[发明专利]一种玉米淀粉复合膜及其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米淀粉复合膜及其制备方法及应用。

背景技术

随着石油资源日渐枯竭和“白色污染”的日益严重，以天然高分子等可再生资源为原料的可降解包装膜的研究与应用逐渐成为科研工作的研究重点。淀粉具有对环境友好，可降解等优点，拥有广阔的应用前景。目前研究的单一淀粉膜力学性能较差，阻湿性差，在应用领域上受到很大的限制。

纳米粒子具有高的表面能和反应活性，容易发生聚集，减弱甚至丧失其原有的特殊性能。这毫无疑问的大大限制了纳米氧化锌在生物、医药领域，例如紫外光遮蔽材料、抗菌剂等方面的应用。目前，“绿色化学”已经逐渐热门话题，而利用这种观点来制备纳米粒子的关键在于选择对环境友好的化学试剂和无毒的纳米粒子稳定剂。多糖材料(如淀粉、葡聚糖等)由于其特殊的结构及对环境友好的性质，越来越受到纳米领域研究人员的青睐。

目前在国内还很少有人涉足淀粉纳米晶粒的研究，它的主要的应用是作为增强填充剂加入到天然高分子或合成高分子当中。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米淀粉复合膜及其制备方法及应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种玉米淀粉复合膜，其由玉米淀粉，甘油、增强剂组成，所述增强剂为纳米CaCO₃、蜡质玉米淀粉纳米颗粒或壳聚糖(n＝562)，所述质量比玉米淀粉：甘油＝6.5～8.0:1.5～3.0(优选7.5:3)，当增强剂为纳米CaCO₃时，纳米CaCO₃的质量/玉米淀粉的质量为：0.02～0.5；当增强剂为蜡质玉米淀粉纳米颗粒时：淀粉纳米颗粒的质量/玉米淀粉的质量：1～25；当增强剂为纳米CaCO₃和壳聚糖时，纳米CaCO₃的质量/玉米淀粉的质量为0.06，壳聚糖的质量/玉米淀粉的质量：10～50；所述纳米CaCO₃颗粒大小30～50nm；所述蜡质玉米淀粉纳米颗粒大小70-120nm。

所述玉米淀粉复合膜的制备方法：将玉米淀粉，甘油溶于水(优选蒸馏水)中，将超声分散处理的纳米CaCO₃水溶液与淀粉甘油的混合液混合，加热(优选直接加热到100℃，在沸水中糊化)至淀粉完全糊化，搅拌(优选磁力搅拌)20～40min(优选30min)后，脱气10～20min(优选15min)，制膜，40℃～50℃(优选45℃)干燥40～55h(优选48h)，揭膜，于相对湿度60％～75％(优选67％)的干燥器中保存；或者将玉米淀粉，甘油溶于水(优选蒸馏水)中，将超声分散处理的纳米CaCO₃水溶液与淀粉甘油的混合液混合，加热(优选在沸水浴中)至淀粉完全糊化，将壳聚糖醋酸溶液加入冷却后的糊化液中，搅拌(优选磁力搅拌)20～40min(优选30min)后，脱气10～20min(优选15min)，制膜，40℃～50℃(优选45℃)干燥40～55h(优选48h)，揭膜，于相对湿度60％～75％(优选67％)的干燥器中保存；所述壳聚糖醋酸溶液为将壳聚糖溶于浓度为1％的醋酸溶液中，混合均匀即可。

上述复合膜在食品包装中的应用。

上述方法在制备可食性膜中的应用。

本发明的有益效果：

1、本发明的复合膜通过添加纳米CaCO₃，其机械性能得到明显的改善，当纳米CaCO₃添加量为0.06％时，机械强度(TS)和断裂伸长率(E％)均达到最大值；膜的透光率和透湿性降低；热特性较好；复合膜比玉米淀粉膜的热稳定性高；玉米淀粉与纳米CaCO₃颗粒之间有较好的相容性。

2、玉米淀粉与玉米淀粉纳米颗粒之间存在强烈的氢键相互作用，从而更好地使得基体与增强剂之间的相容性较好；添加淀粉纳米颗粒后，复合膜的热特性及热稳定性提高；玉米淀粉复合膜中淀粉纳米颗粒添加量的变化对膜的性能有显著的影响，主要表现在：随着含量的增加，透光率不断下降，最低至68％；添加适量的淀粉纳米颗粒，可改善复合薄膜的力学性能，添加量为15％时，TS为2.35MPa、E％为67.44％，表明淀粉纳米颗粒起到了很好的增强增韧作用；复合膜的阻湿性能不断提高，有利于膜在包装材料上的应用。