[发明专利]一种含ZnO的壳聚糖/海藻酸钠抗菌保鲜膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含ZnO的壳聚糖/海藻酸钠抗菌保鲜膜及其制备方法。本发明制备方法是：以淀粉为分散剂和稳定剂，Zn(NO₃)₂·6H₂O为锌源，制备ZnO纳米粒子；将壳聚糖溶于1%乙酸溶液，加入甘油，制备得到壳聚糖膜液，将ZnO纳米粒子分散于去离子水，加入海藻酸钠和甘油，搅拌，超声分散，静置，超声脱气得到海藻酸钠膜液；将壳聚糖膜液流延成膜，干燥，之后在其表面将海藻酸钠膜液流延成膜，干燥，最后再将壳聚糖膜液流延成膜，干燥，揭膜即得抗菌保鲜膜。本发明所制备的CS/SA/SH‑ZnO抗菌保鲜膜具有较低的水溶性、水蒸气透过系数，抗菌性能好，能够避免果蔬在运输、贮存及加工过程中水分的过度流失及微生物污染。

技术领域

本发明涉及一种含ZnO的壳聚糖/海藻酸钠抗菌保鲜膜及其制备方法，属于生鲜食品包装材料技术领域。

背景技术

在包装工业中，所使用的材料主要是石油基塑料材料，例如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）或聚苯乙烯（PS），但其难以降解，因此带来严重的塑料废物问题。随着环境污染问题日益严重，人们迫切需要其它环保材料代替石油基塑料材料的使用。天然多糖因其来源丰富、可再生、环保、低毒、可生物降解和生物相容性而日益引起研究人员的关注。在过去的几十年中，人们已经研究了许多多糖在食品包装领域中的应用，例如淀粉、明胶、纤维素、壳聚糖、海藻酸钠及其衍生物。与其它多糖相比，壳聚糖由于其独特的优点而被广泛选择作为薄膜材料。壳聚糖是一种天然阳离子多糖，具有良好的抗菌活性、气体选择透过性、优异的成膜能力和良好的阻氧能力。然而，差的水蒸气阻隔性能和严重的脆性限制了其在食品包装中的直接应用。海藻酸钠具有良好的成膜性、保水性，但其易溶于水也限制了其作为包装材料的应用。

如果能解决上述技术问题，将能够有效拓宽壳聚糖和海藻酸钠作为食品包装的应用范围。

发明内容

本发明旨在提供一种含ZnO的壳聚糖/海藻酸钠抗菌保鲜膜及其制备方法，克服了现有技术中壳聚糖膜差的水蒸气阻隔性能、严重的脆性及海藻酸钠膜水抵抗力差等缺陷。

本发明中，海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，其分子由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸按（1→4）键连接而成，是一种天然多糖，甘露糖醛酸和古洛糖醛酸单元上带负电的羧酸基团可以和壳聚糖上带正电的氨基通过静电作用及氢键形成紧密结合的多层膜。由于海藻酸钠保水性好，多层膜的形成有利于改善壳聚糖膜水蒸气透过系数高的缺陷。ZnO纳米粒子作为无机交联剂加入多层膜中，可加强各组分之间的紧密程度，进一步改善其力学性能及水蒸气阻隔性能。

本发明提供了一种含ZnO的壳聚糖/海藻酸钠抗菌保鲜膜，包括以下组分：ZnO、壳聚糖、海藻酸钠；其中，ZnO与海藻酸钠的质量比为：1~5:100；壳聚糖与海藻酸钠的质量比为：5~15:10。

本发明提供了上述含ZnO的壳聚糖/海藻酸钠抗菌保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）ZnO纳米粒子的制备：

首先以淀粉为分散剂和稳定剂，Zn(NO₃)₂·6H₂O为锌源，制备ZnO纳米粒子；

（2）壳聚糖膜液制备：

将壳聚糖溶于1%乙酸溶液，加入甘油，制备得到壳聚糖膜液；

（3）海藻酸钠膜液制备：

将步骤（1）所制备的ZnO纳米粒子分散于去离子水，加入海藻酸钠和甘油，搅拌，超声分散，静置，超声脱气10-15min得到海藻酸钠膜液；

（4）含ZnO的壳聚糖/海藻酸钠抗菌保鲜膜的制备：

先将壳聚糖膜液流延成膜，干燥，之后在其表面将海藻酸钠膜液流延成膜，干燥，最后再将壳聚糖膜液流延成膜，干燥，揭膜即得抗菌保鲜膜。