[发明专利]一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用。该发明的制备如下，首先将壳聚糖(CS)溶于适量乙酸中，均匀搅拌得壳聚糖溶液，再将甘油、吐温80、木质素纳米颗粒、大豆蛋白纳米凝胶等按照特定比例加入壳聚糖溶液中，均匀分散，超声脱气，采用流延法制膜，自然风干后揭膜得到该壳聚糖基复合膜。本发明以壳聚糖为主要膜基材，按照特定的比例加入增塑剂‑甘油、乳化剂‑吐温80使壳聚糖具有良好的成膜性，同时加入纳米填料‑木质素纳米颗粒和负载抗菌剂‑山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶可有效提高复合膜的机械性能与抗菌性能，降低复合膜的透湿性与透气性并体现抗菌剂在不同食品体系中的缓控释效果。可为食品包装的发展提供一种新的研究思路与设计方案，在食品包装领域具有广阔的应用前景。

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性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用。

背景技术

近些年，食品塑料包装膜的大量使用导致白色污染日益严重。随着人们环保意识的增强及国际范围内禁塑令的推行，可生物降解包装膜材料取代合成塑料包装成为食品包装领域发展的新趋势。最近科研工作者开始选用天然高分子材料如多糖、蛋白质、淀粉等为成膜基材制成生物基薄膜来代替传统的塑料包装。相比于塑料包装膜，生物基包装膜优越性明显，易降解、安全无污染，还是保鲜剂、风味料、营养强化剂等添加剂的载体，逐渐成为绿色食品保鲜领域未来的发展方向。

目前，以天然生物基材料为膜基材制备安全无毒、环保可降解生物薄膜的研究逐渐兴起。壳聚糖作为自然界中唯一的碱性多糖，其具有安全无毒、可生物降解、抗菌性、阻气性、透明性及成膜性等优良性能，已成为可生物降解包装膜材料领域最具潜在应用前景的研究材料之一。此外，食品抗菌包装的推出，使食品品质得到保障，将原本添加在食品中的抗菌剂转移到食品包装材料中，已成为食品包装发展的主流方向。因此，将生物可降解薄膜和抗菌活性包装结合，探索制备控释抗菌可降解生物薄膜，并应用于食品包装中，实现长效、实时抗菌，为食品包装的发展提供了一种新思路，发展前景十分广阔。

但由于壳聚糖(CS)富含-NH₂、-OH等亲水基团，导致纯CS膜对水敏感和力学性能差等缺点，从而限制了它的实际应用。如何提高CS膜的各方面性能，成为扩展其实际应用的关键性问题。利用纳米填料对CS膜进行增强是最常见的改性方式，得到的复合膜相对于纯CS膜具有较优的机械、耐水和阻隔等方面性能。木质素纳米颗粒作为增强材料，可用于增强多糖，蛋白质，天然橡胶和合成聚合物，在保证材料具有一定的强度的同时也能具备良好的机械性能，在聚合物基复合材料中具有广阔的应用前景。大豆蛋白是一种良好的成膜材料，其纳米凝胶具有良好的pH响应及药物缓释效果，将CS与大豆蛋白纳米凝胶复合制膜，可充分利用两者良好的成膜性，改善膜性能，可作为一种“绿色包装”的应用类型，并且有望实现抗菌剂的缓控释效果，该复合膜的制备符合现代食品包装领域的研究方向。目前，CS与蛋白纳米粒及木质素纳米粒复合制备包装膜的研究较少，多数研究集中在单纳米粒子增强CS，采用双纳米填料(LNP、ASPNG)协同增强CS膜的研究甚少，因此采用双纳米填料协同增强CS膜，制备具有药物缓释性能的优良复合包装膜，是本发明的主要研究内容及目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法及其应用，该方法通过在壳聚糖复合膜中加入木质素纳米颗粒与负载山梨酸钾的大豆蛋白纳米凝胶，改善了壳聚糖膜的性能并使其具有了缓控释抗菌性能，从而有效的延长了食品的货架期。

本发明为解决目前国内外壳聚糖包装材料在食品包装中阻水性差，脆性大、抗菌时效短，食品保质期短等问题提供了重要依据。

本发明的目的提供一种制备缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的方法，采用如下方案实现：

一种缓控释抗菌性壳聚糖基复合膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将壳聚糖溶解于乙酸水溶液中，制备壳聚糖溶液，搅拌使壳聚糖充分溶解，制备成壳聚糖成膜液；