一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法。本发明专利技术将聚碳酸酯、聚己内酯或聚乳酸中的一种或多种制成溶液，流延成膜制得复合薄膜底层；再将魔芋葡甘聚糖与其它多糖或蛋白混合形成的成膜溶液体系，在复合薄膜底层之上流延，形成复合薄膜夹层；最后将聚乳酸、聚碳酸酯或聚己内酯中的一种或多种制成溶液，在复合薄膜夹层之上流延，形成复合薄膜顶层，即得到高阻隔性生物可降解多糖/蛋白复合薄膜。本发明专利技术利用多层流延法制备了高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜，制膜过程简单、效率高，复合薄膜的阻隔效果显著提高。

A high barrier polysaccharide / protein composite film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法
本专利技术涉及生物可降解薄膜、包装、环保和材料领域，特别涉及一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
可降解包装材料集结了传统材料的功能和特性，又可以在完成使用使命之后，通过自然环境中的微生物、阳光的作用，最终以无二次污染的无机物形式进入生态环境中。发展可降解包装材料，逐渐减少并淘汰造成“白色污染”的塑料，是当前包装材料发展的必然趋势。天然高分子具有丰富的结构、形态和功能，是人类宝贵的资源和财富，利用天然高分子探索和研究环境友好、资源可再生的可降解包装材料成为研究的热点。多糖和蛋白是制备可降解膜材料的一类主要原料。多糖/蛋白复合薄膜具有安全性高、易被自然界微生物降解、对环境无污染等优点。其中，魔芋葡甘聚糖是一种具有广阔应用前景的可再生天然高分子，由β-D-葡萄糖和β-D-甘露糖按1:1.6的比例，以β-1,4糖苷键连接的多糖。魔芋葡甘聚糖独特的结构使其具有水溶、成膜、韧度好等特性，是一种优良的成膜材料。由于魔芋葡甘聚糖分子的葡萄糖和甘露糖及其糖残基上存在大量的羟基和乙酰基，这些基团亲水能力很强，使得魔芋葡甘聚糖基复合膜的阻湿性能较差。目前报道的以天然高分子为主要原料的复合膜的主要缺陷为膜的力学性能、阻隔性能较差，这些不足限制了其作为包装材料的应用，于是研发一种提高多糖/蛋白复合薄膜的阻隔性能的方法、获得良好阻隔性能包装薄膜的工作亟待解决。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法，本专利技术制得的复合薄膜含有复合层以及阻隔层，复合层为多糖/蛋白复合物，阻隔层为生物可降解塑料。利用本方法制备的复合薄膜具有优良的疏水性能和力学性能，且本专利技术制膜过程简单，操作方便。本专利技术制备的复合薄膜利用复合层提高固态膜的力学性能，使其满足作为膜材料的基本力学特性；添加生物可降解塑料阻隔层提高固态膜的阻隔性能，提高薄膜的疏水性，使其作为包装材料时能与大气环境很好的隔离，形成不易导致商品被破坏的独立空间，从而使复合薄膜包装的商品不受（或少受）环境的影响。专利技术人经过大量试验和不懈努力，最终获得了一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜，该复合薄膜含有复合层以及阻隔层，所述复合层为魔芋葡甘聚糖与其它多糖或蛋白混合形成的复合薄膜层，阻隔层为生物可降解塑料形成的阻隔底层和阻隔顶层；所述其它多糖为普鲁兰多糖、乙基纤维素中的一种；所述蛋白为玉米醇溶蛋白、谷蛋白中的一种；所述生物可降解塑料为聚碳酸酯、聚己内酯、聚乳酸中的一种或几种。优选地，如上所述的一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法，该方法包括如下步骤：A、配置魔芋葡甘聚糖溶液：先将魔芋葡甘聚糖配置成体积质量浓度为0.5-2%的水溶液，同时加入魔芋葡甘聚糖质量5-25%的甘油，混匀备用；B、配置其他多糖或蛋白溶液备用，所述其他多糖为普鲁兰多糖、乙基纤维素中的一种；所述蛋白为玉米醇溶蛋白、谷蛋白中的一种；C、将A中的魔芋葡甘聚糖溶液与B中的溶液按体积比100︰(10~100)混合，于30-90℃水浴搅拌30-60min，转速为800-1500r/min，得到体积质量浓度为0.5-5%的多糖/蛋白混合溶液；D、配置作为复合薄膜底层的生物可降解塑料溶液，备用；E、配置作为复合薄膜顶层的生物可降解塑料溶液，备用；F、将D体系溶液流延成膜，置于25-60℃下干燥1-10min，干燥后形成复合薄膜底层；G、将C体系溶液流延于F的复合薄膜底层之上，置于60-90℃下干燥1-10h后转30-90℃干燥0-10h，干燥后形成复合薄膜夹层；H、将E体系溶液流延于G的复合薄膜夹层之上，置于25-60℃干燥1-10min，干燥后形成复合薄膜顶层；I、将步骤H制得的多糖/蛋白复合薄膜置于25-35℃，50-80%相对湿度条件下平衡0-2h，揭膜，即制得高阻隔性能多糖/蛋白复合薄膜。优选地，如上所述的一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法，步骤B的其它多糖或蛋白溶液配制方法为：所述普鲁兰多糖溶于水中配置0.5-3%（w/v）的普鲁兰多糖溶液；所述乙基纤维素溶于乙酸乙酯中配置0.5-5%（w/v）的乙基纤维素溶液，同时加入乙基纤维素质量10-25%的癸二酸二丁酯；所述玉米醇溶蛋白溶于80%乙醇溶液（v/v）中配置0.1-7%（w/v）的玉米醇溶蛋白溶液，同时加入玉米醇溶蛋白质量5-25%的span80；所述谷蛋白溶于pH1255%乙醇溶液（55mL无水乙醇溶解分散于45mL蒸馏水，利用0.1mol/LNaOH溶液调节pH至12）中配置0.1-7%（w/v）的谷蛋白溶液，同时加入蛋白质量5-25%的span80。优选地，如上所述的一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法，步骤D和步骤E的复合薄膜底层溶液和顶层溶液的配置方法为：将生物可降解塑料溶解于二氯甲烷中配置成0.5-10%（w/v）的生物可降解塑料溶液，同时加入生物可降解塑料总质量10-40%的增塑剂，所述生物可降解塑料为聚碳酸酯、聚己内酯、聚乳酸中的一种或几种；所述增塑剂为癸二酸二丁酯或乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或两种。与现有技术相比，本专利的优点为：（1）根据本专利技术制备的复合薄膜平整光滑，水蒸气透过率表现良好，具有优良的阻隔性能。本专利技术解决了多糖/蛋白复合薄膜难以达到优质阻隔性能的问题。（2）本专利技术中生物可降解塑料形成的阻隔底层和阻隔顶层通过流延法进行干燥成膜，制膜过程简单、效率高。（3）根据本法制得的复合薄膜可自然快速降解；复合薄膜适用于食品包装膜材料、日用化工和缓释材料等，应用前景广阔。附图说明图1为本专利复合薄膜结构示意图。具体实施方式为能清楚说明本专利技术方案的技术特点，下面结合具体实施例，对本专利技术进行阐述。但是本专利技术的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本专利技术的保护范围之内。实施例1一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法，该方法包括如下步骤：（1）称取1.0g魔芋葡甘聚糖和0.15g甘油，加入至100mL水中，60℃水浴，搅拌90min，转速为800r/min，使魔芋葡甘聚糖充分溶胀，得到魔芋葡甘聚糖溶液，备用。（2）称取0.25g聚碳酸酯和0.05g乙酰柠檬酸三丁酯加至5mL二氯甲烷中，常温，磁力搅拌30min，使聚碳酸酯充分溶解分散，得到聚碳酸酯底层溶液，备用。（3）称取0.5g聚碳酸酯、0.1g聚乳酸和0.12g乙酰柠檬酸三丁酯加入至5mL二氯甲烷中，常温磁力搅拌溶解，搅拌30min，使聚碳酸酯充分溶解分散，得到聚碳酸酯/聚乳酸顶层溶液。（4）将（2）中的聚碳酸酯底层溶液按照1.5mL/100cm2进行流延成膜，于30℃干燥5min，作为复合薄膜底层。（5）将（1）中的魔芋葡甘聚糖溶液按照56.6g/100cm2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法，其特征在于：该复合薄膜含有复合层以及阻隔层，所述复合层为魔芋葡甘聚糖与其它多糖或蛋白混合形成的复合薄膜层，阻隔层为生物可降解塑料形成的阻隔底层和阻隔顶层；/n所述其它多糖为普鲁兰多糖、乙基纤维素中的一种；/n所述蛋白为玉米醇溶蛋白、谷蛋白中的一种；/n所述生物可降解塑料为聚碳酸酯、聚己内酯、聚乳酸中的一种或几种。/n

【技术特征摘要】
1.一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法，其特征在于：该复合薄膜含有复合层以及阻隔层，所述复合层为魔芋葡甘聚糖与其它多糖或蛋白混合形成的复合薄膜层，阻隔层为生物可降解塑料形成的阻隔底层和阻隔顶层；
所述其它多糖为普鲁兰多糖、乙基纤维素中的一种；
所述蛋白为玉米醇溶蛋白、谷蛋白中的一种；
所述生物可降解塑料为聚碳酸酯、聚己内酯、聚乳酸中的一种或几种。


2.一种高阻隔性能的多糖/蛋白复合薄膜及其制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
A、配置魔芋葡甘聚糖溶液：先将魔芋葡甘聚糖配置成体积质量浓度为0.5-2%的水溶液，同时加入魔芋葡甘聚糖质量5-25%的甘油，混匀备用；
B、配置其他多糖或蛋白溶液备用，所述其他多糖为普鲁兰多糖、乙基纤维素中的一种；
所述蛋白为玉米醇溶蛋白、谷蛋白中的一种；
C、将A中的魔芋葡甘聚糖溶液与B中的溶液按体积比100︰(10~100)混合，于30-90℃水浴搅拌30-60min，转速为800-1500r/min，得到体积质量浓度为0.5-5%的多糖/蛋白混合溶液；
D、配置作为复合薄膜底层的生物可降解塑料溶液，备用；
E、配置作为复合薄膜顶层的生物可降解塑料溶液，备用；
F、将D体系溶液流延成膜，置于25-60℃下干燥1-10min，干燥后形成复合薄膜底层；
G、将C体系溶液流延于F的复合薄膜底层之上，置于60-90℃下干燥1-10h后转30-90℃干燥0-10h，干燥后形成复合薄膜夹层；
H、将E体系溶液流延于G...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪学文，向飞，吴考，姜发堂，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42