[发明专利]一种植物源缓释抗菌气凝胶的制备方法

说明书

本发明涉及一种植物源缓释抗菌气凝胶的制备方法，以桉木漂白硫酸盐浆为原料，制备微纤化纤维素MFC，用超声乳化技术制备百里香精油纳米乳液；取一定比例的MFC水悬浊液与百里香精油纳米乳液进行复配混合均匀，冷冻干燥处理得精油/MFC气凝胶。该方法利用MFC气凝胶高孔隙率、超低密度和优异的吸附性能，使具有高效、广谱抗菌能力的精油吸附在气凝胶内部，实现精油得长时间、持续地释放，并可以长时间保持在一定浓度范围，可以用于冷鲜食品的抗菌包装。此方法简单易行、经济、环保，可以有效延长冷鲜食品的货架期。

技术领域

本发明属于包装材料领域，涉及抗菌、缓释技术，尤其是一种植物源缓释抗菌气凝胶的制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，食品包装安全备受关注，以包装为出发点，食品为中心点的抗菌包装越来越注重其所用材料的绿色环保和安全性。现如今，化学合成保鲜剂的安全、健康及环保性能受到质疑，天然植物源保鲜剂的应用成为科研人员研究的重点。天然植物精油在抗菌包装中有时会出现精油释放速率过快而造成包装内浓度过高的现象，而浓度过高会破坏被包装产品的质量。另外，精油成分释放过快导致短时间内抑菌剂消耗完毕从而影响被包装产品的货架寿命。因此，结合精油的挥发、抑菌特性研制具有精油缓释功能的材料，使包装内精油能够缓慢释放并且长期稳定在一定浓度水平，从而抑制或延缓包装产品中微生物的生长速率，进而达到控制包装中微生物污染等现象的产生，是包装材料领域新的研究方向之一。

由植物纤维制备的微纤化纤维素(MFC)是一种具有高长径比的纳米级纤维材料，具有良好的分散性和较好的稳定性。以MFC为原料制备出三维网络结构的气凝胶具有孔隙率高、比表面积大、隔热和吸附性能好等显著特点。纤维素基气凝胶是继无机、合成聚合物气凝胶之后生成的第三代气凝胶，纤维素气凝胶在保持第一、二代气凝胶多孔网络结构功能特性的同时，又融入了纤维素材料特有的原料绿色可再生、可生物降解和可生物兼容以及柔韧、易加工等优点。将天然植物抗菌剂与纤维素复合可进一步提高纤维素资源的应用范围，成为复合型材料发展的新趋势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种植物源缓释抗菌气凝胶的制备方法，该方法简单、经济、环保，延长了冷鲜食品的货架期。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种植物源缓释抗菌气凝胶的制备方法，具体制备步骤如下：

1、以桉木漂白硫酸盐浆为原料，用酶预处理和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物(TEMPO)氧化预处理两种方法制备微纤化纤维素(MFC)并确定制备气凝胶所用MFC的最佳浓度；

2、用超声乳化技术制备百里香精油纳米乳液；

3、确定MFC与百里香精油纳米乳液的混合比例；

4、制备精油/MFC气凝胶。

步骤1的具体操作为：

(1)酶预处理制备MFC的步骤：

1)瓦利前打浆处理：称取绝干桉木漂白硫酸盐浆，浸泡一定时间后，放入瓦利打浆机中加入蒸馏水疏解一段时间后，当打浆度20-60°SR时停止打浆并将纸浆甩干，2-8℃保存备用；

2)纤维素酶预处理：加入一定量蒸馏水将20-60°SR的纸浆配成4％-15％浓度的浆料，然后加入3-12U/g的酶原液，将其放入40-60℃水浴锅中保温8-24h，反应结束后再将浆料放入80-90℃水浴锅中保温20-40min，对酶灭活后抽滤，抽滤后的浆料保存备用；

3)PFI后打浆处理：将酶处理后浆料使用PFI磨浆机进行PFI后打浆处理，磨至打浆度至80-90°SR；

4)高压均质处理：将PFI磨浆处理后的纸浆，配成质量分数为0.5％-2％的浆料，在不加压力的情况下均质1-2次，然后在20-50MPa均质2-6次，最后在70-100MPa均质4-8次得MFC。