[发明专利]一种具有微生物智能自身抑制作用的保鲜膜及其制备方法

说明书

本发明属于抗菌食品包装领域，具体涉及到一种具有微生物智能自身抑制作用的保鲜膜及其制备方法。将多孔聚乳酸纳米纤维用聚乙烯亚胺改性，得到带正电的聚乙烯亚胺修饰的多孔聚乳酸纳米纤维，通过物理吸附方法负载肉桂精油，然后利用静电作用组装果胶涂层，得到果胶酶特定刺激响应释放肉桂精油的微生物自身抑制保鲜包装膜。本发明所提供的保鲜膜能够利用微生物尤其是真菌产生的果胶酶作为刺激响应因素，通过控制果胶酶分解“封堵”果胶涂层的速度达到控制释放抗菌肉桂精油的目的。

技术领域

本发明属于抗菌食品包装领域，具体涉及到一种具有微生物智能自身抑制作用的保鲜膜及其制备方法。

背景技术

抗菌包装对于有效防止食品腐烂具有重要的意义。目前，大多数抗菌活性包装都是将抗菌剂直接添加或直接负载到包装材料中，抑制微生物滋生，延长食品货架期。目前食品包装中使用的抗菌剂主要分为合成抗菌剂和天然抗菌剂。合成抗菌剂主要有Ag、ZnO、季铵盐等，但是这些合成抗菌剂往往存在毒性大或成本高等缺点，并且添加到包装材料中对人类的健康也存在潜在的危害。天然抗菌剂主要来源于食物或植物，包括抗菌精油、植物提取物、壳聚糖等，这些抗菌剂具有很好的生物相容性，不会对人类健康和环境造成危害。其中抗菌精油在食品包装中应用广泛，但是精油存在易挥发和分解，不溶于水，产生刺激性气味等缺点，限制了其发挥有效作用。因此，合理设计缓释以及控释抗菌精油释放的活性包装材料受到研究者们的广泛关注。

静电纺丝技术是一种简便、高效、低成本的制备纳米纤维的技术。利用静电纺丝制备的纳米纤维直径在5-1000nm，具有比表面积大、孔隙率和负载率高、结构可调以及良好的机械性能等特点，在生物医学、纺织品、过滤材料、能源和食品包装等领域具有广阔的应用前景。静电纺丝技术不仅可以制备单轴的一级结构纳米纤维，也可以制备核壳、多轴和多孔等二级结构纳米纤维，进一步拓展了其在各种领域的应用。

肉桂精油是从植物提取的天然精油，具有良好的抗菌性和抗氧化活性，是一种安全的食品添加剂。目前大多数活性包装材料都是通过静电纺丝技术、流延成膜法或者微胶囊的形式将肉桂精油进行包裹或者掺杂，达到缓释的目的。迄今为止，虽然这些载体能够防止肉桂精油过快释放，延长食品货架期，但是在包装环境中仍然不能达到可控释放的目的，所以刺激响应控制释放体系，尤其是利用细菌自身产生的物质刺激抗菌剂释放实现抗菌保鲜的目的，在食品包装领域具有很大的研究价值和意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种具有微生物智能自身抑制作用的保鲜膜及其制备方法，用于果蔬保鲜。本发明所述方法制备聚乳酸多孔纳米纤维，然后将纳米纤维改性后负载抗菌剂并通过静电组装吸附果胶涂层，利用微生物自身产生的果胶酶分解果胶从而刺激并控制抗菌剂的释放用于食品活性包装。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有微生物智能自身抑制作用的保鲜膜的制备方法，将多孔聚乳酸纳米纤维用聚乙烯亚胺改性，得到带正电的聚乙烯亚胺修饰的多孔聚乳酸纳米纤维(即PLA-PEI多孔纳米纤维)，通过物理吸附方法负载肉桂精油，然后利用静电作用组装果胶涂层，得到果胶酶特定刺激响应释放肉桂精油的微生物自身抑制保鲜包装膜，即CEO@PLA-PEI-pectin复合抗菌膜。

进一步地，所述方法具体包括以下步骤：

(1)制备多孔聚乳酸纳米纤维；

(2)将多孔聚乳酸纳米纤维膜清洗，然后进行碱处理；

(3)制备聚乙烯亚胺修饰的多孔聚乳酸纳米纤维；

(4)将聚乙烯亚胺修饰的多孔聚乳酸纳米纤维在肉桂精油的乙醇溶液中振荡一定时间，用乙醇和水清洗，冷冻干燥，得到负载抗菌剂的氨基化多孔纳米纤维；

(5)将负载抗菌剂的氨基化多孔纳米纤维在果胶溶液中浸泡，果胶溶液通过静电组装将多孔纤维的孔洞覆盖，去除未吸附的果胶，干燥，得到果胶包封的负载抗菌剂的多孔纳米纤维，即获得果胶酶特定刺激响应释放肉桂精油的微生物自身抑制保鲜包装膜。