一种负载肉桂醛精油的抗菌活性包装膜的制备方法技术

一种负载肉桂醛精油的抗菌活性包装膜的制备方法，所述制备方法按照如下步骤进行：(1)取无水乙醇和纯净水按体积1：1得到的混合溶剂，称取一定量聚乙烯醇和沸石加入混合溶剂中，于80～95℃下进行磁力搅拌，搅拌完毕得到聚乙烯醇/沸石分散液，加入肉桂醛精油，继续搅拌直至溶液呈半透明乳白色状态，停止搅拌，超声或室温充分静置，去除溶液中的小气泡得到纺丝液；(2)取步骤(1)中制备的纺丝液进行静电纺丝，得到超细纤维膜，将纤维膜从铝箔上摘下，即为抗菌活性包装膜。本发明专利技术所制得的抗菌活性包装膜具有良好的拉伸性能，且其通过介孔吸附作用负载肉桂醛精油，使得肉桂醛精油的负载量更大，更适用于低温场景释放。

Preparation of an antibacterial active packaging film with cinnamaldehyde oil

A preparation method of a load of cinnamaldehyde oil the antimicrobial activity of packaging film, the preparation method comprises the following steps: (1) for anhydrous alcohol and pure water as mixed solvent volume 1:1, weigh a certain amount of polyvinyl alcohol and zeolite added in the mixed solvent at 80~95 DEG C under magnetic stirring, stirring after the PVA / zeolite dispersion, adding cinnamaldehyde oil, continue stirring until the solution is translucent and milky white, stop stirring, ultrasonic or fully static at room temperature, and removal of small bubbles are spinning solution; (2) take steps (1) spinning solution prepared by electrospinning, ultrafine fiber membrane get, will be removed from the foil fiber membrane, which is antimicrobial packaging film. The antibacterial packaging film prepared by the invention has good tensile properties, and it can load cinnamaldehyde essential oil through mesoporous adsorption, so that the load of cinnamaldehyde essential oil is larger, and is more suitable for low-temperature scene release.

【技术实现步骤摘要】
一种负载肉桂醛精油的抗菌活性包装膜的制备方法(一)
：本专利技术属于防腐保鲜领域，涉及一种抗菌活性包装膜的制备方法，具体的说是一种通过介孔吸附作用负载肉桂醛精油的抗菌活性包装膜的制备方法。(二)技术背景：由于新鲜果蔬中携带着许多不同类型的微生物，其中霉菌、酵母菌和假单胞菌是引起鲜切果蔬腐败变质的主要原因。微生物腐败不仅会使鲜切果蔬丧失风味和营养价值，严重时会对消费者的健康造成危害。普通的食品保鲜膜如PE和PVC保鲜膜虽然有良好的物理阻隔和拉伸断裂性能，但是避免不了微生物在食品内部及表面的大量繁殖。传统的抗菌剂涂抹方法简单方便，但会增加鲜切果蔬在食用环节的繁琐处理。同时，鉴于消费者对直接往鲜切果蔬中添加抗菌活性物质的顾虑，抗菌活性包装越来越受到关注。抗菌活性包装通过材料内或包装内的抗菌物质的释放达到延长食品货架期的目的，目前常见的抗菌活性物质有无机抗菌材料和有机抗菌材料。无机抗菌材料比如纳米氧化锌、纳米二氧化钛等，它们具有优异的抑菌性能，但是直接与食品接触的时候可能存在纳米颗粒迁移的安全风险。有机抗菌活性物质种类多样，其中精油类抗菌活性物质来源于天然植物，具有安全性高、抑菌效果好等优点。静电纺丝技术能够得到高孔隙率、高比表面积的纳米纤维材料，通过静电纺丝将精油载入纳米纤维是目前流行的抗菌包装制备方法。目前有几类静电纺丝/精油抗菌活性包装成功应用于草莓、金橘等果蔬的包装，保鲜效果较好。考虑到抗菌活性物质在包装内的负载方式及负载量是抗菌活性包装设计的重要因素：1.一般的纤维膜/精油抗菌活性包装通常采用载体包埋或同轴电纺将精油负载于包装内，这两类方法都具有一些不足：常用的β-环糊精负载量较小(相关试验表明，包装中环糊精的添加量为10％时，精油的含量仅为11.72μg/1000μg膜)；而同轴静电纺丝对聚合物与溶剂的适配型及纺丝设备的要求都很高。2.一些精油的载体如β-环糊精，和精油存在的氢键等次级键可能会影响精油在低温使用时的释放性能。为了满足抑菌的需要，添加较多的载体可能会破坏纤维的连续性，也不利于纺丝过程的稳定。所以需要一种能够以温和作用方式实现负载活性物质的包装，具有较大的负载量以满足包装的抑菌需求，并且载体和精油的相互作用力为物理可逆吸附，适合精油包装用于鲜切果蔬低温保鲜的场景。(三)
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种负载肉桂醛精油的抗菌活性包装膜的制备方法，所制得的抗菌活性包装膜具有良好的拉伸性能，且其通过介孔吸附作用负载肉桂醛精油，使得肉桂醛精油的负载量更大，更适用于低温场景释放。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种负载肉桂醛精油的抗菌活性包装膜的制备方法，所述制备方法按照如下步骤进行：(1)制备纺丝溶液取无水乙醇和纯净水按体积1：1得到的混合溶剂，称取一定量聚乙烯醇和沸石加入混合溶剂中，于80～95℃下进行磁力搅拌，搅拌完毕得到聚乙烯醇/沸石分散液，加入肉桂醛精油，继续搅拌直至溶液呈半透明乳白色状态，停止搅拌，超声或室温充分静置，去除溶液中的小气泡得到纺丝液；其中混合溶剂：聚乙烯醇：沸石：肉桂醛精油的投料比为20mL：2.0g：0.2g：0.25-1.00mL；(2)静电纺丝制备过程取步骤(1)中制备的纺丝液进行静电纺丝，纺丝参数为：电压：12～15KV，针头型号：18G，极距(针头到接收器的距离)：15～20cm，接收器为滚筒形式，包覆一层食品用铝箔纸，转速为100～120r/min，纺丝液推进速率为0.010～0.015mL/min；推进装置的横向移动范围设置为0～120mm；纺丝环境参数为：纺丝温度使用空调控制在26±1℃，室内相对湿度使用除湿机控制在44±2％；纺丝过程持续2～3h，得到超细纤维膜，将纤维膜从铝箔上摘下，即为抗菌活性包装膜。本专利技术原料中，聚乙烯醇(Polyvinylalcohol，PVA)是一种常用的安全性成膜剂，是一种安全的高分子有机物，对人体无毒，无副作用，具有良好的生物相容性。本专利技术优选聚乙烯醇的醇解度：92.0～94.0％。本专利技术原料中，沸石的加入是为了提高包装材料的拉伸强度及热性能；根据食品添加剂GB2760-2014，沸石可用于食品领域。本专利技术优选沸石粒径≤10μm。本专利技术原料中，肉桂醛精油是一种优良的抗菌精油，根据GB2760-2014规定，其也可用于食品或食品防腐包装。本专利技术优选使用的肉桂醛精油纯度≧95％。本专利技术中，溶剂采用无水乙醇和纯净水按照体积比1：1的混合溶剂，这是因为肉桂醛精油易溶于乙醇，故可使得精油的负载量较大而且可调。本专利技术步骤(1)中，优选于80～95℃下搅拌5～10小时，更优选搅拌8小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1.本专利技术中，精油在包装内的负载量较大。本专利技术通过将肉桂醛精油(cinnamaldehydeessentialoil)分散于聚乙烯醇/沸石分散液中，机械搅拌后能形成较稳定的乳白色浊液，再通过静电纺丝使较低沸点的溶剂乙醇挥发，高沸点的精油(常压下253℃)多数保留于纤维膜孔隙中。实验结果显示，本专利技术纤维膜中的精油含量明显高于文献报道的PVA/β-环糊精/CEO膜和聚乳酸/β-环糊精/CEO膜中的精油含量。2.本专利技术中，包装膜通过介孔作用负载精油，低温场景释放更加方便。本专利技术得到的抗菌活性包装膜通过傅里叶红外分析(FT-IR)和BJH孔径分布分析，表明多孔纤维膜的多数孔隙为介孔尺寸，包装通过介孔作用负载精油，差示扫描量热分析(DSC)显示纤维膜在53.55℃(15.77J/g)和83.48℃(37.7J/g)显示出两个显着的吸热峰，但是聚乙烯醇、沸石以及肉桂醛精油在该温度范围内都没有显著的峰值。更多研究表明这一数量级的吸热峰属于物理可逆吸附，相比化学键(62-418KJ/mol)精油释放所需的能量较低。相比而言，采用β-环糊精为载体的聚乙烯醇纤维膜精油包装在250-300℃才开始有显著的峰值。因此，在精油活性包装应用于低温(4-10℃)场景时，本专利技术的抗菌活性包装膜更有利于精油的释放，提高包装内部顶空的精油浓度。3.本专利技术的活性包装中加入的沸石进一步增强了包装的拉伸强度，有利于包装的使用。(四)附图说明图1为本专利技术的技术路线图及其与常规技术对比的优点。图2-1和2-2是抗菌活性包装膜的外观图和10000放大倍数下的扫描电镜图像(型号VEGA-3-SBH,TESCAN,捷克)，并使用Image-proplus软件对纤维膜进行了纤维直径分布(FDS)分析。扫描电镜图像表明得到的纤维膜的平均纤维直径分布在300～600nm，属于超细纤维膜。图3是对实施例1的抗菌活性包装膜的傅立叶红外光谱图，其中(A)精油特征峰分析，(B)纤维膜与精油相互关系红外分析。通过OMNIC软件分析，与PVA、沸石、精油等原材料对比，电纺丝得到的纤维膜中没有新的吸收峰产生，肉桂醛精油的特征峰(C＝O伸缩振动：1672cm-1和苯环骨架振动1625cm-1)也全部得到保留。说明肉桂醛精油与纤维膜之间不存在化学键相互作用，而可能是一种物理作用。图4是实施例1，2，3和4的抗菌活性包装膜的孔径测定结果，其中(a)实施例1，(b)实施例2，(c)实施例3，(d)实施例4。横坐标为平均孔径大小，纵坐标为该平均孔径下的分布情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载肉桂醛精油的抗菌活性包装膜的制备方法，所述制备方法按照如下步骤进行：(1)制备纺丝溶液取无水乙醇和纯净水按体积1：1得到的混合溶剂，称取一定量聚乙烯醇和沸石加入混合溶剂中，于80～95℃下进行磁力搅拌，搅拌完毕得到聚乙烯醇/沸石分散液，加入肉桂醛精油，继续搅拌直至溶液呈半透明乳白色状态，停止搅拌，超声或室温充分静置，去除溶液中的小气泡得到纺丝液；其中混合溶剂：聚乙烯醇：沸石：肉桂醛精油的投料比为20mL：2.0g：0.2g：0.25‑1.00mL；(2)静电纺丝制备过程取步骤(1)中制备的纺丝液进行静电纺丝，纺丝参数为：电压：12～15KV，针头型号：18G，极距：15～20cm，接收器为滚筒形式，包覆一层食品用铝箔纸，转速为100～120r/min，纺丝液推进速率为0.010～0.015mL/min；推进装置的横向移动范围设置为0～120mm；纺丝环境参数为：纺丝温度使用空调控制在26±1℃，室内相对湿度使用除湿机控制在44±2％；纺丝过程持续2～3h，得到超细纤维膜，将纤维膜从铝箔上摘下，即为抗菌活性包装膜。

【技术特征摘要】
1.一种负载肉桂醛精油的抗菌活性包装膜的制备方法，所述制备方法按照如下步骤进行：(1)制备纺丝溶液取无水乙醇和纯净水按体积1：1得到的混合溶剂，称取一定量聚乙烯醇和沸石加入混合溶剂中，于80～95℃下进行磁力搅拌，搅拌完毕得到聚乙烯醇/沸石分散液，加入肉桂醛精油，继续搅拌直至溶液呈半透明乳白色状态，停止搅拌，超声或室温充分静置，去除溶液中的小气泡得到纺丝液；其中混合溶剂：聚乙烯醇：沸石：肉桂醛精油的投料比为20mL：2.0g：0.2g：0.25-1.00mL；(2)静电纺丝制备过程取步骤(1)中制备的纺丝液进行静电纺丝，纺丝参数为：电压：12～15KV，针头型号：18G，极距：15～20cm，接收器为滚筒形式，包覆一层食...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵平，严志鹏，刘勇，陈杭君，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33