[发明专利]一种锌掺杂碳量子点涂膜水果保鲜剂及其制备和使用方法

说明书

一种锌掺杂碳量子点涂膜水果保鲜剂及其制备和使用方法，属于化工技术领域。含0.1‑0.5％锌掺杂碳量子点，魔芋胶、壳聚糖、硫酸锌、柠檬酸、抗坏血酸、氯化钙和肌醇。充分发挥锌离子与生物体内蛋白质、核酸中存在的与巯基、氨基等含硫、氨的官能团的反应而抗菌；利用可见光照射下产生的强氧化性羟自由基〃OH，能穿透细菌细胞壁进入菌体，阻止成膜物质的传输，阻断其呼吸系统和电子传输系统，有效杀灭细菌；利用壳聚糖与魔芋胶的成膜性，抗坏血酸与柠檬酸的抗氧化性，肌醇的保水性等特性。产品有良好保鲜作用。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体是涉及一种锌掺杂碳量子点涂膜水果保鲜剂及其制备和使用方法。

背景技术

涂膜技术是在果蔬的表面涂上一层极薄的膜，以此来抑制果蔬的呼吸作用，阻止果蔬水分散失，防止外界氧气与果蔬内部成分发生氧化作用，提高果蔬抗机械损伤的能力及抵御病菌侵染的能力，从而保护果蔬的营养成分、色、香、味、形，延长果蔬的货架期。涂膜保鲜的成功与否主要依赖于膜的选择，不同的膜材具有不同的保鲜性能，同一膜材对不同的果蔬品种保鲜效果不一定相同。长期以来，涂膜保鲜的研究主要集中在优化膜材性能、开发新型涂膜材料等方面。随着生活水平的提高，生活模式与消费观念的改变，人们更加关注食品的安全性与环境友好性。寻找保鲜效果好，安全、天然、可降解的保鲜涂膜材料已成为近几年的研究热点。

壳聚糖及其衍生物，具有良好的吸湿性、成膜性、透气性、生物相容性、易于生物降解等多种特性，且能在果蔬表面形成一层聚合物薄膜，使果实内形成一个低氧、高二氧化碳浓度的环境，进而通过抑制呼吸作用而发挥保鲜功能。无机钙和锌离子可抑制细胞水解酶活性,从而稳定细胞膜结构并影响膜上的调节蛋白，与钙调素一起诱导细胞内一系列生化反应，并为参与基因表达的调节发挥作用。

纳米材料由于其较高的比表面积和增强的生物活性，在抗菌方面显示出明显的优势。碳纳米材料具有较宽的吸收光谱和较高的吸收系数，具有无毒，化学性能稳定，原料丰富，制备方法简单等特性，其表面的羧基、羟基使其具有良好的水溶性、生物相容性。带有饱和席夫碱平面结构的Na₂[Zn(EDTA)]为掺杂金属碳量子点的极好原料，同时提供碳及金属，辅以抗坏血酸，经热分解处理后，结构由饱和席夫碱平面结构转变成锌配位的带有石墨的锌掺杂碳量子点，表面生成的强氧化性羟自由基·OH，能使大部分有机污染物和细菌、霉菌分解成CO₂和H₂O等无害物质。该纳米材料与锌离子的协同杀菌作用更加明显，同时由于材料良好的水溶性、生物相容性，可以与壳聚糖、魔芋胶结合，而得到力学性能和透气性能都优于单一魔芋胶的复合涂膜。

中国专利申请文件CN107771922A公开了“一种蔬菜水果保鲜剂及其制备方法”，利用甲壳素、麦芽糊精、山黎酸、胶原蛋白、纳米二氧化钛、纳米二氧化锌制备蔬菜水果保鲜剂。该技术方案虽然利用了纳米二氧化钛的光催化作用及纳米二氧化锌的杀菌作用，但纳米二氧化钛需在紫外光照射下才发生光催化作用，纳米二氧化锌为一种常用的杀菌剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种锌掺杂碳纳米涂膜水果保鲜剂及其制备和使用方法，保鲜剂中的锌掺杂碳量子点在可见光下即可以进行光催化作用，且与Zn²⁺产生好的协同杀菌作用，产品的杀菌、防腐烂、防褐变、保水性好。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。

本发明锌掺杂碳量子点涂膜水果保鲜剂的特征在于：按质量百分比计，所述保鲜剂含有0.1-0.5％锌掺杂碳量子点、0.5-1.0％魔芋胶、1-3％壳聚糖、0.5-1.0％硫酸锌、1-3％柠檬酸、1-3％抗坏血酸、0.3-0.6％氯化钙、2-5％肌醇，余量为水。所述水最好是蒸馏水。

本发明产品的制备方法为按以下步骤：

(1)将柠檬酸、抗坏血酸溶于水中，于30-40℃搅拌20-40min；