[发明专利]壳聚糖-阿魏酸共聚物活性膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种壳聚糖‑阿魏酸共聚物活性膜及其制备方法和应用，制备方法包括在全程通氮气条件下，将阿魏酸的乙醇溶液、抗坏血酸和壳聚糖的乙酸溶液混合成稳定的混合溶液体系，向该体系中加入过氧化氢溶液，进行超声处理，超声时间为0.5min～30min，经透析冻干，得壳聚糖‑阿魏酸共聚物，配制成壳聚糖‑阿魏酸共聚物的乙酸溶液与丙三醇混合，经脱气后，得到成膜溶液，采用流延法成膜，得到壳聚糖‑阿魏酸共聚物活性膜。本发明的制备方法简单、绿色、环保、无毒，不仅能提高壳聚糖的接枝效率、抗氧化和抗菌能力，还能使活性膜具有较好阻隔性能和拉伸性能，壳聚糖‑阿魏酸共聚物活性膜可广泛应用于食品包装领域。

技术领域

本发明属于食品包装技术领域，涉及一种壳聚糖-阿魏酸共聚物活性膜及其制备方法和应用，具体涉及一种基于超声-芬顿体系的壳聚糖-阿魏酸共聚物活性膜及其制备方法和应用。

背景技术

食品包装有助于维持食品品质并延长保质期，传统的石油化工塑料包装材料虽性能优异但难以降解，它的过度消耗导致了严重的环境污染和资源浪费。目前的发展趋势是通过开发可降解和环境友好的生物基材料来代替传统的石油基材料，比如壳聚糖、淀粉、纤维素、蛋白质。壳聚糖由于来源广泛、可生物降解、良好的抗菌和成膜能力等特性，在食品工业中具有广阔的应用前景。此外，壳聚糖膜优异的基质性能使其在包装材料领域受到越来越多的关注。但单一的壳聚糖薄膜机械强度较低，且抗紫外、抗氧化和抗菌能力弱，不利于食品的贮藏、保鲜和销售。因此可通过制备壳聚糖衍生物来改善壳聚糖及其膜的特性。

目前制备壳聚糖衍生物的方法主要包括接枝共聚、磷酸化、酰化和羟烷基化等，其中将壳聚糖和酚酸类物质接枝共聚是一种趋势。阿魏酸作为一种具备强抗氧化能力的酚酸，据报道，它与壳聚糖接枝形成的共聚物既能增强壳聚糖的抗氧化和抗菌能力，又能改善对应膜的特性。壳聚糖和阿魏酸的共聚物可通过芬顿体系介导的方法、化学偶联法和酶催化聚合法合成。与其它接枝方法相比，芬顿体系介导的方法因其简单、有效、环保而成为研究热门，它主要是利用氧化还原对产生的自由基介导接枝的发生。然而，单一芬顿体系制备的共聚物取代度低且反应时间过长。因此迫切需要探索一种合适方法来提高芬顿系统介导的接枝效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可有效保持接枝效果与降解程度之间的动态平衡、不仅能提高壳聚糖的接枝效率、抗氧化和抗菌能力、还能使对应活性膜具有较好阻隔性能和拉伸性能的壳聚糖-阿魏酸共聚物活性膜及其制备方法和应用，解决单一芬顿体系接枝率低和接枝时间长的技术问题，同时解决单一壳聚糖膜抗氧化性、抗菌性、阻隔性能及拉伸性能较弱的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种壳聚糖-阿魏酸共聚物活性膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)在全程通入氮气的条件下，将阿魏酸的乙醇溶液、壳聚糖的乙酸溶液和抗坏血酸混合并搅拌均匀，形成稳定的混合溶液体系；

(2)在全程通入氮气的条件下，向上述混合溶液体系中加入过氧化氢溶液，待过氧化氢溶液全部加入后再进行超声处理，超声时间控制在0.5min～30min，制得含壳聚糖-阿魏酸共聚物的溶液，经透析、冻干后，得到壳聚糖-阿魏酸共聚物；

(3)将壳聚糖-阿魏酸共聚物加入乙酸溶液中配制成壳聚糖-阿魏酸共聚物的乙酸溶液；

(4)将壳聚糖-阿魏酸共聚物的乙酸溶液与丙三醇混合，经脱气后，得到成膜溶液；

(5)将成膜溶液采用流延法成膜，得到壳聚糖-阿魏酸共聚物活性膜。

上述的壳聚糖-阿魏酸共聚物活性膜的制备方法，优选地，步骤(2)中，所述超声时间控制在0.5min～1min。

上述的壳聚糖-阿魏酸共聚物活性膜的制备方法，优选地，步骤(2)中，所述超声时间控制在1min。