[发明专利]四元共混可降解插层抗菌高透保鲜膜及制备方法

说明书

本发明公开了一种四元共混可降解插层抗菌高透保鲜膜，其原料组分及重量份数为：四元共混可降解保鲜膜基材100份、缓释纳米插层抗菌助剂1～2份、透气助剂2～5份、降解促进助剂1～2.5份。本发明制得的四元共混可降解插层抗菌高透保鲜膜，机械及力学性能良好、成膜韧性及稳定性提高，集保湿透气、纳米抗菌、快速降解功能为一体，具有更高的安全性和可控性，便于工业化生产，用于生鲜食品的气调防霉保鲜。

技术领域

本发明属于食品技术领域，尤其是一种四元共混可降解插层抗菌高透保鲜膜及制备方法。

背景技术

温度、湿度、气体和防腐是果蔬保鲜的4大决定因素。低温+气调贮藏效果好，但机械气调(CA)对投资成本、设备要求高，不适于我国国情。利用果蔬呼吸作用与保鲜膜透气性之间的平衡形成低O₂、高CO₂微环境的自发气调(MA)，具有简易节能、投资规模小、保鲜效果好等优点。MA技术支撑点在于保鲜膜。随着当前聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等强稳定性塑料的大量使用，导致环境中废弃物以惊人速度积累，给人类生活环境和生态平衡造成了严重危害。开发新型可降解保鲜膜成为可持续发展的战略目标。

聚乳酸(PLA)是一种可完全降解的脂肪族聚酯类高分子材料，废弃后可在微生物、水、酸、碱等作用下分解为CO₂和H₂O，其制品在酶的作用下降解为乳酸，可实现循环使用。由于其优良的生物降解性和相容性，PLA成为未来最有希望撼动石油基塑料传统地位的降解材料。但同时其脆性高、韧性差(断裂伸长率不足10％)、疏水及阻隔性高等特点也限制了其单独使用。采用聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)可改善PLA的成膜韧性，但同时会降低其力学强度，且PBAT含芳香族部分，降解周期相对延长。聚乙烯醇(PVA)价格低廉、生物相容性及降解性良好，通过分子羟基与聚酯分子中的羰基形成氢键可改善PLA材料的疏水性、脆性及降解性。但由于结构差异同时带来相分离现象，而聚己内酯(PCL)作为增溶剂在共混物中主要是减小两相之间的界面张力，提高分散相的稳定性和分散程度。由于PLA和PBAT均含有极性酯键，且PBAT含柔性的碳链段，因而对增溶剂的要求是含有极性键。

此外，PLA的高阻隔性使得果蔬采后呼吸产生的乙烯和CO₂无法实现膜内外气体交换，乙烯富集在保鲜袋内加速果蔬成熟和衰老、高浓度的CO₂引发果蔬腐烂及褐变。加之含大量酯键的PLA亲水性和透湿性差，果蔬呼吸产生的水分富集更易滋生病原微生物引发腐烂。因此，本发明目的是提供一种成膜性能良好，集保湿、气调、抗菌功能一体化的可降解保鲜膜及其制备方法。

通过检索，发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：

1、含天然抗菌成分的聚乳酸保鲜膜及其制备方法(授权公告号：CN106832379 B)，利用纳米铜改性聚乳酸吹塑得到薄膜，进一步涂覆无花果枝条提取物天然抗菌涂层，再经紫外照射后得到最终聚乳酸保鲜膜成品。该专利解决了传统高温制膜对天然易挥发抗菌剂的损耗问题。但仍存在以下突出问题：

①成膜基材为聚乳酸，单独使用脆性高、成膜韧性差、极易弯曲变形。

②气体阻隔性强，乙烯、O₂和CO₂等无法实现膜内外气体交换，用于果蔬保鲜不易形成自发气调效果，甚至产生气体伤害。

③聚乳酸中含大量酯键，亲水性和透湿性差，保鲜膜内易结露，导致微生物滋生引发果蔬腐烂。

2、一种利用冰乙酸溶解制备食品级聚乳酸薄膜的方法(授权公告号：CN109734939B)，根据相似相容原理将聚乳酸颗粒与食品级冰乙酸混合溶解，再将溶解液倒在玻璃板或不锈钢板涂抹均匀，待成膜干燥后得到聚乳酸薄膜，具有良好的韧性和可降解性，可直接与食品接触使用。存在问题如下：

①采用溶解液倒板方法制备聚乳酸膜，虽制备过程简单，但仅限于小试研究，不适合大规模工业化生产和推广。