一种纳米纤维保鲜膜及其制备方法和在抗菌或乙烯降解中的应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米纤维复合保鲜膜的制备方法，通过固相反应法将氧化锌纳米颗粒及二氧化钛纳米颗粒复合形成

【技术实现步骤摘要】
一种纳米纤维保鲜膜及其制备方法和在抗菌或乙烯降解中的应用


[0001]本专利技术属于包装材料领域，特别涉及一种纳米纤维保鲜膜及其制备方法和在抗菌或乙烯降解中的应用
。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，人们对水果的需求量越来越大，水果保鲜问题得到更多关注
。
新鲜水果的含水量大，新陈代谢活动旺盛，在采后贮藏和运输过程中易受细菌
、
真菌和病毒等致病微生物的污染，极易发生品质恶化和腐烂
。
同时运输过程中水果的过熟和老化也是造成运输过程经济损失的一大原因
。
新鲜水果按照成熟过程中的两种呼吸模式可分为呼吸跃变型与非呼吸跃变型，非呼吸跃变型水果如草莓的腐败主要由于微生物的侵袭，而呼吸跃变型水果的过熟是依靠乙烯气体的催化调控
。
因此，减少保存过程中微生物的侵扰，降低包装环境中乙烯的浓度，就可以实现对大多数水果的保鲜
。
[0003]采用有效的包装方式来保障水果的品质与安全是一种有效且便捷的方法
。
传统的食品包装是作为物理屏障保护食品不受机械损伤，功能单一，保鲜效果差，无法满足消费者对食品品质和安全更高的要求
。
因此研究人员逐渐将重点放在活性食品包装膜的开发上
。
其中静电纺丝技术因制备条件温和
、
包封效率高
、
对活性物质的影响较小等优点而被广泛使用
。
中国专利
CN 113969464 A
公开了一种由咖啡酸丁酯与内生
NO
型壳聚糖介导的纳米静电纺丝食品保鲜膜及其制备方法和应用
。
采用静电纺丝技术制备纤维保鲜膜并将其应用于蓝莓的保鲜中
。
根据其实施例介绍，此制备方法使用高压电源且需先将纤维聚集在铝箔上，待固化成型后再揭下对水果进行包装，因此工作场所受限，无法在水果表面直接包装，包装膜形状也无法贴合水果
。
[0004]采用便携式静电纺丝设备对果蔬进行包装可达到原位纺丝的效果，纤维直接在水果表面固化成型，形成形状贴合的纤维保鲜膜，食用时可直接撕去包装膜
。
便携式静电纺丝设备内置高压转换器，实现电池供电，使得整体设备体积较小，可单手操作，不受工作场所限制，在采摘现场即可实现对水果的包装，操作简单，包装效率高
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种便携式静电纺丝法制备纳米纤维保鲜膜的方法，其纺丝操作简单，成本低，工作场所不受限制，所得保鲜膜抗菌及降解乙烯效果好，在水果生长
、
贮存
、
运输及销售的全过程都可实现对水果的直接包装
。
[0006]本专利技术的另一目的在于采用固相反应法将两种纳米粒子进行复合改性，得到了催化活性更高的复合纳米粒子，同时利用纳米粒子的光催化活性达到降解水果和蔬菜等产生的乙烯的作用
。
[0007]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
一种纳米纤维保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：（1）采用固相反应法，将纳米
ZnO
及纳米
TiO2按一定的比例混合，加入聚乙烯醇
(PVA)
水溶液作粘结剂，（于马弗炉中）进行煅烧，得到
ZnO
‑
TiO2复合纳米粒子
(ZT)
；（2）将高分子聚合物溶解于溶剂中，得到高分子聚合物溶液；（3）将一定比例的茶油
(CO)、
步骤（1）中得到的复合纳米粒子与步骤（2）得到的高分子聚合物溶液混合均匀，制得静电纺丝前驱液；（4）用所得静电纺丝前驱液进行原位纺丝，得到纳米纤维保鲜膜
。
[0008]优选的，步骤（1）中所述纳米
TiO2的晶体结构为锐钛矿型
。
[0009]优选的，步骤（1）中所述纳米氧化锌和纳米二氧化钛的质量比为（1‑
2 ）：（2‑3）
。
[0010]优选的，步骤（1）中聚乙烯醇醇解度为
87
‑
89 %。
[0011]优选的，步骤（1）中聚乙烯醇水溶液的浓度为
3wt%
‑
10wt%
，聚乙烯醇加入量优选为混合粉末总量的
5wt%
‑
8wt%。
[0012]优选的，步骤（1）中所述煅烧的温度为
400
‑
600℃
，煅烧时间为1‑
3h。
[0013]优选的，步骤（2）中所述高分子聚合物为聚乙烯醇缩丁醛，高分子聚合物溶液的浓度为
5 wt%
‑
15wt%。
[0014]优选的，步骤（3）中复合纳米粒子在使用前需要研磨成粉
。
[0015]优选的，步骤（3）中所用茶油
、
复合纳米粒子与高分子聚合物溶液之间的质量比为（3‑5）：1：（
160
‑
240
）
。
[0016]优选的，采用便携式静电纺丝设备进行原位静电纺丝，静电纺丝的参数为：电压9‑
11KV
，时间3‑
5h
，接收距离8‑
13cm。
[0017]上述的纳米纤维保鲜膜可在食品包装中的应用，更优选用于果蔬的抗菌或乙烯降解
。
[0018]本专利技术相对于现有的技术具有如下的优点及效果：（1）本专利技术利用茶油的广谱抗菌性，赋予保鲜膜延缓水果腐败变质的能力
。
茶油会影响细胞壁和细胞膜的通透性甚至破坏细胞膜的完整性，具有抗菌效果，且茶油的抗菌效果稳定，几乎不受温度和
pH
的影响，同时茶油的加入也提高了纤维膜的疏水性
。
[0019]（2）本专利技术通过纳米粒子的光催化活性实现对乙烯气体的降解，延缓水果的成熟老化
。
目前常用物理法和化学法降解植物乙烯，例如物理吸附
、
通风贮藏和添加防腐剂等
。
但物理法对设备的要求较高，且不便在运输过程中进行乙烯脱除，化学法虽保鲜效果显著，但是大多数使用的一些化学试剂，会给环境及人体带来潜在的危害
。
相比之下，采用光催化技术降解乙烯，操作简单，反应条件温和，反应速率快且安全无毒，具有很大的发展潜力
。
同时本专利技术将常用的半导体材料纳米
ZnO
和
TiO2进行复合，成功得到催化活性更高的Ⅱ型异质结材料
。
此复合材料在催化过程中将光致电子富集在
ZnO
中，空穴被限制在
TiO2中，有效分离电子和空穴，延缓电子空穴对的复合速率，并提高界面电荷转移的效率，从而使光催化活性提高
。
[0020]（3）本专利技术的纳米纤维保鲜膜可由便携式静电纺丝设备制得，实现对水果的随采随包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纳米纤维保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将纳米
ZnO
及纳米
TiO2按一定的比例混合，加入聚乙烯醇水溶液作粘结剂，进行煅烧，得到
ZnO
‑
TiO2复合纳米粒子；（2）将高分子聚合物溶解于溶剂中，得到高分子聚合物溶液；（3）将一定比例的土茶油
、
步骤（1）中得到的复合纳米粒子与步骤（2）得到的高分子聚合物溶液混合均匀，制得高压静电纺丝前驱液；（4）用所得静电纺丝前驱液进行原位纺丝，得到纳米纤维保鲜膜
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述纳米
TiO2的晶体结构为锐钛矿型
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述纳米氧化锌和纳米二氧化钛的质量比为（1‑
2 ）：（2‑3）
。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中聚乙烯醇醇解度为
87
‑
89 %
；聚乙烯醇水溶液的浓度为
3wt%
‑
10wt%
，聚乙烯醇加入量为混合粉末总量...

【专利技术属性】
技术研发人员：周武艺，成洁如，聂健良，杨顺德，
申请(专利权)人：广州冠杰环保新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：