一种抗菌蛋白膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种抗菌蛋白膜及其制备方法和应用，该抗菌蛋白膜的原料按重量百分数计包括：大豆分离蛋白2％‑10％、纳米氧化锌0.01％‑3％，余量为助剂。通过以上原料按特定配比组合，各原料成分之间相互辅助，协同作用，可使蛋白膜具有优良的抗菌性和机械性能，且产品蛋白膜均匀性好，性能稳定性高，可应用于在食品包装和医药卫生用品等领域。

Antibacterial protein membrane, preparation method and application thereof

The invention discloses an antibacterial protein film, a preparation method and an application thereof. The raw materials of the antibacterial protein film include soybean protein isolate 2%10%, nano-zinc oxide 0.01%3% by weight percentage, and the remainder is an auxiliary agent. Through the combination of the above raw materials according to a specific proportion, the ingredients of each raw material complement each other and cooperate with each other, the protein film has excellent antibacterial and mechanical properties, and the product protein film uniformity is good, stable performance is high, can be used in food packaging and medical hygiene products and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌蛋白膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种抗菌膜，具体涉及一种抗菌蛋白膜及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着食品科技的发展和消费者对食品高质量的要求，绿色环保的天然高分子膜材料越来越受到关注，其中天然高分子抗菌膜成为热点之一。抗菌材料指能够抑制微生物生长繁殖及其活性的一类功能材料。较为常用的抗菌材料包括无机系和有机系两大类。其中，无机抗菌材料与有机抗菌材料相比，具有广谱、耐久、安全的特点。且在无机抗菌材料中，无机纳米抗菌材料具有广阔的应用前景。纳米氧化锌是一种多功能性新型无机材料，其比表面积大，化学活性高，无毒，具有光电效应和较好的屏蔽紫外线性能，广泛应用在抗菌材料和防晒化妆品行业中。现有技术中无机纳米材料在蛋白体系中无法均匀分布，并导致膜的分层，从而性能较为不稳定。且目前尚未有关于大豆分离蛋白与纳米氧化锌膜的制备相关报道。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种抗菌蛋白膜及其制备方法和应用，该抗菌蛋白膜均匀性好，性能稳定性高。本专利技术所采用的技术方案是：一种抗菌蛋白膜，所述抗菌蛋白膜的原料包括大豆分离蛋白、纳米氧化锌和助剂；其中，各原料的重量百分数为：大豆分离蛋白2％-10％、纳米氧化锌0.01％-3％，余量为助剂。进一步地，所述助剂包括增塑剂、分散剂以及溶剂水。进一步地，所述增塑剂包括甘油、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇和山梨糖醇中的一种或多种，优选甘油；所述分散剂包括吐温和/或山梨醇单硬脂酸酯，优选吐温，所述吐温可以是吐温80、吐温60等或其混合物。进一步地，所述抗菌蛋白膜的原料按重量百分数包括：大豆分离蛋白2％-10％、纳米氧化锌0.01％-3％、分散剂0.5％-2％、增塑剂0.5％-6％，余量为溶剂水。进一步地，所述抗菌蛋白膜的原料按重量百分数包括：大豆分离蛋白5.5％、纳米氧化锌2％、分散剂1％、增塑剂1.5％，余量为溶剂水。本专利技术还提供了以上抗菌蛋白膜的制备方法，所述制备方法包括：1)称取所述原料：大豆分离蛋白、纳米氧化锌、分散剂、增塑剂和溶剂水；2)将纳米氧化锌和分散剂加入到溶剂水中，而后加入大豆分离蛋白，加热搅拌，分散；3)冷却至室温，过滤取滤液，而后向所述滤液中加入所述增塑剂，搅拌，得成膜混合液；4)成膜。进一步地，在步骤2)中，所述加热搅拌具体为在30-100℃条件下恒温加热搅拌，优选采用恒温水浴加热。进一步地，在步骤4)中，所述成膜为采用流延法成膜。进一步地，本专利技术抗菌蛋白膜可应用于食品包装和医药卫生用品中。本专利技术的有益技术效果是：本专利技术提供一种抗菌蛋白膜及其制备方法和应用，该抗菌蛋白膜以大豆分离蛋白作为膜材料基质，按特定配比添加纳米氧化锌和助剂，并按特定工艺制备而成，制备方法简单、工艺流程短。其中，大豆分离蛋白生物相容性和生物降解性好。纳米氧化锌安全无毒，人体不会对其产生排异反应，并具有优良的广谱抗菌性，纳米氧化锌的加入，可使蛋白膜具备抗菌性能，对金黄色葡萄球菌等典型细菌具有明显的抗菌作用；并且纳米氧化锌会与大豆分离蛋白基质材料产生一定的黏连作用，可提高蛋白膜的机械性能；此外，纳米氧化锌具有良好的紫外线屏蔽性，可赋予蛋白膜一定的防晒功能。本专利技术还采用助剂辅助制备蛋白膜，助剂包括分散剂，优选吐温，可起到整体调和作用，按特定用量加入，有助于体系中物质的均匀分布，且可协同辅助纳米氧化锌作用的发挥，进一步提升产品蛋白膜的抗菌性和光泽性；此外，助剂还包括增塑剂，优选甘油等，可助于蛋白膜的成型。通过以上原料按特定配比组合，各原料之间相互辅助，协同作用，可使产品蛋白膜均匀性好，性能稳定性高。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。图1是本专利技术抗菌蛋白膜一实施例与传统方法所制得蛋白膜的电镜扫描图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术提供一种抗菌蛋白膜，其原料包括大豆分离蛋白、纳米氧化锌和助剂。其中，各原料的重量百分数为：大豆分离蛋白2％-10％、纳米氧化锌0.01％-3％，余量为助剂。大豆分离蛋白作为膜材料基质，生物相容性和生物降解性好，通过纳米氧化锌的加入，可使成品蛋白膜具有较优的抗菌性，且其会与蛋白基质产生一定的黏连作用，提高蛋白膜的机械性能。助剂具体包括增塑剂、分散剂以及溶剂水，通常选用食品级增塑剂和分散剂。其中，分散剂包括吐温和/或山梨醇单硬脂酸酯，吐温包括吐温80、吐温60等，分散剂可起到整体调和作用，其加入有助于体系中物质的均匀分布，并且可协同辅助纳米氧化锌作用的发挥，进一步提升蛋白膜的品质特性。增塑剂可辅助蛋白膜的成型，其具体包括甘油、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇和山梨糖醇中的一种或多种。通过以上助剂的加入，可起到很好的协同辅助增效的作用，各原料之间协同作用，可使产品蛋白膜具有优良的抗菌性能，对金黄色葡萄球菌等典型细菌具有明显的协同抗菌作用，同时还具有较好的机械性能，显示优异的综合性能。抗菌蛋白膜的原料按重量百分数计具体包括：大豆分离蛋白2％-10％、纳米氧化锌0.01％-3％、分散剂0.5％-2％、增塑剂0.5％-6％，余量为溶剂水。优选地，抗菌蛋白膜的原料按重量百分数计包括：大豆分离蛋白5％、纳米氧化锌2.5％、分散剂1％、增塑剂3％，余量为溶剂水。由于纳米氧化锌具有比表面积大和比表面性能大等特点，自身易团聚，且纳米氧化锌表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，因而，纳米氧化锌通常采用纳米级别氧化锌分散于水中制成的纳米分散液，通过分散处理以助于纳米氧化锌作用的发挥。另外，纳米氧化锌分散液的质量浓度通常为1％-50％。此外，本专利技术还提供了以上抗菌蛋白膜的制备方法，具体包括以下步骤：1)称取原料，包括大豆分离蛋白、纳米氧化锌、增塑剂、分散剂和溶剂水；2)将纳米氧化锌和分散剂加入到溶剂水中，再加入大豆分离蛋白，加热搅拌，分散；其中，为使物料充分混合，原料的加入混合操作一般在磁力搅拌下进行，磁力搅拌速度一般不超过1400r/min，且加入大豆分离蛋白时缓慢加入；加热搅拌操作通常情况下采用在30-100℃条件下恒温水浴加热，同时磁力搅拌10-60min,搅拌速度一般不超过1400r/min；3)冷却至室温，过滤取滤液，而后向滤液中加入增塑剂，搅拌，得成膜混合液；其中，搅拌时间一般为10-30min；4)成膜；通常采用流延法成膜，具体包括将成膜混合液平铺于水平板/容器上，而后置于50-80℃干燥箱中干燥4-6h。通过以上方法，在采用特定原料基础上，通过采用纳米氧化锌热溶液改性大豆分离蛋白，可进一步使无机纳米氧化锌材料在蛋白体系中分布均匀，从而使所制得的抗菌蛋白膜性能稳定。下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1(1)将0.01g纳米氧化锌、0.3g吐温加入到97mL水中，得混合液；(2)取2g大豆分离蛋白加入到步骤(1)所得的混合液中，在30℃条件下恒温水浴加热，同时磁力搅拌10min；(3)冷却至室温后过滤取滤液；(4)取1.5g甘油加入到步骤(3)所得滤液中，磁力搅拌20min，得成膜混合液；(5)将步骤(4)所得成膜混合液倒入有机玻璃板上，再置于70℃的干燥箱中干燥5h。实施例2(1)在磁力搅拌下，将1.0g纳米氧化锌、1.5g吐温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌蛋白膜，其特征在于，所述抗菌蛋白膜的原料包括大豆分离蛋白、纳米氧化锌和助剂；其中，各原料的重量百分数为：大豆分离蛋白2％‑10％、纳米氧化锌0.01％‑3％，余量为助剂。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌蛋白膜，其特征在于，所述抗菌蛋白膜的原料包括大豆分离蛋白、纳米氧化锌和助剂；其中，各原料的重量百分数为：大豆分离蛋白2％-10％、纳米氧化锌0.01％-3％，余量为助剂。2.根据权利要求1所述的抗菌蛋白膜，其特征在于，所述助剂包括增塑剂、分散剂以及溶剂水。3.据权利要求2所述的抗菌蛋白膜，其特征在于，所述增塑剂包括甘油、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇和山梨糖醇中的一种或多种；所述分散剂包括吐温和/或山梨醇单硬脂酸酯。4.根据权利要求2或3所述的抗菌蛋白膜，其特征在于，所述抗菌蛋白膜的原料按重量百分数包括：大豆分离蛋白2％-10％、纳米氧化锌0.01％-3％、分散剂0.5％-2％、增塑剂0.5％-6％，余量为溶剂水。5.根据权利要求4所述的抗菌蛋白膜，其特征在于，所述抗菌蛋白...

【专利技术属性】
技术研发人员：王喆，王洁卿，户帅锋，王怀雨，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44