【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于果蔬保鲜，涉及一种抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、在食品产业中，果蔬保鲜一直是研究的重点领域。随着人们生活水平的提高和消费观念的转变，对果蔬的新鲜度、口感、营养价值以及安全性等方面的要求也越来越高。然而，果蔬在采摘后由于呼吸作用、水分蒸发、微生物污染等因素，极易导致品质下降和腐烂变质，这不仅影响了果蔬的食用价值，也给果蔬产业带来了巨大的经济损失。
2、目前，果蔬保鲜的主要方法包括低温贮藏、气调包装、化学保鲜剂等。低温贮藏通过降低果蔬的呼吸作用和微生物活性来延长保鲜期，但长期低温可能导致果蔬质地变软、口感下降，甚至产生冷害；气调包装通过调节包装内的气体成分来抑制果蔬的呼吸作用和微生物生长，但包装材料的选择、气体比例的调控以及包装成本的考虑都是制约其广泛应用的因素；化学保鲜剂虽然具有显著的保鲜效果，但可能残留对人体有害的化学物质，影响食品安全。
3、在果蔬保鲜膜方面，传统保鲜膜主要起隔离空气、防止水分蒸发的作用，但其在保鲜效果上存在明显不足。一方面，传统保鲜膜对气体和水分的阻隔性能有限，难以有效抑制果蔬的呼吸作用和微生物生长；另一方面，传统保鲜膜缺乏抗菌功能，无法有效防止微生物污染。此外，一些传统保鲜膜材料可能含有对人体有害的添加剂，如塑化剂等，长期使用可能对人体健康造成潜在威胁。
4、近年来，随着人们对食品安全和环保意识的提高，对果蔬保鲜膜的要求也越来越高。理想的果蔬保鲜膜应具备优异的阻隔性能、抗菌性能、透气性以及对人体无害等特点。然而，目前市场上的果蔬保鲜膜
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜及其制备方法，本专利技术制备得到的复合薄膜具有优异的抑菌性能和阻隔性能，将其用于果蔬包装能够显著延长果蔬的保鲜期，减少食品浪费和损失。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜的制备方法，所述制备方法包括：
4、（ⅰ）将壳聚糖粉末与氢氧化钠进行一次球磨得到混合料，向所述混合料中加入氯乙酸钠和碘化钠进行二次球磨，得到羧甲基壳聚糖；随后，采用二甲基二烯丙基氯化铵对所述羧甲基壳聚糖进行季铵化改性处理，得到季铵化羧甲基壳聚糖；
5、（ⅱ）将步骤（ⅰ）得到的所述季铵化羧甲基壳聚糖分散于去离子水中，得到壳聚糖溶液，在搅拌和水浴加热条件下，将银氨溶液滴入所述壳聚糖溶液中，待所述银氨溶液全部滴入后继续混合搅拌并加热以发生反应，随后经透析和冷冻干燥后得到载银壳聚糖；
6、（ⅲ）将步骤（ⅱ）得到的所述载银壳聚糖分散于去离子水中，得到载银壳聚糖溶液，向所述载银壳聚糖溶液中加入蒙脱土，混合搅拌并加热，随后经抽滤、洗涤和干燥后得到插层蒙脱土；
7、（ⅳ）将聚乳酸、步骤（ⅲ）得到的所述插层蒙脱土、增塑剂、润滑剂和抗氧剂混合均匀后得到混合物料，对所述混合物料依次进行熔融挤出、冷却、切粒和吹膜，得到所述抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜。
8、本专利技术制备的抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜具有优异的抑菌性能和阻隔性能，将其用于果蔬包装能够显著延长果蔬的保鲜期，减少食品浪费和损失。其中，载银壳聚糖能够破坏细菌的细胞结构，干扰其代谢过程，从而有效抑制了大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见食品腐败菌的生长，同时，银离子具有广谱抗菌性，且不易产生耐药性，赋予了复合薄膜优异的抑菌性能，有效延长了果蔬的保鲜期。本专利技术通过载银壳聚糖对蒙脱土进行插层改性，进一步提高了蒙脱土的片层间距，从而在复合薄膜内形成了更为致密、有效的阻隔屏障，减少了氧气、水分等透过复合薄膜，显著提高了复合薄膜的阻隔性能。
9、本专利技术对壳聚糖依次进行羧甲基改性处理和季铵化改性处理，得到了季铵化羧甲基壳聚糖，随后以银氨溶液作为前驱体，以季铵化羧甲基壳聚糖作为还原剂和稳定剂，制备得到了载银壳聚糖；最后，采用载银壳聚糖对蒙脱土进行插层改性处理，利用载银壳聚糖上接枝的二甲基二烯丙基氯化铵有机阳离子与蒙脱土层间的无机阳离子进行离子交换后，阳离子部分附着在蒙脱土片层上，有机部分留在层间，随着壳聚糖分子链进入蒙脱土的层间，使得蒙脱土的层间距增大，结构更加疏松，孔隙率更高，且出现部分片层剥离，从而将载银壳聚糖固定负载于蒙脱土的片层间，这种结构不仅保持了蒙脱土原有的阻隔性能，还通过壳聚糖分子链的相互作用，增强了复合薄膜对气体（如氧气、二氧化碳）和水分的阻隔能力，能够有效延长果蔬的保质期，防止水分侵入导致复合薄膜的性能下降。此外，载银壳聚糖的引入还提高了蒙脱土的热稳定性和化学稳定性，壳聚糖分子链中的官能团能够与蒙脱土表面的羟基形成氢键，增强了层间相互作用力，使得插层结构更为稳定；同时，银纳米粒子的存在也起到了催化稳定的作用，进一步提升了插层蒙脱土的整体稳定性，这种稳定性的提升使得插层蒙脱土在极端环境条件下（如高温、高湿）仍能发挥良好的阻隔性能。
10、壳聚糖主要由n-乙酰葡萄糖胺和葡萄糖胺单元随机共聚而成，这种结构的特殊性赋予了壳聚糖一系列显著的功能特性，如优异的生物相容性、非毒性、良好的生物可降解性和抑菌活性，但未经改性处理的壳聚糖只在酸性条件下具有水溶性和抗菌性，限制了其应用范围。本专利技术采用氯乙酸钠对壳聚糖进行羧甲基化改性，旨在引入亲水性的羧甲基官能团，提高了壳聚糖的水溶性和反应活性。与壳聚糖相比，羧甲基壳聚糖不仅保留了壳聚糖原有的生物相容性和可降解性，还赋予了其一定的抗菌性和反应活性，为后续的季铵化改性奠定了基础；同时，羧甲基壳聚糖的链状结构灵活性更高、螯合基团浓度更大，其螯合金属粒子的能力比壳聚糖更强，可作为后续银纳米粒子的还原剂与稳定剂。
11、本专利技术以氯乙酸钠作为羧甲基改性试剂，以碘化钠作为催化剂，采用机械化学法诱导化学反应发生，从而在壳聚糖分子链上引入羧甲基官能团，羧甲基官能团的引入大幅提升了壳聚糖的溶解性能。本专利技术采用机械球磨促进碱化反应和羧甲基化反应的进行，在球磨过程中，球磨介质和反应物料在球磨机内会受到自转和公转的合力，使得球磨介质的离心加速度可达10~20g；同时，球磨介质与球磨机之间的压力可达球磨介质自身重量的5~6倍，当壳聚糖分子受到球磨介质强烈的机械力作用时，壳聚糖颗粒受到的冲击力和剪切力会破坏其分子内的晶体结构，在球磨碱化过程中，氢氧化钠会更好的进入到壳聚糖分子内部，从而起到碱化膨胀的效果。同时，在羧甲基化反应的过程中，随着外部施加的机械力使得壳聚糖分子内和分子间的氢键断裂，壳聚糖分子内的羟基和氨基会暴露在外面，从而给体系中的羧甲基提供了进攻的目标，促进了羧甲基化反应的发生。
12、除了羧甲基官能团之外，羧甲基壳聚糖中还有羧甲基化时未完全反应的游离羟基和氨基，使得羧甲基壳聚糖具有足够多的反应活性官能团，在此基础上，本专利技术采用二甲基二烯丙基氯化铵对羧甲基壳聚糖进行季铵化改性处理，通过季铵化改性处理不但保留并提高了羧甲基壳聚糖的水溶性，并且通过二甲基二烯丙基氯化铵与羧甲基壳聚糖的接枝共聚反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅰ）中，所述壳聚糖粉末与氢氧化钠的质量比为1:(3.5~4.5)；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅰ）中，所述季铵化羧甲基壳聚糖采用如下方法制备得到：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述羧甲基壳聚糖溶液中的羧甲基壳聚糖的浓度为10~20g/L；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅱ）中，所述银氨溶液采用如下方法制备得到：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅱ）中，所述壳聚糖溶液中的季铵化羧甲基壳聚糖的浓度为10~20g/L；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅲ）中，所述载银壳聚糖溶液中的载银壳聚糖的浓度为10~20g/L；
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（Ⅳ）中，所述混合物料中各组分的重量份如下：
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
10.一种采用权利要求1至9任一项所述的制备方法制备得到的抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜，其特征在于，所述抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜包括聚乳酸、插层蒙脱土、增塑剂、润滑剂和抗氧剂。
...【技术特征摘要】
1.一种抑菌高阻隔的果蔬保鲜薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（ⅰ）中，所述壳聚糖粉末与氢氧化钠的质量比为1:(3.5~4.5)；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（ⅰ）中，所述季铵化羧甲基壳聚糖采用如下方法制备得到：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述羧甲基壳聚糖溶液中的羧甲基壳聚糖的浓度为10~20g/l；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（ⅱ）中，所述银氨溶液采用如下方法制备得到：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（ⅱ）中，所述壳聚糖溶液中的季铵化羧甲基壳聚糖的浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄仁亮，刘清竹，刘朝辉，杜雨星，韩承志，崔俊杰，
申请(专利权)人：中科纳美天津生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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