[发明专利]一种姜黄素/ε-聚赖氨酸抗菌薄膜及其制备方法与应用

说明书

本发明属于食品保鲜材料领域，涉及一种姜黄素/ε‑聚赖氨酸抗菌薄膜及其制备方法与应用。向含有羧基化纤维素的乙酸水溶液中加入聚乙烯醇水溶液，加热搅拌，得到PVA/CC混合液；向PVA/CC混合液中加入1‑(3‑二甲基氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐、N‑羟基琥珀酰亚胺、姜黄素和ε‑聚赖氨酸进行接枝反应，反应结束后将反应液透析，即得含有PVA/CC/CUR/PL的反应液；将得到的反应液浇注在容器中，烘干，即得姜黄素/ε‑聚赖氨酸抗菌薄膜。本发明通过溶剂浇注和化学接枝成功制备了PVA/CC/CUR/PL薄膜，接枝后的复合膜的结晶度下降，热稳定性提高。此外，PVA//CC/CUR/PL复合薄膜显示出良好的杀菌效果。

技术领域

本发明属于食品保鲜材料领域，涉及一种姜黄素/ε-聚赖氨酸抗菌薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

冷鲜鸡不仅风味独特，而且水分含量高，营养丰富，因此在市场上的销量一直呈上升趋势。然而，随着销售市场的扩大，一系列食品安全问题也随之出现。例如，冷鲜鸡肉容易受到微生物的污染，其中以P.lundensis和S.putrefaciens最具代表性。因此，为了保证冷鲜鸡的食品安全，减少微生物造成的食品腐败，很多国家都致力于研究新的抗菌技术^[1]。

姜黄素(CUR)是最常见的抗菌剂之一。它是一种从姜黄中提取的亲脂性植物多酚，作为一种无毒的添加剂和着色剂被广泛用于食品领域。大量研究表明CUR具有抗氧化、抗菌和抗炎特性等作用。然而，它的低水溶性和稳定性使其应用非常有限^[2-4]。ε-聚赖氨酸(PL)是一种天然存在的阳离子多肽，通常包括25-35个聚赖氨酸残基。它通常从白化链霉菌的代谢物中提取获得。众所周知，PL对革兰氏阳性和阴性细菌具有广泛的抗菌活性，无毒性，并且具有良好的热稳定性^[5,6]。然而，由于抗菌剂可能对人类造成的潜在危害，很少直接添加到食品中。为了解决这个问题，许多研究人员将抗菌剂直接加入到薄膜中混合来制备抗菌薄膜。Chen等人发现含有CUR的聚合物分子可以提高光诱导的抗菌能力和在水中的稳定性^[7]。根据Cheng等人的研究，在牛肉表明上涂抹含有PL和谷胱甘肽的氨基酸组合的壳聚糖基涂层，可以防止细菌的生长和繁殖，延长保质期^[8]。但是这种做法仍存在一定的问题，例如，抗菌剂对底物的附着力较弱而使其发生迁移。该现象往往会导致二次污染的发生。此外，抗菌剂的添加可能会影响食品的味道，因此，必须在基质和抗菌剂之间建立稳定的共价键，以充分利用抗菌剂的抗菌功能^[9,10]。

据报道，接枝法是一种建立稳定的共价键常用的方法，可以将抗菌活性剂牢固地结合在各种材料的表面。因此，充分利用CUR和PL的抗菌优势并提高其稳定性，需要合适的、可靠的固定化基质进行接枝。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种将姜黄素和ε-聚赖氨酸接枝在羧基化纤维素(CC)上的新型纳米抗菌薄膜，以抑制冷鲜鸡肉中腐败微生物的生长和繁殖，从而延长食品的保质期。

本发明还要解决的技术问题是提供上述抗菌薄膜的制备方法。

最后，本发明还要解决的技术问题是提供上述抗菌薄膜在制备活性包装材料或食品保鲜材料中的应用。

发明思路：先将羧基化纤维素和聚乙烯醇混合制备复合聚合物材料，随后利用1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺激活羧基化纤维素上的羧基；最后再将活化的复合聚合物材料与姜黄素、ε-聚赖氨酸混合进行接枝，成功制备抗菌薄膜。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种姜黄素/ε-聚赖氨酸抗菌薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羧基化纤维素分散液与乙酸水溶液混匀，得到羧基化纤维素混合液；向羧基化纤维素混合液中加入聚乙烯醇，加热搅拌，得到PVA/CC混合液；