一种抗菌可降解食品包装膜材料的制备方法
技术领域
本发明属于食品包装材料制备技术领域，具体涉及一种抗菌可降解食品包装%20膜材料的制备方法。
背景技术
当前塑料包装材料因价格便宜和性质稳定，被广泛应用于食品包装及保鲜。%20然而，这些塑料包装使用废弃后因难于降解容易造成“白色污染”，对环境产生%20严重威胁。采用可降解包装膜取代塑料包装，减少对内装物的影响和环境的污染，%20并发挥其更优异的综合性能，已成为食品工业和包装领域发展的一个新趋势。
生物质材料由于其天然性及安全性、可降解性，且顺应了人们追求绿色健康%20的理念，因而在食品领域拥有广阔的应用前景。同时，天然抗菌材料在食品包装%20膜中的应用也日渐增多。茶多酚是从茶叶中提取的酚类化合物，因其天然安全，%20且具有良好的抑菌及抗氧化活性，已被广泛用于食品中。其可延长保质期，防止%20食品褪色，维持食品品质并有效保护其各种营养成分；此外，因其易溶于水而不%20影响食品的口味，且复合其他材料后，能够起到更好的抗菌效果，因此利用茶多%20酚制备复合抗菌材料成为研究热点。因此，开展以天然生物质为绿色原料复合天%20然抗菌材料茶多酚的抗菌、可降解的复合食品包装材料的研究极有必要。
发明内容
为解决目前食品包装膜易产生环境污染的问题，本发明提出了一种抗菌可降%20解食品包装膜材料的制备方法。该发明以绿色生物质材料为原料，通过抗菌物质%20的接枝改性，赋予该包装膜良好的拉伸性能、抗菌性能，有益于食品的储存，具%20有一定的实际应用价值。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗菌可降解食品包装膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)羧基化壳聚糖(CMCS)的制备
壳聚糖置于NaOH-异丙醇溶液中溶胀，40～50℃碱活化1～2h。然后逐滴加入%20氯乙酸-异丙醇溶液，40～50℃搅拌反应4～6h。再将沉淀物置于乙醇溶液中浸泡%200.5～1h，盐酸调节pH值至中性，无水乙醇洗涤产物并真空抽滤、干燥。得到产%20物羧基化壳聚糖(CMCS)。
具体的制备路线为：
所述的壳聚糖、NaOH、氯乙酸的质量比为1：1.1～1.3：1.4～1.6。
所述的异丙醇溶液的质量分数为85～90％。
所述的乙醇溶液的质量分数为75～85％。
作为优选，真空干燥的温度为50～70℃。
(2)茶多酚接枝壳聚糖复合物的(TP/CS)的制备
将步骤(1)制备的羧基化壳聚糖CMCS溶于乙酸溶液中，室温搅拌溶解； 然后称取茶多酚TP溶于水并快速加入上述溶液中，80～90℃下机械搅拌反应 10～12h，冷却至室温，得到茶多酚接枝壳聚糖溶液。
其具体的制备路线为：
所述的羧基化壳聚糖CMCS、茶多酚TP的质量比为1：0.25～3。
所述的乙酸溶液的质量分数为1％～3％。
(3)抗菌可降解食品包装膜的制备
向步骤(2)所得的茶多酚接枝壳聚糖溶液加入海藻酸钠、羧甲基纤维素、 甘油，搅拌共混1～2h后，进行脱气处理并静置，得到成型浆料；之后对上述浆 料进行流延、干燥、揭膜，得到抗菌可降解食品包装膜。
所述的海藻酸钠、羧甲基纤维素、甘油、羧基化壳聚糖CMCS的质量比为 0.5～1：0.2～1.0：1～2：5～20。
所述的脱气过程中真空度不低于-0.090MPa。
所述流延的过程为：成型浆料倒入25cm×25cm干燥洁净的玻璃皿上流延成 膜，控制浆料厚度为0.2～0.4cm。
所述的干燥的温度为50～60℃，时间为5～8h。
本发明提供了一种抗菌可生物降解食品包装膜材料的制备方法。针对食品包 装塑料膜易产生环境污染的问题，采用天然生物质壳聚糖为基底，通过接枝改性 将茶多酚引入膜材料中，使得该膜材料具有操作简便、抗菌性能优异、可生物降 解、绿色环保的优点，在食品包装方面具有良好的发展前景。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所得包装膜的拉伸性能优良；
2、本发明原料为绿色生物质，可生物降解，不会对环境造成污染；
3、本发明具有良好的抗菌性，有益于食品的储存；
4、本发明在制备方法简单，无需任何有害试剂，易于大规模生产应用。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细描述：
实施例1：
一种抗菌可降解食品包装膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)羧基化壳聚糖(CMCS)的制备
5g低分子量壳聚糖置于50mLNaOH-异丙醇溶液(6g NaOH溶解于90％异 丙醇)中溶胀，40℃碱活化1h。分液漏斗逐滴加入溶解6.5g氯乙酸的异丙醇(10 mL)溶液。40℃搅拌4h。沉淀物置200mL乙醇(80％)中浸泡0.5h，盐酸 调节pH值至7.0，无水乙醇洗涤产物并真空抽滤，60℃真空干燥得到产物羧基 化壳聚糖(CMCS)。
(2)茶多酚接枝壳聚糖复合物的(TP/CS)的制备
将步骤(1)制备的1g羧基化壳聚糖CMCS溶于1％100mL乙酸溶液中， 室温搅拌溶解；称取0.25g茶多酚TP溶于水并快速加入上述溶液中，80℃下机 械搅拌反应10h，冷却至室温，得到茶多酚接枝壳聚糖溶液。
(3)抗菌可降解食品包装膜的制备
向步骤(2)所得的茶多酚接枝壳聚糖溶液加入0.5g海藻酸钠、1g羧甲基纤 维素、0.5g甘油，搅拌共混2h后，在-0.090MPa下，进行脱气处理并静置4h， 得到成型浆料；将成型浆料倒入25cm×25cm干燥洁净的玻璃皿上流延成膜，控 制浆料厚度为0.2cm。在温度为50℃下干燥5h，揭膜，得到抗菌可降解食品包 装膜。
实施例2：
一种抗菌可降解食品包装膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)羧基化壳聚糖(CMCS)的制备
10g低分子量壳聚糖置于100mLNaOH-异丙醇溶液(13g NaOH溶解于90％ 异丙醇)中溶胀，45℃碱活化1.5h。分液漏斗逐滴加入溶解15g氯乙酸的异丙 醇(20mL)溶液。40℃搅拌4h。沉淀物置200mL乙醇(80％)中浸泡0.5h， 盐酸调节pH值至7.0，无水乙醇洗涤产物并真空抽滤，60℃真空干燥得到产物 羧基化壳聚糖(CMCS)。
(2)茶多酚接枝壳聚糖复合物的(TP/CS)的制备
将步骤(1)制备的5g羧基化壳聚糖CMCS溶于2％100mL乙酸溶液中， 室温搅拌溶解；称取1.5g茶多酚TP溶于水并快速加入上述溶液中，80℃下机 械搅拌反应10h，冷却至室温，得到茶多酚接枝壳聚糖溶液。
(3)抗菌可降解食品包装膜的制备
向步骤(2)所得的茶多酚接枝壳聚糖溶液加入1g海藻酸钠、1g羧甲基纤 维素、1g甘油，搅拌共混2h后，在-0.090MPa下，进行脱气处理并静置4h，得 到成型浆料；将成型浆料倒入25cm×25cm干燥洁净的玻璃皿上流延成膜，控制 浆料厚度为0.2cm。在温度为50℃下干燥5h，揭膜，得到抗菌可降解食品包装 膜。
实施例3：
一种抗菌可降解食品包装膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)羧基化壳聚糖(CMCS)的制备
1g低分子量壳聚糖置于10mLNaOH-异丙醇溶液(1.4g NaOH溶解于90％ 异丙醇)中溶胀，40℃碱活化1h。分液漏斗逐滴加入溶解1.5g氯乙酸的异丙醇 (5mL)溶液。40℃搅拌4h。沉淀物置50mL乙醇(80％)中浸泡0.5h，盐 酸调节pH值至7.0，无水乙醇洗涤产物并真空抽滤，60℃真空干燥得到产物羧 基化壳聚糖(CMCS)。
(2)茶多酚接枝壳聚糖复合物的(TP/CS)的制备
将步骤(1)制备的1g羧基化壳聚糖CMCS溶于1％100mL乙酸溶液中， 室温搅拌溶解；称取0.30g茶多酚TP溶于水并快速加入上述溶液中，80℃下机 械搅拌反应10h，冷却至室温，得到茶多酚接枝壳聚糖溶液。
(3)抗菌可降解食品包装膜的制备
向步骤(2)所得的茶多酚接枝壳聚糖溶液加入0.1g海藻酸钠、0.1g羧甲基 纤维素、0.15g甘油，搅拌共混2h后，在-0.090MPa下，进行脱气处理并静置4h， 得到成型浆料；将成型浆料倒入25cm×25cm干燥洁净的玻璃皿上流延成膜，控 制浆料厚度为0.2cm。在温度为50℃下干燥5h，揭膜，得到抗菌可降解食品包 装膜。
试验例1：
抗菌可降解食品包装膜的拉伸性能测试。
试验样品：实施例-3中步骤(3)制备的抗菌可降解食品包装膜。
分别对实施例1、实施例2、实施例3中步骤(3)制备的抗菌可降解食品包 装膜的断裂伸长率进行测试，具体测试结果见表1。
表1断裂伸长率测试数据表
比较实施例1、实施例2、实施例3所制的抗菌可降解食品包装膜的断裂伸 长率，结果表明抗菌膜的断裂伸长率较高，证明还包装膜的拉伸性能较好，可用 于食品包装。
试验例2：
抗菌可降解食品包装膜的抗菌性能测试。
试验样品：实施例1-3中步骤(3)制备的抗菌可降解食品包装膜。
分别对实施例1-3的食品包装膜的抗菌性能进行测试，参照GB/T21510-2008 检测，大肠杆菌ATYCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538。具体测试结果见表 2。
表2抗菌性能测试数据表
从表2中数据看出，实施例1所制备的可降解食品包装膜的抗菌性能最优； 总体结果表明按照本制备方法得到的可降解食品包装膜的抗菌性能优良，最高可 达97.5％。
