[发明专利]一种缓控释抗菌米糠蛋白复合膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种缓控释抗菌米糠蛋白复合膜及其制备方法和应用，复合膜采用如下方法制备：将米糠蛋白采用丁二酸酐琥珀酰化改性得到米糠酰化蛋白，以米糠酰化蛋白与羧甲基壳聚糖为主要膜基材原料，甘油作为增塑剂，吐温20为分散剂，同时添加的负载姜黄素的米糠纳米凝胶，通过以上膜基材原料按照特定的配比组合，各原料成分之间相互协同作用，可使复合膜具有优良的抗菌性和机械性能，且实现复合膜中抗菌剂的缓控释效果，本发明生产的复合膜质地均匀，性能优良。由于膜基材为食源性原料，具有可食性且环保低能耗等特点，是一种有效且具有广阔应用前景的新型食品包装膜，对食品包装领域的发展有深远的影响。

技术领域

本发明涉及食品包装技术领域，具体涉及一种缓控释抗菌米糠蛋白复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

目前食品包装大多为不可降解的塑料制品，对生活环境有着巨大的挑战。随着国际禁塑令的推行，可降解的包装材料以及天然无毒的可食用包装材料逐渐成为食品包装领域的研究热点。很多研究者开始选用天然高分子材料作为成膜基材制成可食性薄膜来代替传统的塑料包装：一方面，以天然高分子材料为基材制备安全可食用、环保可降解的生物薄膜的研究逐渐兴起；另一方面，抗菌包装的推出，使食品质量更加可靠，将原本添加在食品中的抗菌剂转移到食品包装材料中，成为食品包装领域研究的主流方向。因此，研究开发具有缓控释特性的抗菌生物可降解材料，并应用于食品包装，实现实时、长效抗菌，可为新型食品抗菌包装提供一种新的思路。

蛋白基抗菌膜通常是在蛋白质中添加抗菌剂、交联剂和乳化剂等制备成具有阻隔、抗菌、可降解和包装功能的食品保鲜膜。但是蛋白膜特殊的基质组成和结构使其阻水性差，并且添加剂的控释作用较差，使得蛋白膜在食品包装领域的应用受限。研究表明蛋白质可以与多糖、脂质、淀粉等通过物理共混、化学交联及静电、疏水相互作用制备成复合膜，可有助于蛋白膜和机械性能和理化性质，如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气透湿性、缓释性等具有广阔的应用前景和深远的研究意义。羧甲基壳聚糖是在壳聚糖分子骨架上引入羧甲基(-CH₂COOH)而得到的两亲性聚合物(具有-NH₂及-COOH)产物，在水中溶解度极大，具有稳定的化学性质、良好的吸湿保湿性及成膜性，但羧甲基壳聚糖膜的机械性能较差，水溶性强也限制了其作为食品包装的应用，其可通过与米糠蛋白结合，形成稳定的结构进而提高复合膜的机械强度以及稳定性等性能。

其次，膜基质间的相互作用也会影响蛋白膜阻水性和抗菌性。蛋白膜中的抗菌剂、交联剂、乳化剂等会因分子间静电、疏水、水合和氢键等相互作用影响蛋白膜的阻水性和抗菌性。原因可能是这些物质与蛋白质之间的相容性差，导致成膜液中颗粒直径较大，影响了膜的界面黏合性和致密性。为进一步降低成膜液的颗粒直径，提高组分之间的相互作用，研究者们将基质成分制备为纳米粒子，再采用共混的方式延流成膜，可显著提高复合膜的阻水性。

关于缓控释技术，研究者提出纳米胶囊等控释技术可能会延缓抗菌剂如山梨酸钾的释放。纳米胶囊中的抗菌成分的与食品接触需要经过二次迁移，即从纳米胶囊内迁移到膜基质中，再从膜基质迁移到食品中，由此起到缓控释作用。研究发现菜籽蛋白纳米凝胶具有良好的吸水溶胀能力，且能够抵抗不同pH和离子强度，及冻干与稀释的能力。依据纳米抗菌凝胶具备吸水溶胀和抗菌剂控释的特性，通过将米糠蛋白制备成纳米凝胶后再与米糠蛋白共混，有望协同增强酰化米糠蛋白基膜的阻水性和抗菌性。

目前国内外对改性米糠蛋白并结合纳米凝胶制备抗菌膜的研究较少，并且在食品包装材料的应用也有待开发。将稻米加工中副产物米糠蛋白用于缓控释抗菌膜的研究，是米糠低值产品的高值化利用，既能减轻环境负担,缓解白色污染，又能合理利用自然资源，具有一定的研究意义和生态价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种缓控释抗菌米糠蛋白复合膜及其制备方法和应用。

为实现这一目的，本发明提供如下方案：