[发明专利]一种醋酸酯淀粉基抗菌膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种醋酸酯淀粉基抗菌膜及其制备方法，包括如下步骤：(1)将淀粉与改性溶剂胆碱醋酸盐水溶液混合均匀后得到淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液进行加热搅拌后，向其中加入乙酸酐进行酯化反应，反应完成后进行过滤得到沉淀，将所述的沉淀进行洗涤、干燥，得到醋酸酯淀粉样品；(2)将所述的醋酸酯淀粉样品与增塑抑菌剂胆碱醋酸盐水溶液混合均匀，静置后进行热压成膜，即得所述的醋酸酯淀粉基抗菌膜。本发明所述的醋酸酯淀粉基抗菌膜的制备方法工艺操作简单、绿色环保，制备的醋酸酯淀粉基抗菌膜阻水性能优良，透明度高，柔性好，并且对典型食品腐败菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)有良好的抑制作用。

技术领域

本发明属于可降解生物基包装材料领域，尤其是涉及一种醋酸酯淀粉基抗菌膜及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展和生活水平的不断提高，人们对食品安全的要求也越来越高。食品微生物安全，尤其是由微生物引发的食品腐败问题以及对人体造成的安全危害已成为食品行业近年来关注的重点。

传统食品抗菌膜主要是以人工合成高分子材料为原料制备，目前正面临资源枯竭、环境污染以及威胁人体健康等问题。近年来，以来源广、价格低、可再生的天然淀粉为原料制备的淀粉基抗菌膜，因其具有绿色环保、安全无毒、可生物降解等优点，成为最具发展潜力的生物基食品抗菌膜之一。但是，传统淀粉基抗菌膜存在亲水性高、机械性能差以及需要额外添加抑菌剂等缺陷，其应用受到了极大的限制。因此，开发具有良好疏水性、机械性能和抗菌活性的淀粉基抗菌膜就成为了科学家关注的焦点。

通过对天然淀粉进行化学疏水改性(酯化、交联化和接枝化)可以改善淀粉基材料的阻水性能和机械性能，例如淀粉经脂肪酸酯化改性可以提高淀粉基膜的阻水性能和材料柔性。在这些化学改性中，醋酸酯化疏水改性被认为是一种可提高淀粉基材料的阻水性能和机械性能的简便有效策略，但改性过程中使用的反应介质如水、强酸/碱和二甲基亚砜等存在效率低、安全性差、功能单一等缺点。为了克服这些缺点，具有安全性高、绿色环保以及功能优良的离子液体就成为了人们关注的焦点。离子液体具有不易挥发、不易燃、稳定性高、可回收等优点以及有效溶解多糖能力，因此已广泛用于催化改性淀粉的合成。例如以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐为改性溶剂合成了多种高取代度的酯化淀粉和醚化淀粉，改善了淀粉的疏水性、糊化性质和热稳定性等功能性质，拓展了淀粉的应用范围。淀粉经醋酸酯化疏水改性可以降低抗菌材料亲水性，防止抑菌剂过快释放而无法长期抑菌；减少抗菌材料回生，防止材料机械性能下降，进而影响使用寿命。开发醋酸酯淀粉基抗菌膜对于保障食品微生物安全和人体健康具有重要的社会意义和经济效益，但在传统溶剂中制备的醋酸酯淀粉基抗菌膜的技术方法仍存在改性效率低、性能不佳、制备方法复杂、添加成分较多以及对环境和人体造成危害等诸多缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种醋酸酯淀粉基抗菌膜及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

胆碱醋酸盐([HOCH₂CH₂N(CH₂)₂][CH₂COO])是一种生物友好型离子液体，其阳离子来源于作为维生素B₄成分的氯化胆碱，阴离子来源于可作为食品添加剂的醋酸。比较传统溶剂、增塑剂和抑菌剂，胆碱醋酸盐既能有效溶解和増塑淀粉，又具有良好的抗菌活性。

我们发现将离子液体与水以一定比例混合在降低成本的同时可促进淀粉的改性。因此，我们提出了一种使用胆碱醋酸盐水溶液在醋酸酯淀粉基抗菌膜制备中同步发挥催化改性(溶解)、増塑和抑菌作用，进而调节抗菌膜的阻水性能、机械性能和抗菌活性等性能的新思路。

本发明提出了一种醋酸酯淀粉基抗菌膜的制备方法，包括如下步骤：