酸水溶液中。室溫下攬拌化，轉(zhuǎn)速 為400巧m，用濃度為0.Olmol/L的化OH溶液調(diào)節(jié)溶液的抑值為4. 9。
[0019] 3.0. 5wt% 蒙脫±溶液
[0020] 將0.5份蒙脫±加入99.5份濃度為Ivt% (v/v)乙酸水溶液中，室溫下攬拌化， 轉(zhuǎn)速為60化pm.
[0021] 所述的份為質(zhì)量份。 陽(yáng)02引（二）成膜 陽(yáng)〇2引 實(shí)施例1
[0024] 取5wt%聚乙締醇溶液lOOg，加入1000 mlS口燒瓶中，水浴加熱至70°C后，加入 0. 5wt%蒙脫±溶液30g，60化pm轉(zhuǎn)速下攬拌地，降溫至40°C，然后加入Iwt%殼聚糖溶液 500g，攬拌lOh，再加入抗菌劑乳酸鋼0.Ig,繼續(xù)攬拌化，得到均質(zhì)涂膜液。
[00巧]在AFA-III型自動(dòng)涂膜烘干機(jī)涂布平臺(tái)上放置一層厚度為IOOym的聚乙締膜， 開動(dòng)真空累，使聚乙締膜在涂布平臺(tái)上保持平整，取上述涂膜液15g傾倒于聚乙締膜上，將 涂膜液均勻涂布于聚乙締膜上，推動(dòng)刮刀的速度為50mm/s，35°C干燥72h，再將溫度升高至 80°C，干燥2地，脫去水份和乙酸，最后把復(fù)合抗菌阻隔膜從聚乙締膜上剝離，其主要性能結(jié) 果如表1所不。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] 取5wt%聚乙締醇溶液lOOg，加入1000 mlS口燒瓶中，水浴加熱至70°C后，加入 0. 5wt%蒙脫±溶液40g，60化pm轉(zhuǎn)速下攬拌地，降溫至40°C，然后加入Iwt%殼聚糖溶液 500g，攬拌lOh，再加入抗菌劑乳酸鋼0. 2g，繼續(xù)攬拌化，得到均質(zhì)涂膜液。
[0028] 在AFA-III型自動(dòng)涂膜烘干機(jī)涂布平臺(tái)上放置一層厚度為IOOym的聚乙締膜， 開動(dòng)真空累，使聚乙締膜在涂布平臺(tái)上保持平整，取上述涂膜液15g傾倒于聚乙締膜上，將 涂膜液均勻涂布于聚乙締膜上，推動(dòng)刮刀的速度為60mm/s，35°C干燥72h，再將溫度升高至 80°C，干燥2地，脫去水分和乙酸，最后把復(fù)合抗菌阻隔膜從聚乙締膜上剝離，其主要性能結(jié) 果如表1所不。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 取5wt%聚乙締醇溶液lOOg，加入1000 mlS口燒瓶中，水浴加熱至70°C后，加入 0. 5wt%蒙脫±溶液50g，60化pm轉(zhuǎn)速下攬拌地，降溫至40°C，然后加入Iwt%殼聚糖溶液 500g，攬拌lOh，再加入抗菌劑乳酸鋼0. 3g，繼續(xù)攬拌化，得到均質(zhì)涂膜液。
[0031] 在AFA-III型自動(dòng)涂膜烘干機(jī)涂布平臺(tái)上放置一層厚度為IOOym的聚乙締膜， 開動(dòng)真空累，使聚乙締膜在涂布平臺(tái)上保持平整，取上述涂膜液15g傾倒于聚乙締膜上，將 涂膜液均勻涂布于聚乙締膜上，推動(dòng)刮刀的速度為65mm/s，35°C干燥72h，再將溫度升高至 80°C，干燥2地，脫去水分和乙酸，最后把復(fù)合抗菌阻隔膜從聚乙締膜上剝離，其主要性能結(jié) 果如表1所示。 陽(yáng)0巧 實(shí)施例4
[0033] 取5wt%聚乙締醇溶液lOOg，加入1000 mlS口燒瓶中，水浴加熱至70°C后，加入 0. 5wt%蒙脫±溶液55g，60化pm轉(zhuǎn)速下攬拌地，降溫至40°C，然后加入Iwt%殼聚糖溶液 500g，攬拌lOh，再加入抗菌劑乳酸鋼0. 35g，繼續(xù)攬拌化，得到均質(zhì)涂膜液。
[0034] 在AFA-III型自動(dòng)涂膜烘干機(jī)涂布平臺(tái)上放置一層厚度為IOOym的聚乙締膜， 開動(dòng)真空累，使聚乙締膜在涂布平臺(tái)上保持平整，取上述涂膜液15g傾倒于聚乙締膜上，將 涂膜液均勻涂布于聚乙締膜上，推動(dòng)刮刀的速度為70mm/s，35°C干燥72h，再將溫度升高至 80°C，干燥2地，脫去水分和乙酸，最后把復(fù)合抗菌阻隔膜從聚乙締膜上剝離，其主要性能結(jié) 果如表1所不。 陽(yáng)0對(duì)實(shí)施例5
[0036] 取5wt%聚乙締醇溶液lOOg，加入1000 mlS口燒瓶中，水浴加熱至70°C后，加入 0. 5wt%蒙脫±溶液60g，60化pm轉(zhuǎn)速下攬拌地，降溫至40°C，然后加入Iwt%殼聚糖溶液 500g，攬拌lOh，再加入抗菌劑乳酸鋼0. 4g，繼續(xù)攬拌化，得到均質(zhì)涂膜液。
[0037] 在AFA-III型自動(dòng)涂膜烘干機(jī)涂布平臺(tái)上放置一層厚度為IOOym的聚乙締膜， 開動(dòng)真空累，使聚乙締膜在涂布平臺(tái)上保持平整，取上述涂膜液15g傾倒于聚乙締膜上，將 涂膜液均勻涂布于聚乙締膜上，推動(dòng)刮刀的速度為80mm/s，35°C干燥72h，再將溫度升高至 80°C，干燥2地，脫去水分和乙酸，最后把復(fù)合抗菌阻隔膜從聚乙締膜上剝離，其主要性能結(jié) 果如表1所示。
[0038]表1復(fù)合抗菌阻隔膜的主要性能
[0039]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于食品的活性包裝膜，其特征在于：本膜為乳酸鈉負(fù)載蒙脫土改性殼聚糖 /聚乙烯醇復(fù)合抗菌阻隔膜，膜中殼聚糖和聚乙烯醇的質(zhì)量比為1 :1，蒙脫土含量為殼聚 糖和聚乙烯醇總質(zhì)量的1. 5~3. 0%，乳酸鈉的含量為殼聚聚糖和聚乙烯的總質(zhì)量的1~ 5% ； 所述的蒙脫土為鈉基蒙脫土，粒徑>325目，蒙脫石多85%;聚乙烯醇聚合度1750±50， 醇解度>99% ;殼聚糖重均分子量30萬(wàn)，脫乙酰度95%。2. 如權(quán)利要求1所述的用于食品的活性包裝膜的制備方法，是溶液涂膜法，包括溶液 的配制，混合、涂膜、干燥和剝離，其特征在于：首先用蒸餾水配制5wt%聚乙烯醇溶液、用 濃度1~2vt%乙酸水溶液配制0. 5wt%蒙脫土溶液和lwt%殼聚糖溶液；并調(diào)殼聚糖溶液 pH值至4. 9 ;然后取聚乙烯醇溶液100份，攪拌升溫60~80°C時(shí)加入蒙脫土溶液30~60 份繼續(xù)攪拌3. 5~4. 5h，降溫至35~45°C時(shí)加入殼聚糖溶液500份，攪拌9~llh，再加 入乳酸鈉0. 1~0. 4份，攪拌1~2小時(shí)得到均質(zhì)涂膜液，最后用涂膜機(jī)將涂膜液涂布于聚 乙烯基膜上，經(jīng)干燥后剝離，得到厚度60~80um的活性包裝膜。
【專利摘要】一種用于食品的活性包裝膜就是乳酸鈉負(fù)載蒙脫土改性殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合抗菌阻隔膜，首先用濃度1～2vt％乙酸溶液配制0.5wt％蒙脫土溶液和1wt％殼聚糖溶液，用蒸餾水配制5wt％聚乙烯醇溶液；然后取聚乙烯醇溶液100份、殼聚糖溶液500份、蒙脫土溶液30～60份，加入抗菌劑乳酸鈉0.1～0.4份混合均勻，得到涂膜液。最后利用AFA-III型自動(dòng)涂膜烘干機(jī)將涂膜液均勻涂布于聚乙烯基膜上，35℃干燥72h后，再將溫度升高至80℃，干燥24h，將薄膜從聚乙烯基膜上剝離。該復(fù)合抗菌阻隔膜水汽透過(guò)率<4.5g/m224h，氧氣透過(guò)率<10cm3/m224h？atm，能有效抑制細(xì)菌的滋生與繁殖，抗菌率>97％。
【IPC分類】C08J5/18, C08K5/098, C08L29/04, C08L5/08, C08K3/34
【公開號(hào)】CN105295118
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510856544
【發(fā)明人】王華林, 張茹, 曹孟業(yè), 翟林峰
【申請(qǐng)人】合肥工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日