一种可降解抗菌保鲜膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种保鲜膜，尤其涉及一种可降解抗菌保鲜膜及其制备方法。

背景技术：

2.果蔬等储存期较短的物品存放的条件比较苛刻，否则就会因为微生物大量繁殖发生霉变使其不再新鲜，失去原有的价值。除依靠低温进行保鲜外，还会通过在果蔬外包裹保鲜膜实现延长保存期限的目的。
3.果蔬保鲜膜是一种功能性的薄膜，通常是指一类有适度的透氧性和不透湿性，能够调节被保鲜品周围的氧气含量和水分含量，抑制呼吸消耗延缓果蔬衰老，阻隔空气中的灰尘，延长果蔬的保鲜期的薄膜状制品。目前市场上常见保鲜膜产品主要有三类：聚乙烯(pe)、聚氯乙烯(pvc)和聚偏二氯乙烯(pvdc)保鲜膜。这三类都是石油提取的乙烯为母料聚合而成。但是均存在各种各样的问题。如有的保鲜膜气体阻隔性太好，容易发生结露现象，果蔬自身的呼吸作用产生水气在保鲜膜内壁结露容易导致细菌滋生及霉变，进而加速果蔬的腐烂。聚乙烯膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。有些保鲜膜仅仅通过简单的覆盖隔离起到保湿、隔绝氧气以降低果蔬呼吸消耗糖分的作用，但是其自身并不能起到抗氧化或抗菌的效果。
4.随着环保意识的增强，传统的功能性保鲜膜虽然能起到包装的作用，但是已明显不能满足现代市场的保鲜需要，可降解塑料已经成为大势所趋，也是目前研发的重点方向。现有研究中，为了达到更好保鲜的目的，在保鲜膜的制备过程中为了防止果蔬氧化和微生物污染，也会在薄膜中加入一些抗菌剂和抗氧化剂，然而常规使用的合成抗氧化剂，如丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚等和抗菌剂，如山梨酸和苯甲酸、苯甲酸钠等具有致癌性和致突变性，长期包覆于果蔬表层会深入果蔬内部，造成果蔬的污染，对人体健康造成一定的危害。因此，研究开发一种安全、可降解、力学性能和保鲜性能优异的保鲜膜，成为当下保鲜材料技术领域研发的趋势。

技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种可降解抗菌保鲜膜的制备方法，制备的保鲜膜使用安全，可降解，并且具有优异的保鲜性能。
6.本发明的目的之二在于提供一种可降解保鲜膜。
7.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
8.一种可降解抗菌保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
9.(1)将瓜尔胶用高碘酸钠氧化制备醛基化瓜尔胶；
10.(2)将醛基化瓜尔胶和大豆低聚肽、儿茶素加入至去离子水中，加热至50-60℃搅拌30-60min；
11.(3)制备改性谷朊粉：将谷朊粉和玉米须超微粉加入去离子水中，调解ph至中性后加入谷氨酰胺转氨酶水解，将水解液灭菌后加入发酵菌进行发酵，发酵液离心后冻干得到
改性谷朊粉；
12.(4)将改性谷朊粉和甘油加入至步骤(2)的混合溶液中，在70-80℃搅拌20-30min，得到成膜液，将成膜液经流延设备成膜得到保鲜膜。
13.优选地，所述保鲜膜中各原料用量如下：醛基化瓜尔胶8-12份、大豆低聚肽15-20份、儿茶素0.05-0.1份、改性谷朊粉30-40份、甘油1-5份。
14.优选地，步骤(2)中醛基化瓜尔胶和去离子的重量份比为1:30-40。
15.优选地，步骤(1)所述醛基化瓜尔胶的制备过程如下：将瓜尔胶溶于去离子水中，加入高碘酸钠搅拌均匀，室温搅拌反应10-15h，加入乙二醇终止反应，采用去离子水为透析液透析处理后冷冻干燥得到醛基化瓜尔胶；所述瓜尔胶在去离子水中的质量浓度为10-15％，所述瓜尔胶和高碘酸钠的质量比为：1:0.1-0.4。
16.优选地，步骤(3)中谷朊粉、玉米须超微粉和谷氨酰胺转氨酶的质量比为：1:0.05-0.1:0.1-0.3，去离子水中谷朊粉的含量为20-30wt％。
17.优选地，步骤(3)中在50-55℃水解1h，所述发酵菌为植物乳杆菌，用量为1-5
×
106cfu/ml，在30-35℃发酵60h。
18.优选地，所述玉米须超微粉制备过程如下：将玉米须干燥后采用超微粉碎机粉碎得到玉米须超微粉。
19.优选地，步骤(4)中流延速度为0.5-0.8m/min，流延板温度为50-60℃。
20.优选地，所述大豆低聚肽的平均分子量为500-1000da。
21.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
22.一种可降解抗菌保鲜膜，由上述方法制备得到。
23.相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种可降解抗菌保鲜膜的制备方法，将瓜尔胶醛基化后和大豆低聚肽中的氨基形成席夫碱衍生物，可以更好的交联，有助于改善保鲜膜的力学性能，并且在此过程中将儿茶素负载在交联产物上，提高负载量，具有缓释的效果，在保证保鲜效果的情况下延长保鲜时间，降低保鲜成本。由于谷朊粉的阻水性和阻气性较好，会引起保鲜膜内壁发生结露从而滋生细菌引起果蔬霉变，本发明通过在谷氨酰胺转氨酶水解谷朊粉过程中采用少量的玉米须微粉对其进行改性，改善了谷朊粉成膜的特性，有效避免保鲜膜结露现象的出现，进而延长保鲜期。将改性谷朊粉和醛基化瓜尔胶、大豆低聚肽交联后形成的保鲜膜具有良好的力学性能，并且所用成分安全可降解，对环境友好。
具体实施方式
24.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
25.实施例1
26.一种可降解抗菌保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
27.(1)将瓜尔胶用高碘酸钠氧化制备醛基化瓜尔胶：将瓜尔胶溶于去离子水中，瓜尔胶在去离子水中的质量浓度为10％，加入高碘酸钠搅拌均匀，瓜尔胶和高碘酸钠的质量比为：1:0.1，室温搅拌反应10h，加入适量乙二醇终止反应，采用去离子水为透析液透析2d后冷冻干燥得到醛基化瓜尔胶；
28.(2)将醛基化瓜尔胶和平均分子量为500-1000da大豆低聚肽、儿茶素加入至去离子水中，加热至50℃搅拌60min；醛基化瓜尔胶和去离子的重量份比为1:30；
29.(3)制备改性谷朊粉：将谷朊粉和玉米须超微粉加入去离子水中，去离子水中谷朊粉的含量为20wt％，调解ph至中性后加入谷氨酰胺转氨酶在50℃水解1h，谷朊粉、玉米须超微粉和谷氨酰胺转氨酶的质量比为：1:0.05:0.1，将水解液灭菌后加入植物乳杆菌(1
×
106cfu/ml)在30℃发酵60h，发酵液离心后冻干得到改性谷朊粉；玉米须超微粉制备过程如下：将玉米须干燥后采用超微粉碎机粉碎得到玉米须超微粉；
30.(4)将改性谷朊粉和甘油加入至步骤(2)的混合溶液中，在70℃搅拌30min，得到成膜液，将成膜液经流延设备设置流延速度为0.5m/min，流延板温度为50℃成膜得到保鲜膜；保鲜膜中各原料用量如下：醛基化瓜尔胶8份、大豆低聚肽15份、儿茶素0.05份、改性谷朊粉30份、甘油1份。
31.一种可降解保鲜膜，由上述方法制备得到。
32.实施例2
33.一种可降解抗菌保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
34.(1)将瓜尔胶用高碘酸钠氧化制备醛基化瓜尔胶：将瓜尔胶溶于去离子水中，瓜尔胶在去离子水中的质量浓度为12％，加入高碘酸钠搅拌均匀，瓜尔胶和高碘酸钠的质量比为：1:0.3，室温搅拌反应13h，加入适量乙二醇终止反应，采用去离子水为透析液透析2d后冷冻干燥得到醛基化瓜尔胶；
35.(2)将醛基化瓜尔胶和平均分子量为500-1000da大豆低聚肽、儿茶素加入至去离子水中，加热至55℃搅拌50min；醛基化瓜尔胶和去离子的重量份比为1:35；
36.(3)制备改性谷朊粉：将谷朊粉和玉米须超微粉加入去离子水中，去离子水中谷朊粉的含量为25wt％，调解ph至中性后加入谷氨酰胺转氨酶在53℃水解1h，谷朊粉、玉米须超微粉和谷氨酰胺转氨酶的质量比为：1:0.08:0.2，将水解液灭菌后加入植物乳杆菌(3
×
106cfu/ml)在32℃发酵60h，发酵液离心后冻干得到改性谷朊粉；玉米须超微粉制备过程如下：将玉米须干燥后采用超微粉碎机粉碎得到玉米须超微粉；
37.(4)将改性谷朊粉和甘油加入至步骤(2)的混合溶液中，在75℃搅拌25min，得到成膜液，将成膜液经流延设备设置流延速度为0.6m/min，流延板温度为55℃成膜得到保鲜膜；保鲜膜中各原料用量如下：醛基化瓜尔胶10份、大豆低聚肽18份、儿茶素0.08份、改性谷朊粉35份、甘油3份。
38.一种可降解保鲜膜，由上述方法制备得到。
39.实施例3
40.一种可降解抗菌保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
41.(1)将瓜尔胶用高碘酸钠氧化制备醛基化瓜尔胶：将瓜尔胶溶于去离子水中，瓜尔胶在去离子水中的质量浓度为15％，加入高碘酸钠搅拌均匀，瓜尔胶和高碘酸钠的质量比为：1:0.4，室温搅拌反应15h，加入适量乙二醇终止反应，采用去离子水为透析液透析2d后冷冻干燥得到醛基化瓜尔胶；
42.(2)将醛基化瓜尔胶和平均分子量为500-1000da大豆低聚肽、儿茶素加入至去离子水中，加热至60℃搅拌30min；醛基化瓜尔胶和去离子的重量份比为1:40；
43.(3)制备改性谷朊粉：将谷朊粉和玉米须超微粉加入去离子水中，去离子水中谷朊
粉的含量为30wt％，调解ph至中性后加入谷氨酰胺转氨酶在55℃水解1h，谷朊粉、玉米须超微粉和谷氨酰胺转氨酶的质量比为：1:0.1:0.3，将水解液灭菌后加入植物乳杆菌(5
×
106cfu/ml)在35℃发酵60h，发酵液离心后冻干得到改性谷朊粉；玉米须超微粉制备过程如下：将玉米须干燥后采用超微粉碎机粉碎得到玉米须超微粉；
44.(4)将改性谷朊粉和甘油加入至步骤(2)的混合溶液中，在80℃搅拌20min，得到成膜液，将成膜液经流延设备设置流延速度为0.8m/min，流延板温度为60℃成膜得到保鲜膜；保鲜膜中各原料用量如下：醛基化瓜尔胶12份、大豆低聚肽20份、儿茶素0.1份、改性谷朊粉40份、甘油5份。
45.一种可降解保鲜膜，由上述方法制备得到。
46.对比例1
47.对比例1和实施例1的区别为：省去步骤(1)，将步骤(2)的醛基化瓜尔胶替换为瓜尔胶，其他的均和实施例1相同。
48.对比例2
49.对比例2和实施例1的区别为：将步骤(2)的大豆低聚肽调整为大豆分离蛋白，其他的均和实施例1相同。
50.对比例3
51.对比例3和实施例1的区别为：省去步骤(3)，将步骤(4)的改性谷朊粉调整为谷朊粉，其他的均和实施例1相同。
52.对比例4
53.对比例4和实施例1的区别为：省去步骤(3)，将步骤(4)中改性谷朊粉替换为30份谷朊粉和玉米须超微粉1.5份，其他的均和实施例1相同。
54.对比例5
55.对比例5和实施例1的区别为：将步骤(2)的儿茶素调整为在步骤(4)中和改性谷朊粉、甘油一起加入，其他的均和实施例1相同。
56.采用物性分析仪分别检测实施例1-3，对比例1-5制备的保鲜膜的抗拉伸强度和断裂伸长率，试样尺寸为6mm
×
1mm，拉伸速率为2mm/s，夹持距离为35mm。参考gb1037-1988检测保鲜膜的水蒸气透过量，利用紫外分光光度计检测各组保鲜膜的透光率。结果见表1。
57.表1
[0058][0059]
由表1可以看出实施例1-3的保鲜膜抗拉伸强度和断裂伸长率优于对比例1-5。并且实施例1-3的保鲜膜水蒸气透过量适中，有效防止出现结露现场，透光率低，延长保鲜时间。
[0060]
以大肠杆菌作为实验菌种，用打孔器取直径5mm的保鲜膜样品分别放于大肠杆菌的培养基中(大肠杆菌浓度为2
×
105cfu/ml)，在37℃的恒温箱中培养24h，测量每组抑菌环的大小，结果如表2所示。
[0061]
表2
[0062]
样品抑菌圈直径(mm)实施例126.4实施例225.8实施例325.3对比例119.7对比例215.4对比例325.9对比例424.7对比例516.4
[0063]
由表2可以看出实施例1至3中的保鲜膜抑菌效果更高，优于对比例1至5。
[0064]
取新鲜草莓，随机分为8组，每组10颗，采用实施例1至3，对比例1至5的保鲜膜包裹覆盖，将其保存在10℃的冰箱中，分别在保存3天和6天时统计草莓的腐烂个数，结果如表3所示。
[0065]
表3
[0066]
样品保存3d(个)保存6d(个)实施例100实施例201实施例301对比例104对比例203
对比例317对比例415对比例503
[0067]
由表3可以看出实施例1至3中的保鲜膜对草莓的保鲜效果更好，优于对比例1至5中的保鲜膜。
[0068]
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：

1.一种可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将瓜尔胶用高碘酸钠氧化制备醛基化瓜尔胶；(2)将醛基化瓜尔胶和大豆低聚肽、儿茶素加入至去离子水中，加热至50-60℃搅拌30-60min；(3)制备改性谷朊粉：将谷朊粉和玉米须超微粉加入去离子水中，调解ph至中性后加入谷氨酰胺转氨酶水解，将水解液灭菌后加入发酵菌进行发酵，发酵液离心后冻干得到改性谷朊粉；(4)将改性谷朊粉和甘油加入至步骤(2)的混合溶液中，在70-80℃搅拌20-30min，得到成膜液，将成膜液经流延设备成膜得到保鲜膜。2.根据权利要求1所述可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述保鲜膜中各原料用量如下：醛基化瓜尔胶8-12份、大豆低聚肽15-20份、儿茶素0.05-0.1份、改性谷朊粉30-40份、甘油1-5份。3.根据权利要求1所述可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中醛基化瓜尔胶和去离子的重量份比为1:30-40。4.根据权利要求1所述可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述醛基化瓜尔胶的制备过程如下：将瓜尔胶溶于去离子水中，加入高碘酸钠搅拌均匀，室温搅拌反应10-15h，加入乙二醇终止反应，采用去离子水为透析液透析处理后冷冻干燥得到醛基化瓜尔胶；所述瓜尔胶在去离子水中的质量浓度为10-15％，所述瓜尔胶和高碘酸钠的质量比为：1:0.1-0.4。5.根据权利要求1所述可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中谷朊粉、玉米须超微粉和谷氨酰胺转氨酶的质量比为：1:0.05-0.1:0.1-0.3，去离子水中谷朊粉的含量为20-30wt％。6.根据权利要求1所述可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在50-55℃水解1h，所述发酵菌为植物乳杆菌，用量为1-5
×
106cfu/ml，在30-35℃发酵60h。7.根据权利要求1所述可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述玉米须超微粉制备过程如下：将玉米须干燥后采用超微粉碎机粉碎得到玉米须超微粉。8.根据权利要求1所述可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中流延速度为0.5-0.8m/min，流延板温度为50-60℃。9.根据权利要求1所述可降解抗菌保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述大豆低聚肽的平均分子量为500-1000da。10.一种可降解抗菌保鲜膜，其特征在于，由权利要求1至9任一项所述方法制备得到。

技术总结

本发明公开了一种可降解抗菌保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将瓜尔胶用高碘酸钠氧化制备醛基化瓜尔胶；(2)将醛基化瓜尔胶和大豆低聚肽、儿茶素加入至去离子水中，加热至50-60℃搅拌30-60min；(3)制备改性谷朊粉：将谷朊粉和玉米须超微粉加入去离子水中，调解pH至中性后加入谷氨酰胺转氨酶水解，将水解液灭菌后加入发酵菌进行发酵，发酵液离心后冻干得到改性谷朊粉；(4)将改性谷朊粉和甘油加入至步骤(2)的混合溶液中，在70-80℃搅拌20-30min，得到成膜液，将成膜液经流延设备成膜得到保鲜膜。本发明提供的可降解抗菌保鲜膜的制备方法得到的保鲜膜具有良好的力学性能，保鲜效果优良，并且所用成分安全可降解，对环境友好。好。