一种负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫及其制备方法技术

一种负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫，按如下方法制备得到：将沸石原料干燥后加入银锌混合溶液中，搅拌分散后置于40～60℃下保温8～12h，之后经抽滤、水洗、滤饼干燥，得到银锌沸石；将所得银锌沸石与植物精油混合，密封后置于80～100℃下保温2～4h，之后冷却至室温，用乙醚洗涤，得到载油银锌沸石；将所得载油银锌沸石、乙基纤维素加入无水乙醇中，室温下搅拌分散均匀，得到涂膜液，将所得涂膜液均匀涂布于吸水纸表面，室温下避光自然干燥，即得成品；本发明专利技术载油银锌沸石抗菌纸垫杀菌谱广、稳定性好并且抑菌保鲜效果优异。

Silver zinc zeolite antibacterial paper pad bearing plant essential oil and preparation method thereof

A silver zinc zeolite pad, which is loaded with plant essential oil, is prepared by the following methods: drying zeolite materials in a mixed solution of silver and zinc, stirring and dispersing at 40~60 C for 8 ~ 12h, and then getting silver zinc zeolite through filtration, washing and cake drying, and mixing the obtained silver and zinc zeolite with plant essential oil. After heat preservation at 80~100 centigrade for 2 ~ 4h, then cooling to room temperature and washing with ether to get oil carrying silver and zinc zeolite, and adding oil carrying silver zinc zeolite and ethyl cellulose into anhydrous ethanol, mixing and dispersing evenly at room temperature, the coating solution is obtained, and the coating solution is evenly coated on the surface of water absorbent paper, and the nature is avoided at room temperature. The invention has the advantages of wide spectrum, good stability, and excellent antibacterial and preservation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫及其制备方法(一)
本专利技术属于食品包装材料领域，涉及一种抗菌纸垫，具体涉及一种负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫及其制备方法。(二)技术背景沸石是一族架状构造的含水铝硅酸盐矿物，天然沸石在我国浙江缙云县、辽宁彰武县等地有大量蕴藏，此外通过高温水热法等方法也能够大量合成沸石。沸石内部含有丰富的孔穴结构，并且能够进行离子交换，因而被广泛用于污水处理。1984年日本研究人员利用沸石的离子交换特性第一次制备出载银沸石，并发现载银沸石对大肠杆菌、霉菌、枯草杆菌等微生物均有良好的抑制效果，能够耐受200℃的高温而性能没有明显下降。之后为了降低银离子的用量及提高耐变色性能，又逐渐发展出铜系、锌系以及多金属系抗菌沸石，目前研究得最多的抗菌沸石还是载银沸石和银锌双金属沸石。Ag+、Zn2+等金属离子的抗菌机制，主流有两种解释：①接触反应假说和②催化反应假说，一般认为其中以第一种杀菌机理为主，而催化杀菌也起到一定作用。最新的研究表明抗菌沸石中的金属离子是不均匀地分布在整个沸石骨架中。金属离子和沸石格架原子之间存在静电吸引作用，使得能够游离出来的金属离子有限，因而抗菌沸石的抑菌效果受到包装与食品之间的接触面积的制约。例如杨梅、食用菌等果蔬货架期短，易长霉腐败，并且表面存在大量孔隙、褶皱，此时抗菌沸石包装材料的抑菌防腐效果便受到上述原因而大打折扣。国内的《无机载银沸石抗菌纸及其制备方法》(CN101182689B)以及《一种抗菌复合板及其制备方法》(CN100411867C)等专利技术专利均无涉及到该问题的解决办法。国内外的相关研究中关于此问题也尚未提出较好的解决办法。(三)
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种杀菌谱广、稳定性好并且抑菌保鲜效果优异的载油银锌沸石抗菌纸垫及其制备方法。本专利技术的技术方案如下：一种负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫，按如下方法制备得到：(1)制备银锌沸石将沸石原料置于80～100℃下干燥4～6h，冷却至室温后按照固液比1：10～12(w/v，g/mL)加入银锌混合溶液中，搅拌分散后置于40～60℃下保温8～12h，之后经抽滤、水洗、滤饼干燥，得到银锌沸石；所述银锌混合溶液的配制方法为：将0.1mol/L硝酸银溶液与0.5mol/L硝酸锌溶液按体积比1：0.25～4(特别优选1：0.25)混合，即得；所述抽滤优选以中速滤纸进行减压抽滤；所述水洗优选以纯净水进行冲洗，并且冲洗至滤液中的银离子以0.1mol/L氯化钠溶液检验无明显白色沉淀为止；所述干燥的具体操作为：将经过水洗的滤饼置于60～80℃的鼓风烘箱中干燥10～12h，然后再置于60～80℃的真空烘箱中干燥2～3h，最后取出于阴凉处密封避光保存；(2)制备载油银锌沸石将步骤(1)所得银锌沸石与植物精油混合，密封后置于80～100℃下保温2～4h，之后冷却至室温，用乙醚洗涤，得到载油银锌沸石；所述植物精油的体积用量以银锌沸石的质量计为0.5～0.75mL/g；所述植物精油为肉桂醛、香芹酚或牛至精油；所得载油银锌沸石密封避光保存；(3)制备负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫将乙基纤维素、步骤(2)所得载油银锌沸石加入无水乙醇中，室温下搅拌分散均匀，得到涂膜液，将所得涂膜液均匀涂布于吸水纸表面，室温下避光自然干燥，即得所述负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫；所述载油银锌沸石与乙基纤维素的质量比为1：10～20；所述无水乙醇的体积用量以载油银锌沸石的质量计为50～200mL/g；所述涂膜液可采用本领域常规技术涂布于吸水纸表面，例如使用迈耶棒将涂膜液均匀涂覆于吸水纸表面，自然挥发晾干，推荐涂布量为0.05～0.06mL/cm2。本专利技术中所述室温为20～30℃。与常规金属系沸石抗菌纸垫包装相比，本专利技术具有以下优点：1.解决了金属系沸石抗菌包装纸垫受接触面积制约引起的抑菌性能下降，显著提高了抗菌保鲜的效果。常规银锌沸石抗菌包装纸垫的稳定性能优异，但银、锌离子也被沸石晶格孔穴中强大的静电力和色散力牢牢束缚其中，往往在面临包装与食品之间的接触面积受限时，抑菌防腐性能并不理想。如图6A，银锌沸石和载油银锌沸石制成的抗菌垫的防腐效果对比试验可以看出，常规银锌沸石抗菌纸垫并不能完全杜绝杨梅在未接触到抗菌纸垫的部位发生了霉变，而本专利技术提供的载油银锌沸石抗菌纸垫能够同时通过接触杀菌和精油分子持续释放到食品包装内部顶隙中发挥抑菌保鲜作用，使得相同条件储藏后的杨梅不发生霉变，感官良好。2.载油银锌沸石抗菌纸垫综合了银锌沸石和植物精油的优点，性能稳定、抑菌效果好。银锌沸石虽然内部的空穴中存在大量银、锌离子，但BET吸附脱附实验结果表明银锌沸石仍有大量的内表面积(236.8769m2/g)，利用这些内表面积可以大量吸附精油分子，并且精油分子与沸石之间无静电力，仅由较弱的色散力作为吸附力，便于精油分子的释放。本专利技术的载油银锌沸石分别利用静电场和色散力将银、锌离子和精油均载入沸石内部的孔隙中，制成的抗菌纸垫既稳定性好又能够发挥精油释放杀菌不受接触面积限制的优点，综合了二者的优点。另外银锌沸石负载精油后制成的抗菌纸垫的抑菌效果得到提升，对大肠杆菌，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的抑菌圈分别由3.5±0.3，3.5±0.3，4.0±0.3(mm)提高到3.9±0.2，3.7±0.3，5.0±0.2(mm)，见图5B。(四)附图说明图1是实施例1步骤(1)得到沸石样品a，b，c，d，e，f，g的扫描电镜图像(h为未处理沸石)。不同银锌比例的溶液处理对沸石的形貌有一定的影响，使得颗粒表面产生了部分缺陷，但不会造成沸石颗粒的大面积破坏。图2是银锌离子交换处理前后的沸石样品的X射线衍射图像，在扫描电镜图像(图1)的基础上的进一步证明了离子交换不会造成沸石晶胞的大面积破坏。并且银锌离子已经通过离子交换进入沸石骨架中。图3是银锌沸石(b)载油前后的扫描电镜图像，银锌沸石b(a，b分别为1300倍和5000倍图像)和银锌沸石b负载肉桂醛精油后(c，d分别为1300倍和5000倍图像)。图4是载油银锌沸石抗菌垫纸与未加载油银锌沸石的乙基纤维素空白纸垫的表面及断面扫描电镜对比图像(从左到右：外观、断面、表面)。图5A是银锌沸石(b)紫外照射前后的抑菌圈(大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，枯草芽孢杆菌)，表明银锌沸石(b)经过紫外照射处理后仍然具有良好的抑菌能力。1：空白，2：银锌沸石b抗菌纸垫(照射前)，3：银锌沸石b抗菌纸垫(254nm紫外照射4h，循环5次)。图5B是载油银锌沸石的抑菌圈图像(按实施例2)，负载精油后，抑菌性能进一步提高。1：空白，2：银锌沸石抗菌纸垫，3：载油银锌沸石抗菌纸垫。图5C是载油银锌沸石抑制黑曲霉试验的结果(按实施例2)。图5D是载油银锌沸石抑制橘青霉试验的结果(按实施例2)。负载精油后，对食品表面常见的橘青霉和黑曲霉的抑菌性能有了非常显著地提高。图6A是将载油银锌沸石抗菌纸垫(按实施例2制备)应用于新鲜杨梅保鲜的保鲜效果图(4℃下储藏4天后)。图6B是本专利技术载油银锌沸石抗菌纸垫的原理示意图。载油银锌沸石纸垫明显提高了杨梅的货架期，同时载油银锌沸石纸垫相比未载油的银锌沸石纸垫抑菌防腐效果更好。(五)具体实施方式下面以具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫，其特征在于，所述负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫按如下方法制备得到：(1)制备银锌沸石将沸石原料置于80～100℃下干燥4～6h，冷却至室温后按照固液比1：10～12加入银锌混合溶液中，搅拌分散后置于40～60℃下保温8～12h，之后经抽滤、水洗、滤饼干燥，得到银锌沸石；(2)制备载油银锌沸石将步骤(1)所得银锌沸石与植物精油混合，密封后置于80～100℃下保温2～4h，之后冷却至室温，用乙醚洗涤，得到载油银锌沸石；所述植物精油的体积用量以银锌沸石的质量计为0.5～0.75mL/g；(3)制备负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫将乙基纤维素、步骤(2)所得载油银锌沸石加入无水乙醇中，室温下搅拌分散均匀，得到涂膜液，将所得涂膜液均匀涂布于吸水纸表面，室温下避光自然干燥，即得所述负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫；所述载油银锌沸石与乙基纤维素的质量比为1：10～20；所述无水乙醇的体积用量以载油银锌沸石的质量计为50～200mL/g。

【技术特征摘要】
1.一种负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫，其特征在于，所述负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫按如下方法制备得到：(1)制备银锌沸石将沸石原料置于80～100℃下干燥4～6h，冷却至室温后按照固液比1：10～12加入银锌混合溶液中，搅拌分散后置于40～60℃下保温8～12h，之后经抽滤、水洗、滤饼干燥，得到银锌沸石；(2)制备载油银锌沸石将步骤(1)所得银锌沸石与植物精油混合，密封后置于80～100℃下保温2～4h，之后冷却至室温，用乙醚洗涤，得到载油银锌沸石；所述植物精油的体积用量以银锌沸石的质量计为0.5～0.75mL/g；(3)制备负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫将乙基纤维素、步骤(2)所得载油银锌沸石加入无水乙醇中，室温下搅拌分散均匀，得到涂膜液，将所得涂膜液均匀涂布于吸水纸表面，室温下避光自然干燥，即得所述负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫；所述载油银锌沸石与乙基纤维素的质量比为1：10～20；所述无水乙醇的体积用量以载油银锌沸石的质量计为50～200mL/g。2.如权利要求1所述的负载植物精油的银锌沸石抗菌纸垫，其特征在于，步骤(1)中，所述银锌混...

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