遇水敏感性、高效抗菌复合薄膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种遇水敏感性、高效抗菌复合薄膜的制备方法。本发明专利技术采用天然精油作为抗菌剂，有效保持了抗菌薄膜的安全无毒；通过气氛式抗菌作用的引入，有效提高了抗菌效率；为了进一步提高抗菌效率，采用缓释型固体二氧化氯作为抗菌剂，有效了提高了抗菌效率和抗菌周期。采用多层共挤的方法制备抗菌薄膜，充分实现抗菌薄膜的各项功能性，不但阻滞抗菌气氛向外界的逸出，延长了抗菌周期，同时，采用水溶性缓释材料，实现了二氧化氯的抗菌效率对水的响应性，有效调控抗菌剂浓度，保证了高湿度环境中的抗菌效果。根据抗菌剂种类的不同，抗菌薄膜的抗菌效率基本保持在：对大肠杆菌的抗菌效率在73～100％，对金黄葡萄球菌的抗菌效率在86～100％。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种。本专利技术采用天然精油作为抗菌剂，有效保持了抗菌薄膜的安全无毒；通过气氛式抗菌作用的引入，有效提高了抗菌效率；为了进一步提高抗菌效率，采用缓释型固体二氧化氯作为抗菌剂，有效了提高了抗菌效率和抗菌周期。采用多层共挤的方法制备抗菌薄膜，充分实现抗菌薄膜的各项功能性，不但阻滞抗菌气氛向外界的逸出，延长了抗菌周期，同时，采用水溶性缓释材料，实现了二氧化氯的抗菌效率对水的响应性，有效调控抗菌剂浓度，保证了高湿度环境中的抗菌效果。根据抗菌剂种类的不同，抗菌薄膜的抗菌效率基本保持在：对大肠杆菌的抗菌效率在73～100％，对金黄葡萄球菌的抗菌效率在86～100％。【专利说明】
本申请涉及一种高效，水响应型的抗菌薄膜。
技术介绍
微生物随处都有，而且繁殖速度快，它存在于空气、水、土壤以及我们日常接触的 每一件物品上面，当细菌污染我们的食物之后，容易引起各种疾病，甚至是威胁到我们的生 命。对于用普通的不具有抗菌功能的保鲜膜包装的熟食和果蔬来说，由于其营养丰富，空气 流通性差，由于呼吸作用的存在，为其中的细菌、酵母菌和放线菌等提供了一个温暖潮湿的 环境，导致微生物极易生产，也加快了食物的腐败过程，给人类带来了巨大的经济损失的同 时也威胁着人类的健康。 食品的储存问题，特别是果蔬，已经成为了全球性的问题，每年都给人类带来巨大 的经济损失，在冷藏设备比较落后的国家，果蔬的腐败率甚至达到了 40-50%，我过以达到 了 20%左右。如果能够利用抗菌薄膜的抗菌性，延长果蔬的储存期限，以满足长时间储存 和长途运输的需要，可获得非常可观的经济效应。长期以来的方法是冷藏的同时，使用灭菌 齐U，但是化学灭菌剂对人体产生巨大的危害。活性金属类的无机抗菌剂由于重金属对人身 体的危害以及其成本较高的问题都限制其广泛的应用。所以急需开发出一种天然的，对人 体无害的抗菌剂来制备抗菌薄膜，以达到抗菌保鲜的目的。 抗菌剂根据其来源和成分的不同可以分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、高分子抗菌 剂以及天然抗菌剂等几种。 无机抗菌剂有两大类。一类是使用银、铜、锌等金属离子，负载在无机载体上，它们 都具有杀菌的效果，从而得到具有抗菌性能的无机抗菌剂。可以作为无机载体的矿物质有 沸石、磷酸盐、膨润土、蒙脱土以及硅胶等；另外一种是利用如二氧化钛等氧化物光催化活 性的来实现抗菌的无机抗菌剂。天然矿石、贝壳等也具有该特性。 活性金属其本身及离子对微生物的生物活性有抑制作用，其原理是重金属与微生 物的蛋白质相结合，微生物中的生物蛋白会发生变性，促使微生物不能够正常代谢，导致微 生物活性降低，甚至是死亡，从而达到灭菌或是抑菌的效果。当重金属类的无机抗菌剂添加 到抗菌薄膜当中，其抗菌机理有两种解释。一种是普通的接触式，与微生物直接与抗菌剂 相接触时的抗菌机理一样，另外一种是活性氧机理，认为分散于抗菌薄膜中的金属离子吸 收周围的能量，激活了吸附于薄膜表面的水和氧气，生成氧离子和自由的羟基，两者所具有 的氧化还原能力有效的起到了灭菌或是抑菌的作用。光催化活性半导体材料现在主要是 Ti02,该类材料在光的照射下也能够催化氧和水生成羟自由基和活性氧离子，与微生物体 内的生物活性物质反应，影响其正常生理活动，从而达到目的。 对于无机抗菌剂而言在比较低的加入量便可以达到一个很好的抗菌效果，且具有 光谱抗菌性、抗菌时效长以及耐高温等特点，适合添加在需要较高加工温度的材料当中。但 是由于其生产成本较高、抗菌速度慢、与树脂相容性差不利于分散均匀、容易变色等原因且 只能接触性抗菌限制了其广泛应用。 有机抗菌剂的机理是有机分子和细菌的细胞膜表面的阴离子基团相结合，然后逐 渐进入细胞中发生生化反应，或者与细菌表面的巯基等集团反应，破坏微生物的生理系统， 从而抑制甚至杀死微生物。主要有季铵盐类、季鱗盐、双胍类、有机卤化物、有机金属、锡化 物等抗菌剂，噻苯达唑、咪唑类防霉防藻剂，还有噻唑林类防腐剂等等。有机类抗菌剂使用 方便、与塑料相容性好、见效快、有较强的特异性，但是有些有机抗菌剂对人具有致癌性及 容易变性，而微生物也易产生耐药性，抗菌周期短，所以在实际应用中仍然存在很大的问 题。 还有一类抗菌剂是高分子抗菌剂。高分子抗菌剂的抗菌原理也是类似于其他抗菌 齐U，通过自身所带的电荷与微生物反应，抑制其活性。高分子抗菌剂与低分子量的抗菌剂相 比而言有较好的耐高温、与树脂基体相容性更好、不容易渗出，而且具有广谱抗拒性、抗菌 效果持久等优点，同时不存在对食品的二次污染问题。针对高分子类抗菌剂，由于高分子分 子量大，抗菌剂不容易穿透细胞壁，其迁移速度比较慢，其抗菌效率较低，导致其在表面上 的分散较差，导致抗菌作用下降，同时高分子抗菌剂是接触性抗菌，只有发生接触才能发挥 其抗菌作用。 天然抗菌剂的主要来源是各种中草药以及其他天然植物，主要有蓖麻油、薄荷、柠 檬叶等提取物、壳聚糖、山梨酸、姜黄根醇、香草醛、日扁柏醇、山嵛、孟宗竹、精油类。天然 抗菌剂（如芥末精油、大蒜精油、牛至油）、酸碱性物质、芦荟、石榴皮、茶叶、甘草、鱼腥草、 板监根等；从动物身上提取的有壳聚糖、甲壳质以及昆虫抗菌性蛋白等；矿物质中提取有 胆矾、雄黄等。主要是通过碰坏细胞壁进入细胞，与细菌体能的代谢物质发生化学反应，破 坏其生物活性，影响其生存和繁衍。张娜等研究发现当芥末精油的浓度在1L的空间里只要 2iiL就可以对4种病原菌的抑制作用均达到100%。天然抗菌剂不是化工制品，完全来自 于天然植物，所以可以直接使用。 无论采用何种抗菌剂，都要满足高效、无毒基本要求。但目前抗菌剂的主要作用方 式，主要是接触式抗菌，因此，其抗菌效率偏低。另外一方面，由于抗菌效率偏低，需要提高 抗菌剂用量，导致抗菌剂的毒副作用增加，严重影响了抗菌薄膜的正常使用功能。因此，目 前开发一种高效、无毒的抗菌薄膜材料，已经成为抗菌薄膜发展的迫切需求，对食品保鲜、 果蔬保鲜都有重要的推动作用。而且，很多情况下，为了维持较高的抗菌效果，往往需要添 加大量的抗菌材料，对产品的成本和毒副作用的控制都增加了难度。在实际使用过程，很多 菌株的生长，往往离不开水分，因此，希望开发遇水敏感的抗菌材料，不仅有效降低产品成 本，而且根据外界湿度，有效调节抗菌效果，对于开发智能型的抗菌薄膜产品有重要的推广 价值。因此，本专利技术充分综合以上特点，开发安全无毒、抗菌效率较高、遇水敏感的聚乙烯抗 菌薄膜材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以用于制备高效抗菌薄膜的技术，利用气氛式抗菌方 式，充分提高抗菌效率，并确保抗菌薄膜的安全过程，不对食品产生污染。 本专利技术的另一目的是提供一种遇水敏感的固体抗菌剂的制备方法，并有效实现固 体抗菌剂的缓释作用。 本专利技术的技术方案如下： ，包括如下步骤： 1)将天然精油与熔点低于100°C的聚合物按照质量比范围15-25 :70_90的比例在 挤出机上熔融共混，控制加工温度低于l〇〇°C，制备高浓度的天然精油母粒； 2)利用缓释剂、次氯酸钠和乙醇按照质量比范围2-15 :80_95 :5_15的比例制备缓 释型固体次氯酸钠颗粒；进一步利用缓释本文档来自技高网...

【技术保护点】
遇水敏感性、高效抗菌复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)将天然精油与熔点低于100℃的聚合物按照质量比范围15‑25：70‑90的比例在挤出机上熔融共混，控制加工温度低于100℃，制备高浓度的天然精油母粒；2)利用缓释剂、次氯酸钠和乙醇按照质量比范围2‑15：80‑95：5‑15的比例制备缓释型固体次氯酸钠颗粒；进一步利用缓释剂、柠檬酸、阻滞剂和乙醇按照质量比范围2‑18：90‑100：3‑8：5‑15的比例制备缓释型固体柠檬酸颗粒；将以上两种颗粒过80目筛，整理后备用；3)将聚乙烯树脂、碳酸钙、步骤2)制备的缓释型亚氯酸钠颗粒和缓释型柠檬酸颗粒按重量比80‑95：10‑30：0.05‑1：0.05‑1的比例范围搅拌均匀，造粒；4)将聚乙烯树脂，碳酸钙、步骤2)制备的缓释型亚氯酸钠颗粒、缓释型柠檬酸颗粒和步骤1)制备的天然精油母粒按重量比80‑95：10‑30：0.05‑1：0.05‑1：0.50‑2的比例范围搅拌均匀，造粒；5)利用吹膜机或流延机，制备高效抗菌薄膜，基本结构为a)表面层为不透气的聚合物层，中间层为步骤3)制备的固体二氧化氯缓释基质层，与食品接触层为步骤1)制备的天然精油基质层；或b)表面层为不透气的聚合物层，中间层为步骤3)制备的固体二氧化氯缓释基质层，与食品接触层为步骤4)制备的天然精油和固体二氧化氯基质层。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱浩，林志勇，张莹雪，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35