[发明专利]一种高强度可食用抗菌包装膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度可食用抗菌包装膜及其制备方法，属于食品包装技术领域。本发明以壳聚糖与羧甲基纤维素作为膜基质，通过多层复合的成膜方式，利用两种天然高分子羟基间的氢键作用力，制备出具有高机械强度的可食用包装膜；在膜基质中添加维生素C、甘油、柠檬酸等作为抗氧化剂、增塑剂及交联剂，添加壳寡糖、香芹酚、儿茶酚等作为抗菌剂，有效提高了可食用包装膜的耐用性及抗菌性。本发明中制备的薄膜具有优异的力学性能和抗菌性能，拉伸强度高达270MPa，在食品包装领域具有重要应用价值。

技术领域

本发明属于食品包装材料技术领域，尤其是涉及一种高强度可食用抗菌包装膜及其制备方法。

背景技术

保鲜膜是日常生活中广泛应用的一类食品包装材料，微波炉食品加热、冰箱食物保存、生鲜及熟食包装等场合都十分常见。由于传统的塑料保鲜膜难以在自然环境中降解，对环境污染巨大，处理塑料保鲜膜垃圾成为当前的一大难题。此外，食品在其生产、储存、运输及销售过程中，极易受到微生物入侵、氧化作用等影响而发生酸化腐败，不仅损坏了食品自身的营养价值，还对消费者的安全造成严重威胁。塑料保鲜膜缺乏主动抗菌、抗氧化性能，无法对内装物进行积极的防护，需添加防腐用品。目前市面上的一些化学防腐用品虽然具有较强的防腐保鲜效果，但同时往往又给人类健康和社会环境带来负面影响。

可食用保鲜膜是一种通过天然的可食用物质(如多糖类、蛋白质类、纤维素及其衍生物类等)中的不同分子间相互作用而形成的一种薄膜，与人工合成保鲜膜相比，可食用保鲜膜除了具有可以自然降解、对环境无污染等优点，同样具有较好的物理性能，可以阻止水分、氧气及溶质等的渗透迁移，同时可作风味剂、营养强化剂、抗氧化剂及防腐剂等的载体，可确保食品安全性，具有良好的应用前景。可食用薄膜的性能通常通过一些重要的薄膜特性来评估，例如机械强度(TS-抗张强度，YM-杨氏模量和EAB-断裂伸长率)，机械强度对于保护所装食品免受外部负荷至关重要。未增塑的可食用薄膜的机械强度不及石油衍生塑料。但目前常见可食用保鲜膜的拉伸强度大多不超过60MPa。

中国专利CN109261087A公开了一种中空微胶囊及其制法和应用，主要以介孔二氧化硅为模版，交替包覆羧甲基纤维素和壳聚糖进行层层自组装，最后利用氢氟酸去除模板后得到。但在去除模板的过程中，模板材料由内渗透到外部时产生的较大渗透压可引起微胶囊的形变；且氢氟酸的浓度较低会影响去除效果，浓度较高会破坏壳聚糖的结构，在制备过程中存在风险。

中国专利CN111499929A公开一种石墨烯-纳米银修饰壳聚糖-纤维素抗菌薄膜，主要以纳米银负载改性石墨烯、壳聚糖、戊二醛、羧甲基纤维素、四乙烯五胺和氧化石墨烯等制备成膜。虽然复合薄膜具有良好的阻隔性能和优异的抗菌性能，但是戊二醛毒性较大，对环境存在危害；且其可增加膜的水蒸气透过率，不利于食品保鲜。

发明内容

为解决现有技术中可食用包装膜的拉伸强度不大的现状，本发明提供一种高强度可食用抗菌包装膜及其制备方法。

本发明以壳聚糖与羧甲基纤维素作为膜基质，通过多层复合等成膜方式，利用两种天然高分子羟基间的氢键作用力，制备出具有高机械强度的可食用包装膜。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种高强度可食用抗菌包装膜的制备方法，以壳聚糖与羧甲基纤维素作为膜基质，通过溶液共混、多层复合等成膜方式，利用壳聚糖与羧甲基纤维素羟基间的氢键作用力，制备出高强度可食用抗菌包装膜。

在本发明的一个实施方式中，高强度可食用抗菌包装膜的制备方法包括以下步骤：

配制含有增塑剂、交联剂以及抗氧化剂的壳聚糖醋酸水溶液；

配制含有增塑剂、抗氧化剂以及抗菌剂的羧甲基纤维素水溶液；

将壳聚糖醋酸水溶液和羧甲基纤维素水溶液分别溶解后，过滤，滤液消泡，分别得到壳聚糖膜液与羧甲基纤维素膜液；