[发明专利]一种超疏水抗菌复合膜及其制备方法

说明书

一种超疏水抗菌复合膜及其制备方法，该复合膜的原料按重量份计包括：可溶性大豆多糖1～5份、硝酸银0.001～1份、明胶0.5～3份、甘油0.5～2份、蜂蜡0.1～3份、黏土0.1～2份。本发明的复合膜利用可溶性大豆多糖、明胶和蜂蜡作为主要成分，一方面提高了复合膜的力学性能、自由基去除能力，降低复合膜的水溶性，复合膜耐水性强，另一方面，可溶性大豆多糖、明胶均能够起到稳定银纳米粒子的作用，大幅减少银纳米粒子的团聚，从而使银纳米粒子均匀地分散在复合膜的表面和内部，此外蜂蜡还能够控制银纳米粒子的释放，增强长效抗菌，进而显著地提高了复合膜的抗菌能力。

技术领域

本发明涉及生物降解包装材料领域，具体涉及一种超疏水抗菌复合膜及其制备方法。

背景技术

包装材料在生活中属于易耗品，过量的使用导致大量包装材料被随意丢弃，在回收利用上存在很大的困难。塑料中有些原料对生物和环境都是有害的，即便进行掩埋处理，降解时间也需要数十甚至数百年，导致了严重的环境污染问题，对环境造成了很大的负担。

生物可降解活性包装由于其多功能性和环境友好性，作为石油基衍生聚合物的替代品，正逐渐引起人们的注意。生物可降解复合膜可以由生物大分子制备，包括蛋白质、多糖和脂质或这些材料的组合。从自然资源中提取的生物大分子由于其成本低、可用性强、生物可降解性好和可再生等优点，被认为是制备可降解复合膜的潜在替代品，引起了人们的关注。随着现代社会生活质量的提高，为了延长食品的保质期，提高食品安全性，保持包装食品的质量，许多抗菌活性包装系统得到了研究。

传统的生物可降解包装材料的生物大分子因为环境友好容易滋生细菌，并且对水的阻隔性较差，稳定性较差，这些问题严重地限制了生物可降解包装材料的广泛应用。因此，迫切需要提高生物可降解包装材料的抗菌性能、耐水性能、阻隔性能等性能。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种超疏水抗菌复合膜，其通过将可溶性大豆多糖、明胶、蜂蜡以特定比例混合作为复合膜的主要成分，不仅提高了复合膜的力学性能和自由基去除能力、降低复合膜的水溶性，而且利用大豆多糖、明胶减少银纳米粒子的团聚，使得银纳米粒子均匀地分散于复合膜的表面和内部，有效地提高了复合膜的抗菌性能，进而抑制肉类表面细菌的生长。

本发明通过下述技术方案实现：

一种超疏水抗菌复合膜，其原料按重量份计包括：可溶性大豆多糖1～5份、硝酸银0.001～1份、明胶0.5～3份、甘油0.5～2份、蜂蜡0.1～3份、黏土0.1～2份。

本技术方案中，复合膜的原料包括硝酸银，利用可溶性大豆多糖中含有的还原性的羟基，在加热的条件下与银离子发生氧化还原反应合成银纳米粒子。在反应过程中，可溶性大豆多糖不仅具有还原性，还对银纳米粒子具有一定的稳定作用，使得制备的银纳米粒子性能优异。银纳米粒子在复合膜中主要起抗菌作用，能够有效抑制食品上和包装内细菌的生长，降低外界细菌对食品的侵蚀。银纳米粒子的抗菌性与尺寸大小有很大的相关性，在一个或多个优选的实施例中，形成的银纳米粒子的平均粒径小于10nm。此外，银纳米粒子、明胶和黏土还能够提高复合膜的热稳定性和抗紫外线的能力。

本技术方案中，复合膜以可溶性大豆多糖、明胶和蜂蜡作为主要成分，利用可溶性大豆多糖和明胶的相互作用，可以显著地提高复合膜的力学性能和自由基去除能力，降低复合膜的水溶性，并且在加入了一定比例的蜂蜡后，能够进一步提高复合膜整体的耐水性。不仅如此，更重要的是，可溶性大豆多糖、明胶中存在大量的羧基和羟基，能够起到稳定形成的银纳米粒子的作用，大幅减少银纳米粒子团聚，从而更加均匀地分散在复合膜的表面和内部，使得复合膜的抗菌能力进一步提高，同时，蜂蜡还能够影响银纳米粒子的释放速率，增加释放时间，增强长效抗菌的性能。