[发明专利]一种荷载纳米尺度精油的抗菌保鲜膜的制备方法

说明书

本发明提供一种荷载纳米尺度精油的抗菌保鲜膜的制备方法。利用环糊精制备高稳定、高精油含量的O/W型Pickering乳液，再将该乳液与水性壳聚糖膜基质均匀混合，经流延法制成精油均匀分布的抗菌膜。本发明的精油抗菌膜质地均匀，根据含精油量的多少呈无色半透明或淡黄的半透明状，具有一定的机械性能，可直接制膜使用或用于包装材料内表面或食品表面涂膜，能够缓释抗菌精油，用于包装食品达到延长保质期的目的，属于一种新型缓释食品纳米抗菌活性包装材料。

技术领域

本发明涉及一种荷载纳米尺度精油的抗菌保鲜膜的制备方法，属于食品保鲜技术领域。

背景技术

食品保鲜一直是我国食品工业面临的一大难题。为保持食品的贮藏稳定性，常常需要在食品中添加大量的防腐剂，给食品安全带来极大隐患。食品抗菌包装是通过使用具有杀菌作用的包装材料，抑制贮藏过程中食品微生物的生长，从而延长食品保质期。使用抗菌膜材料是抗菌包装的一种主要方式，抗菌膜大多通过将抗菌剂以共混方式结合于膜载体上，从而赋予膜抗菌性能。使用的天然抗菌剂主要包括植物精油、抗菌肽和一些有机酸，而膜材料则多采用天然蛋白质基、多糖基或合成聚乙烯醇或聚乳酸膜等。例如，可以将茶多酚、姜黄素等植物功能成分或一些植物精油添加到壳聚糖、淀粉等复合膜中制备抗菌膜制品。

植物精油是从植物提取的风味成分，大多具有较强的抗菌活性及抗氧化功能，是安全的天然食品抗菌剂。但这些精油易于挥发及氧化，在食品领域的应用受到限制。将精油加入膜基质中制备的精油抗菌膜，是食品抗菌保鲜膜中重要的一类。但直接将精油加入成膜液制备共混膜，亲脂性的抗菌精油大多与亲水性膜基质不相容，抗菌精油无法均匀分布于膜中，无法均一成膜，膜的机械及理化性能不理想。因此，通常认为制备植物精油抗菌膜的关键是将植物精油制成稳定的微乳液体系或其他纳米尺度的脂质体等微胶囊形式。

目前有不少研究报道将精油进行纳米封装再加入膜基质中。有研究报道在成膜液中添加乳化剂吐温或者司盘来促进油水两相的稳定性，使精油在膜基质中分散均匀；也有将精油与成膜液经高压均质、高压微射流等技术改变膜中油滴的分布，从而改善膜材料的微观结构；或者利用环糊精对精油进行分子包埋，再加入膜中。近年来也有不少研究利用壳聚糖、明胶等壁材包裹精油，再通过特殊工艺制成纳米胶囊形式加入膜中。这些方法都存在诸如乳液不稳定、大量使用乳化添加剂或精油含量低等缺点。例如，利用传统的乳化剂先将精油制成乳液，再将乳液与膜基质混合制成抗菌膜，由于传统乳液稳定性不佳，或需要添加大量乳化剂及乳化助剂，这种方法有其局限性；将精油进行环糊精包埋后加入膜液，由于环糊精分子包埋的精油量非常有限，导致膜精油含量过低，抗菌效果不理想；将精油进行亲水胶体包裹再进一步制备纳米胶囊后加入膜液，这种方式工艺复杂，包封率也不高。

Pickering乳液是以微纳米固体颗粒为乳化稳定剂的乳液体系，由于纳米颗粒能够紧密排列形成坚固的界面膜并在外围形成桥连产生空间位阻，从而有效防止了油滴的破裂和聚集，具有极高的稳定性。同时，相比于传统液体乳化剂乳液，Pickering乳液还具有颗粒乳化剂用量少、制备方便以及安全性高等优势。目前，可用于制备食品级Pickering乳液固体颗粒的材料主要有蛋白质、淀粉、纤维素、脂肪、多糖复合物以及环糊精等。其中，环糊精是由6-8个葡萄糖组成的一类环状低聚糖，其圆锥形分子结构特性使其具有良好的乳化性能，在水-油体系中能以纳米包合物颗粒形式形成油水界面膜，从而得到水包油型Pickering乳液，常温放置稳定期达数月之久。作为一类安全的食品添加剂，环糊精的环状分子结构比淀粉、蛋白和油脂等更稳定耐贮藏，相应制作的Pickering乳液贮存稳定性更好。

利用环糊精可以制备抗菌精油的水包油型Pickering乳液，乳液中精油粒径在10-100nm之间。由于其比传统乳液稳定性高，还具有一定的耐热、抗酸性能，进一步应用于制膜基质来制作精油抗菌摸具有不可比拟的优势。

发明内容