[发明专利]羧甲基壳聚糖/细菌纤维素/纳米二氧化硅活性包装膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种羧甲基壳聚糖/细菌纤维素/纳米二氧化硅活性包装膜，所述活性包装膜是由羧甲基壳聚糖、细菌纤维素、纳米二氧化硅、交联剂以及增塑剂制备而成的复合膜，所述活性包装膜中，羧甲基壳聚糖、细菌纤维素、纳米二氧化硅、增塑剂的质量比为1‑2:3‑6:0.5‑1:0.2‑0.5，所述交联剂的含量为羧甲基壳聚糖的5wt％～10wt％。本发明的羧甲基壳聚糖/细菌纤维素/纳米二氧化硅活性包装膜，抗菌性、抗氧化性和机械性能得到很好的提升，且韧性高，阻隔性能强，节约成本且安全环保。

技术领域

本发明涉及活性包装膜材料技术领域，具体涉及一种羧甲基壳聚糖/细菌纤维素/纳米二氧化硅活性包装膜及其制备方法。

背景技术

在日常生活中常用保鲜膜对被食物进行保鲜，目前最常用的保鲜膜大多是聚乙烯材质的保鲜膜，但因其难以降解，会带来严重的塑料废弃物污染问题，并且加热后还会分解产生对人体有害的物质。因此，迫切需要使用其它环保和安全无害的材料来代替有害的聚乙烯保鲜膜材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种壳聚糖-细菌纤维素活性包装膜，该活性包装膜的抗菌性、抗氧化性和机械性能得到很好的提升，且韧性高，阻隔性能强，节约成本且安全环保。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明第一方面提供了一种羧甲基壳聚糖/细菌纤维素/纳米二氧化硅活性包装膜，所述活性包装膜是由羧甲基壳聚糖、细菌纤维素、纳米二氧化硅、交联剂以及增塑剂制备而成的复合膜，所述活性包装膜中，羧甲基壳聚糖、细菌纤维素、纳米二氧化硅、增塑剂的质量比为1-2:3-6:0.5-1:0.2-0.5，所述交联剂的含量为羧甲基壳聚糖的5wt％～10wt％。

羧甲基壳聚糖是壳聚糖的羧甲基化产物，是一种两性聚电解质，不仅保留了壳聚糖的生物相容性、生物降解性、成膜性和抗菌活性等优良性能，还具有比壳聚糖更良好的水溶性，羧甲基壳聚糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌等常见的食品腐败菌均有抑制作用。此外，从众多增强剂中选择细菌纤维素作为羧甲基壳聚糖的增强剂。细菌纤维素是某些细菌(主要是木醋杆菌)在代谢过程中产生的一种天然高分子化合物。它具有与羧甲基壳聚糖相似的分子结构，因此具有极高的相容性。细菌纤维素尽管与植物纤维素的分子式相同，但细菌纤维素比植物纤维素具有更高的纯度、结晶度、拉伸强度和持水能力。因此，羧甲基壳聚糖-细菌纤维素的复合材料可以使活性包装膜材料具有良好的机械性能；同时木醋杆菌的碳源可以是废弃的秸秆等，因此其来源广泛，价格低廉，能够实现生物重复利用。

另外，为了进一步提高羧甲基壳聚糖包装膜的机械性能，发明人选择了纳米二氧化硅作为活性物质增强剂。纳米二氧化硅是一种无机化工材料，由于是超细纳米级，因此具有许多独特的性质，如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能，此外还具有一定的抗菌活性。

进一步地，所述羧甲基壳聚糖的羧化度为≥80％，从而保证了羧甲基壳聚糖具有更好的水溶性。

进一步地，所述纳米二氧化硅的粒径为1～100nm。

进一步地，所述增塑剂选自甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、硬脂酸中的至少一种。优选地，所述增塑剂为甘油。

进一步地，所述交联剂为戊二醛、京尼平、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、β-甘油磷酸酯或环氧氯丙烷。优选地，所述交联剂为戊二醛。

本发明中，所述活性包装膜可采用多种方法制备而成，包括但不限于流延膜、挤压成膜等。优选地，所述活性包装膜为流延膜，具有生产效率高、复合膜的均匀性好、性能稳定的优点。

本发明还提供了所述的羧甲基壳聚糖/细菌纤维素/纳米二氧化硅活性包装膜的制备方法，包括以下步骤：