[发明专利]一种生物可降解膜材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及果蔬保鲜技术领域，尤其是涉及一种生物可降解膜材料及其制备方法和应用。生物可降解膜材料包括第一表层、第二表层和中间层；第一表层与中间层、第二表层与中间层的界面处均具有垂直于气体透过方向的横晶结构；第一表层包括：聚乳酸73.7～94.7份、生物可降解聚酯5～20份、催化氧化剂0.1～5份、抗菌剂0.1～1份和开口剂0.1～0.3份；中间层包括：聚乳酸75～94.9份、生物可降解聚酯5～20份和成核剂0.1～5份；第二表层包括：聚乳酸80～95份和生物可降解聚酯5～20份。本发明的生物可降解膜材料具有合适的氧气、二氧化碳和水蒸气的透过率，协同乙烯消除功能和抗菌功能，可以较好的延长新鲜果蔬的存储时间，具有较大的经济价值。

技术领域

本发明涉及果蔬保鲜技术领域，具体而言，涉及一种生物可降解膜材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，随着生活水平的提高，人们在解决温饱问题后，其饮食理念也发生了巨大变化，对新鲜、营养丰富的果蔬需求量越来越高。果蔬作为具有生命活动的食品，采摘后仍继续呼吸、新陈代谢，并伴随着水分蒸发、乙烯气体生成及细菌滋生。在常温环境下，果蔬呼吸速率越强，果蔬越容易衰老。当乙烯气体的含量大于0.01μL/L时，会显著促进果蔬的呼吸，加快其成熟，同时细菌的存在会引发果蔬腐烂变质，最终导致果蔬在采后的流通销售过程中损失巨大。我国每年果蔬的损耗率高达25～30％，造成了巨大的资源浪费、经济损失和环境污染。

从理论上，果蔬保质期延长的关键在于：合适的氧气、二氧化碳浓度抑制果蔬的呼吸，消除乙烯以及抑制细菌滋生。因此，兼具气调功能、消除乙烯功能及抗菌功能的果蔬保鲜膜是当前保鲜膜中研究的热点。对于气调功能，主要通过复合材料微观结构进行调控，而乙烯消除则是通过抑制乙烯生成、吸附乙烯以及催化氧化乙烯几个方向入手，抑制细菌生成主要通过使用抗菌剂。CN110421944A公开了一种分解乙烯及缓释功能的抗菌果蔬保鲜材料及制备方法，通过纳米氧化锌的催化氧化作用和抗菌作用，制备得到具有乙烯分解作用和抗菌功能的聚乙烯基保鲜膜材料。CN103965539B公开了一种智能呼吸果蔬保鲜功能膜及其制备方法，利用乙烯吸附材料及多孔结构消除乙烯，同时使用N-乙酰胺基-4-乙烯基吡啶抑制细菌滋生，从而达到延长果蔬食品的保鲜时间。文献调研表明，现有果蔬保鲜主要是通过乙烯消除技术与抗菌技术联用。但是，现有技术存在乙烯消除及抗菌效果不佳，工艺复杂等缺点，导致市售的果蔬保鲜膜难以延长果蔬保鲜时间。

现有的果蔬保鲜膜主要以PE和PVC为原料，这些材料一次性使用后难以降解，是引发白色污染的罪魁祸首之一，给大自然造成了严重的伤害。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种生物可降解膜材料，该生物可降解膜材料具有层状结构及横晶结构，具有自发气调功能、协同催化氧化剂及抗菌剂，兼具乙烯消除功能和抗菌功能。

本发明的第二目的在于提供一种上述生物可降解膜材料的制备方法，该方法操作简单，能够制备得到兼具自发气调功能、乙烯消除和抗菌功能的生物可降解膜材料。

本发明的第三目的在于提供一种上述生物可降解膜材料的应用，该生物可降解膜材料可用于新鲜果蔬保鲜，能够延长果蔬的存储时间。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种生物可降解膜材料，其包括第一表层和第二表层，以及设置在第一表层和第二表层之间的中间层；第一表层与中间层的界面处、第二表层与中间层的界面处均具有垂直于气体透过方向的横晶结构；

其中，第一表层主要由以下质量份数的原料制备得到：聚乳酸73.7～94.7份、生物可降解聚酯5～20份、催化氧化剂0.1～5份、抗菌剂0.1～1份和开口剂0.1～0.3份；

中间层主要由以下质量份数的原料制备得到：聚乳酸75～94.9份、生物可降解聚酯5～20份和成核剂0.1～5份；