【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于食品保鲜领域，具体涉及一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、食品中常见的微生物如大肠杆菌、李斯特菌、蜡样芽孢杆菌、沙门氏菌等诱发的食源性疾病是食品安全问题的重要来源，严重威胁人们的身体健康。目前所使用的对抗食源性致病菌的抗菌剂大致分为无机、有机和天然抗菌剂三大类。无机抗菌剂大多为金属或金属氧化物粒子，易聚集，且具有潜在的生物毒性；有机抗菌剂杀菌力强，来源丰富，但具有耐热性差、易水解等缺点，也存在一定的生物毒性，一些传统的有机抗菌剂容易产生细菌耐药性；天然抗菌剂是来源于植物的活性物质，因其抗菌效率高、安全、无毒无污染等特性而受到广泛关注，如精油是一种生物活性化合物，添加到生物聚合物膜中可以赋予膜抗菌、杀虫和抗氧化等活性，并改善聚合物膜的物理和化学性能。
2、天然抗菌精油易挥发，刺激性气味强，受光和热易分解，耐酸碱性差，使其应用受到极大的限制。通过设计刺激响应性材料，可以将精油包埋或接枝到合适的载体上，实现抗菌剂的控释，达到更持久的抗菌活性，减少耐药性的产生。刺激响应性抗菌材料主要分为物理刺激响应性和微生物代谢物刺激响应性抗菌材料。包装内微生物代谢产生的乳酸和乙酸引起ph变化，因此开发具有ph响应性、可控、长效抗菌活性的包装材料有效感知食源性致病菌生长引起的ph变化，选择是否释放抗菌物质，以及以什么速度释放抗菌物质，对于防治食品交叉污染和长效保鲜具有重要意义。此外，纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、透明质酸酶、脂肪酶、脲酶等许多酶也是微生物重要的代谢产物，设计具有特异性和选
3、尽管目前已经报道了许多刺激响应材料，但大多集中于单一刺激因素(温度、ph、光、湿度、酶、磁等)和单一应用(药物递送、组织工程、生物医用等)，尤其是关于双重刺激响应释放功能的保鲜膜研究较少。
技术实现思路
1、本专利技术希望提供一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜及其制备方法和应用，具体方案如下：
2、一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜，以tocnf为保鲜膜基质，在其表面原位生长zif-8纳米粒子作为ca的载体，再通过静电吸附作用在正电性的zif-8表面自组装负电性的果胶涂层，得到具有ph和酶双重响应的保鲜膜，即ca/zif-8/tocnf/pe复合膜。
3、一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)以小麦秸秆来源的纤维素为原料制备tocnf；
5、(2)使用tocnf通过溶液浇铸法制备tocnf膜，作为原位生长zif-8的基质；
6、(3)将tocnf膜浸入六水合硝酸锌的甲醇溶液，振荡，充分络合锌离子，加入2-甲基咪唑和ca，原位生长zif-8纳米粒子并负载ca；(4)将ca/zif-8/tocnf膜浸入果胶溶液，静电吸附果胶涂层。
7、步骤(1)的过程为：以小麦秸秆来源的纤维素为原料，通过tempo将纤维素的羟基氧化为羧基，得到tocnf。
8、步骤(1)的过程为：取10g纤维素于1000ml去离子水，配成1％(w/v)的纤维素分散液，加入0.16gtempo和1.0gnabr，边搅拌边反应，再加入100ml9％的naclo水溶液，用naoh调节ph为10±0.5，得到tocnf分散液，离心，水洗至中性，冷冻干燥，得到tocnf。
9、所述步骤(2)的过程为：将步骤(1)得到的tocnf分散于去离子水，浓度为1％(w/v)，充分搅拌，溶液浇铸，干燥，得到tocnf膜。
10、所述步骤(3)的过程为：取六水合硝酸锌溶于溶液中，加入ca，得到溶液a，取tocnf膜浸入溶液a中，振荡；随后加入2-甲基咪唑溶液，振荡反应结束，清洗，除去未反应的物质，得到ca/zif-8/tocnf复合膜。
11、所述步骤(3)的过程为：称取1.26g六水合硝酸锌溶于30ml甲醇，按照20mg/ml加入ca，得到溶液a；取50mgtocnf膜浸入上述溶液a，以150rpm振荡1h，将1.0g2-甲基咪唑溶于20ml甲醇，并逐滴加，继续反应2h，反应结束，用甲醇清洗，除去未反应的物质，得到ca/zif-8/tocnf复合膜。
12、所述步骤(4)的过程为：将步骤(3)所制备的ca/zif-8/tocnf复合膜浸入2mg/ml的果胶水溶液，静电吸附2-10min，干燥，得到最终的ca/zif-8/tocnf/pe复合膜。
13、一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜应用于食品保鲜。特别是用于水果保鲜，这是因为本专利技术所提供的保鲜膜是以ph和果胶酶作为触发抗菌剂释放双重因素，可以响应水果微酸性环境和腐败菌而精准、可控地释放抗菌剂。
14、食品保鲜中抗菌剂的缓控释主要是通过贮藏环境引起包装材料的溶胀、溶解、溶蚀等，从而导致材料结构变化而触发的。目前的缓控释活性包装材料主要针对湿度、ph等单一因素响应，抗菌剂的缓释并不能精准作用于微生物，导致提前或过度释放。为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜及其制备方法，用于食品贮藏中微生物的精准控制。本专利技术所述方法为采用高效的原位生长法在纤维素膜表面固定金属有机框架纳米粒子(zif-8)，并负载香芹酚(ca)作为抗菌剂，然后静电吸附果胶(pe)保护层避免抗菌剂提前释放。在ph和果胶酶共同作用下，复合膜实现对ca的精准和可控释放，有效防止水果在贮藏期间交叉污染，延长货架期。
15、本专利技术提供的制备方法通过将天然纤维素进行tempo氧化，利用tocnf膜表面羧基与zn2+之间的配位作用，在tocnf膜表面原位生长zif-8纳米粒子并负载ca抗菌剂，随后通过静电作用吸附果胶涂层，实现ph和酶双重刺激响应释放功能，有效延长水果的货架期。zif-8是一种由过渡金属锌和有机配体2-甲基咪唑配位形成的金属有机框架(mof)纳米材料，具有高孔隙率、大的比表面积和良好的生物相容性，且能对ph变化做出响应，在封装和控释生物活性物质方面展现出巨大的潜力。果胶是一种带负电荷的天然多糖，可以静电吸附在zif-8表面，作为“门卫”封堵孔隙，并且对微生物分泌的果胶酶作出响应。实现ph和微生物水平上的双重刺激响应释放对于食品的长效保鲜具有重要意义。
16、本专利技术所提供的一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜及其制备方法，主要包括tempo氧化纤维素，制备tocnf纳米纤维素膜，采用原位生长法负载zif-8纳米粒子并将香芹酚负载到zif-8的孔隙中，最后通过静电吸附作用在zif-8表面吸附果胶涂层封堵zif-8的孔隙，避免香芹酚过快释放。
17、本专利技术与其他食品保鲜材料相比，优势在于：
18、(1)本专利技术所述方法利用tempo氧化纤维素制备多糖基质，在基质表面高效原位生长zif-8纳米粒子，显著提高了zif-8的负载量，并且原位负载c本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜，其特征在于：以TOCNF为保鲜膜基质，在其表面原位生长ZIF-8纳米粒子作为CA的载体，再通过静电作用在正电性的ZIF-8表面自组装负电性的果胶涂层，得到具有pH和酶双重响应的保鲜膜，即CA/ZIF-
2.一种如权利要求1所述的具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的一种具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)的步骤为：以小麦秸秆来源的纤维素为原料，通过TEMPO将纤维素的羟基氧化为羧基，得到TOCNF。
4.如权利要求3所述的一种具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)的步骤为：配成1％w/v的纤维素分散液，加入TEMPO和NaBr，边搅拌边反应，再加入NaClO水溶液，用NaOH调节pH为10±0.5，得到TOCNF分散液，离心，水洗至中性，冷冻干燥，得到TOCNF。
5.如权利要求2所述的一种具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征
6.如权利要求2所述的一种具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体过程为：取六水合硝酸锌溶于溶液中，加入CA，得到溶液A；取TOCNF膜浸入溶液A中，振荡；随后加入2-甲基咪唑溶液，振荡反应结束，清洗，除去未反应的物质，得到CA/ZIF-8/TOCNF复合膜。
7.如权利要求6所述的一种具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体过程为：称取六水合硝酸锌溶于甲醇，加入CA，得到溶液A；取TOCNF膜浸入上述溶液A，振荡1h，将2-甲基咪唑溶于甲醇，并逐滴加，继续反应2h，反应结束，用甲醇清洗，除去未反应的物质，得到CA/ZIF-8/TOCNF复合膜。
8.如权利要求2所述的一种具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体过程为：将步骤(3)所制备的CA/ZIF-8/TOCNF复合膜浸入2mg/mL的果胶水溶液，静电吸附2-10min，干燥，得到最终的CA/ZIF-8/TOCNF/PE复合膜。
9.一种如权利要求1所述的一种具有pH和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜应用于食品保鲜。
...【技术特征摘要】
1.一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜，其特征在于：以tocnf为保鲜膜基质，在其表面原位生长zif-8纳米粒子作为ca的载体，再通过静电作用在正电性的zif-8表面自组装负电性的果胶涂层，得到具有ph和酶双重响应的保鲜膜，即ca/zif-
2.一种如权利要求1所述的具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)的步骤为：以小麦秸秆来源的纤维素为原料，通过tempo将纤维素的羟基氧化为羧基，得到tocnf。
4.如权利要求3所述的一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)的步骤为：配成1％w/v的纤维素分散液，加入tempo和nabr，边搅拌边反应，再加入naclo水溶液，用naoh调节ph为10±0.5，得到tocnf分散液，离心，水洗至中性，冷冻干燥，得到tocnf。
5.如权利要求2所述的一种具有ph和酶双重刺激响应释放功能的保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的过程为：将步骤(1)得到的tocnf溶于去离子水，浓度为1％(w/v)，充分搅拌，...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳进，闵甜甜，马小云，成传香，罗予婉，雷宇洁，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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