[发明专利]一种原位合成纳米SiOx的壳聚糖食品保鲜涂膜溶液的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种原位合成纳米SiOx的壳聚糖食品保鲜涂膜溶液的制备方法及其应用。

背景技术

食品保鲜涂膜是将成膜物质如壳聚糖、明胶与保鲜剂混合后制成涂膜液，通过浸渍、涂抹、喷洒等方式敷于食品表面来提高其品质、延长货架期。纳米保鲜涂膜法是将纳米材料添加至成膜物质中制成涂膜，并应用于食品保鲜，以延长食品货架期。纳米材料在结构和特性上具有独特效应，将纳米材料应用到食品涂膜中，不仅可以提高涂膜的抑菌性能，改变涂膜的通透性，而且可以增强涂膜的强度和韧性，因此，纳米涂膜在某种意义上具有更优越的性能。

壳聚糖是自然界中的唯一碱性多糖，具有良好的成膜性能，且具有抑菌性能，在食品保鲜材料领域具有广泛应用。纳米SiOx是一种非晶态的无机非金属材料，白色粉末，无毒性、无味，对环境无污染，具有表面效应、小尺寸效应等基本特性，可提高成膜物的效能特性及保鲜效果。纳米SiOx中的硅氧键具有对CO₂和O₂的吸附、释放溶解、扩散的作用，加入到食品涂膜液中，可以调节涂膜液的微气调环境，增强涂膜的强度和韧性。

目前，制备含纳米SiOx的壳聚糖食品保鲜涂膜的主要方法是将具有亲水基团的纳米SiOx粉体改性为亲油性的纳米SiOx粉体后，直接加入到壳聚糖成膜液中，制得含纳米SiOx的食品保鲜涂膜液。该方法须先将纳米SiOx进行改性，然后制备纳米SiOx壳聚糖涂膜液，改性过程中需要加水混匀、加温改性，然后再烘干，工艺复杂，消耗能源较多，生产成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种原位合成纳米SiOx的壳聚糖食品保鲜涂膜溶液的制备方法及其应用，该方法生产工艺简单，生产成本较低。

本发明的技术解决方案是：

一种原位合成纳米SiOx的壳聚糖食品保鲜涂膜溶液的制备方法，其具体步骤如下：

1）配制水玻璃溶液

将去离子水加入至Na₂O·mSiO₂中，配制浓度以SiO₂计为0.3 mol/L～3mol/L的水玻璃溶液；

2）制备酸性硅溶胶

在20℃～60℃搅拌条件下，将水玻璃溶液在0.1 h～2 h内加入到浓度为0.5 mol/L～5 mol/L的无机酸水溶液中，所述无机酸为盐酸或硝酸，加至无机酸水溶液的pH为3～5.5后，停止搅拌，陈化1 h～2 h，得酸性硅溶胶；

3）制备原位合成纳米SiOx的壳聚糖保鲜涂膜溶液

取壳聚糖加入到质量浓度为0.2%～3%的有机酸溶液中，所述有机酸为冰醋酸、柠檬酸或乙二酸中的至少一种，在20℃～80℃下搅拌，配制质量体积浓度为5g/L～50 g/L的壳聚糖溶液，向其中加入壳聚糖质量0.05%～2%的表面活性剂，所述表面活性剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、六偏磷酸钠、酪蛋白酸钠、甘油、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的至少一种，待其充分溶解后，在搅拌条件下，0.1 h～2 h内将酸性硅溶胶加至含有表面活性剂的壳聚糖溶液中，酸性硅溶胶的加入量以SiO₂计为0.1 g/L～0.5 g/L，混合均匀，超声脱气，得原位合成纳米SiOx的壳聚糖保鲜涂膜溶液。

所述表面活性剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、六偏磷酸钠、酪蛋白酸钠、甘油、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种。

一种原位合成纳米SiOx的壳聚糖食品保鲜涂膜溶液在食品保鲜涂膜中的应用。

将食品浸渍于原位合成纳米SiOx的壳聚糖保鲜涂膜溶液中1min～2min后取出，风干，即在食品表面形成了原位合成纳米SiOx的壳聚糖保鲜涂膜。

所述食品为果蔬类产品或水产类产品。

所述果蔬类产品为草莓、苹果、桔子、梨或甜柿。

所述水产类产品为鱼类或虾类。

本发明的有益效果：以水玻璃为硅源制备酸性硅溶胶，再将其加入至壳聚糖的溶液中，在表面活性剂的作用下，通过原位合成法将纳米SiOx均匀分散于壳聚糖的溶液内，不但简化了纳米SiOx的壳聚糖涂膜保鲜的生产工艺，降低了生产成本，而且提高了涂膜内纳米SiOx的分散性能，进一步提升了纳米SiOx的壳聚糖保鲜涂膜的韧性和机械强度，提高了食品保鲜效果，可以作为草莓、苹果、梨、桔子、甜柿等水果，鱼类、虾类等水产品的涂膜保鲜剂。

具体实施方式

实施例1

1）配制水玻璃溶液