一种果蔬套袋复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种果蔬套袋复合材料及其制备方法与应用，所述复合材料按质量份计，包括以下原料：成膜物质1～5份、分散剂50～90份、抗菌植物精油‑壳聚糖基微纳胶囊0.1～2份、增塑剂1～10份、纳米增强粒子1～10份、粘结剂0.5～5份。本发明专利技术采用安全高效乳化剂，抑菌谱广、抗菌性强的植物精油，壳聚糖及其衍生物，基于乳液模板法来有效构建长效缓释型微纳胶囊生物抗菌剂，并将微纳胶囊与壳聚糖及其衍生物、纳米增强粒子成膜液复配构建果蔬套袋复合材料，所得复合材料通过便捷的喷雾涂膜方式即可应用于果蔬中，且可以实现抗菌植物精油的缓慢释放，有效提高果蔬防虫抗菌保鲜效果，从而提高果蔬品质。

【技术实现步骤摘要】
一种果蔬套袋复合材料及其制备方法与应用
本专利技术属于生物质有机高分子材料
，具体地涉及一种果蔬套袋复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
果蔬富含维生素、矿物质和膳食纤维等成分，是人们日常膳食重要组成，也是补充营养不可或缺的食物。果蔬生长过程中容易受到病虫害的侵扰，从而影响果蔬的外观和品质。随着人们生活水平的提高，人们对果蔬的要求转向高品质和无公害化，避免使用农药、激素等刺激性药物。套袋材料可以改善果蔬外观品质和减少农药残留，对于提高我国果蔬品质，发展绿色食品产业具有重要的意义。现有技术采用人工的方式套纸袋，后期还需要人工摘袋，不仅劳务费和纸袋的成本较高，而且果农的劳动强度大。另外，采用人工的方式套纸袋，不能达到预防病虫害的效果，往往还需要单独喷洒农药，费时费力。液体套袋保护膜是由天然高分子复合的一种膜剂，对水喷洒后很快在植物表面形成肉眼看不见的连续网状膜层，既起到类似果实套袋防病、防虫、隔阻污染的作用，又克服多次喷洒农药所造成的增加投资、费工费时、农药残留高、降低品质等诸多缺陷，达到节省药肥、提高品级、增加产量、生产绿色无公害果品的目的。植物油是从植物果实、种子、胚芽中得到的油脂，由于其具有环保、安全、可再生等优点，可以降低空气和液体的界面上液滴的表面张力，减小接触角，增强润湿性和扩展面积，可以作为除草剂的高效生物助剂，它同时又具有生物杀虫和除草的双重属性。但是植物精油稳定性差、易挥发、氧化变质。申请号为CN201410349660.0的中国专利公开了一种果蔬喷涂剂及使用该喷涂剂给果蔬套袋的方法。该专利技术通过将有机硅乳液、补强填料、交联剂、催化剂复合，利用雾化涂覆的方式将果蔬喷涂剂喷涂在果蔬表面，干燥后形成一层薄膜。申请号为CN201610539095.3的中国专利公开了一种喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料及其制备与应用。该专利技术通过将成膜性物质、分散剂、载药增强材料、防虫抗病剂以及染料互配复合，喷施在果蔬或作物表面上，风干后可粘附于果蔬或作物表面形成薄膜，达到套袋的目的。上述专利虽然都通过复合互配的方式得到了果蔬套袋材料，但却存在涂膜组分单一、抑菌谱较窄、涂膜机械性能以及稳定性较差的问题，进而影响最终的效果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供一种果蔬套袋复合材料及其制备方法与应用，以解决现有技术存在的上述问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案。本专利技术的技术方案之一：一种果蔬套袋复合材料，按质量份计，包括以下原料：成膜物质1～5份、分散剂50～90份、抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊0.1～2份、增塑剂1～10份、纳米增强粒子1～10份、粘结剂0.5～5份。进一步地，所述成膜物质为壳聚糖、壳聚糖季铵盐、壳聚糖季鏻盐、N-三甲基壳聚糖、N-马来酰化壳聚糖、羧甲基壳聚糖、N，O-羧甲基壳聚糖、β-环糊精接枝壳聚糖、羟丙基壳聚糖、阿仑膦酸钠壳聚糖中的至少一种；所述分散剂为水和乙醇中的至少一种；所述增塑剂为乙二醇、丙三醇、山梨醇、分子量低于5000的聚乙二醇、乙二胺、三乙醇胺中的至少一种。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，具有来源丰富、安全无毒、优良抗菌性、成膜性和降解性等特性。壳聚糖及其衍生物可作为植物生长调节剂，促进农作物产量提高；另外，壳聚糖及其衍生物还可作为植物病害诱抗剂促进植物生长、诱导提高植物的广谱抗病性。进一步地，所述纳米增强离子为纳米TiO2、纳米SiO2、纳米CaCO3、纳米ZnO、纳米MgO、纳米Au、纳米Ag中的至少一种；所述粘结剂为环糊精、氧化淀粉、阳离子淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉、小麦蛋白、玉米蛋白、明胶、卡拉胶中的至少一种。进一步地，所述抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊的制备方法，包括以下步骤：(1)将纳米粒子分散于壳聚糖和/或壳聚糖衍生物溶液中，超声，得到纳米粒子分散的混合液；(2)将植物精油添加到步骤(1)所得纳米粒子分散的混合液中，均质乳化，得Pickering乳液；(3)将步骤(2)所得Pickering乳液滴加到壳聚糖和/或壳聚糖衍生物溶液中，调节pH，搅拌、反应，冷冻干燥得到抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊。进一步地，所述步骤(1)中，纳米粒子为二氧化硅、二氧化钛、黏土、羟基磷灰石中的至少一种，添加量为壳聚糖和/或壳聚糖衍生物溶液总质量的0.5～2.0％，壳聚糖和/或壳聚糖衍生物的pH为5.0～9.0，超声时间为5～20min，超声温度为20-30℃；步骤(1)及步骤(3)中所述壳聚糖和/或壳聚糖衍生物为壳聚糖、壳聚糖季铵盐、壳聚糖季鏻盐、N-三甲基壳聚糖、N-马来酰化壳聚糖、羧甲基壳聚糖、N，O-羧甲基壳聚糖、β-环糊精接枝壳聚糖、羟丙基壳聚糖、阿仑膦酸钠壳聚糖中的至少一种，步骤(1)所述壳聚糖和/或壳聚糖衍生物溶液的浓度为0.1～2wt％。进一步地，所述步骤(2)中，植物精油为香叶油、薰衣草油、艾纳香油、柠檬草油、桉叶油、香茅油、薄荷油、肉桂油、艾叶油、柠檬桉油、罗勒油、迷迭香油、丁子香油、茶树油中的至少一种；植物精油与纳米粒子分散的混合液的油水体积比为1：(1～4)；所述均质乳化时搅拌速度为5000～10000r/min，温度为20-30℃，乳化时间为2～10min；所述步骤(3)中，壳聚糖和/或壳聚糖衍生物溶液的浓度为0.5～2wt％，所述pH为4.0～7.0，搅拌速度为500～1000r/min，反应在水浴条件下进行，反应温度为40～60℃，反应时间为2～4h。本专利技术的技术方案之二：一种上述所述的果蔬套袋复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将成膜物质分散于分散剂中，搅拌，得到溶液或凝胶；步骤二：将抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊、增塑剂、纳米增强粒子、粘结剂分散于分散剂中，搅拌，得到分散液；步骤三：将步骤一得到的溶液或凝胶和步骤二得到的分散液混合，搅拌，得到所述果蔬套袋复合材料。进一步地，所述步骤二的分散液中抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊的浓度为0.01～0.5g/mL。进一步地，所述步骤一、步骤二和步骤三中的搅拌时间为0.5～12h，温度为20～30℃。本专利技术的技术方案之三：一种上述所述的果蔬套袋复合材料在提高果蔬防虫抗菌保鲜效果中的应用，将所述果蔬套袋复合材料稀释100～500倍，喷施于果蔬或作物上，风干即可。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)以生物相容性纳米粒子为乳化剂，植物精油为芯材，壳聚糖复合物为主要壁材，通过Pickering乳液模板法构建高效、广谱的缓释型抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊，由于不含其它表面活性剂，因此具有良好的生物相容性、无毒安全和生物可降解等优良性能。(2)本专利技术采用乳液模板法，以纳米粒子为乳化剂，便捷有效地制备具有纳米粒子/壳聚糖复合物壁材的植物精油微纳胶囊；采用微纳囊化技术，通过壳聚糖及其衍生物为主要壁材包覆植物精油，并将纳米粒子镶嵌在壁材中，可以增加微纳胶囊壳层的机械强度、稳定性，不仅提高了精油稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果蔬套袋复合材料，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：成膜物质1～5份、分散剂50～90份、抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊0.1～2份、增塑剂1～10份、纳米增强粒子1～10份、粘结剂0.5～5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种果蔬套袋复合材料，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：成膜物质1～5份、分散剂50～90份、抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊0.1～2份、增塑剂1～10份、纳米增强粒子1～10份、粘结剂0.5～5份。


2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述成膜物质为壳聚糖、壳聚糖季铵盐、壳聚糖季鏻盐、N-三甲基壳聚糖、N-马来酰化壳聚糖、羧甲基壳聚糖、N，O-羧甲基壳聚糖、β-环糊精接枝壳聚糖、羟丙基壳聚糖、阿仑膦酸钠壳聚糖中的至少一种；
所述分散剂为水和乙醇中的至少一种；
所述增塑剂为乙二醇、丙三醇、山梨醇、分子量低于5000的聚乙二醇、乙二胺、三乙醇胺中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述纳米增强离子为纳米TiO2、纳米SiO2、纳米CaCO3、纳米ZnO、纳米MgO、纳米Au、纳米Ag中的至少一种；
所述粘结剂为环糊精、氧化淀粉、阳离子淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉、小麦蛋白、玉米蛋白、明胶、卡拉胶中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的果蔬套袋复合材料，其特征在于，所述抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米粒子分散于壳聚糖和/或壳聚糖衍生物溶液中，超声，得到纳米粒子分散的混合液；
(2)将植物精油添加到步骤(1)所得纳米粒子分散的混合液中，均质乳化，得Pickering乳液；
(3)将步骤(2)所得Pickering乳液滴加到壳聚糖和/或壳聚糖衍生物溶液中，调节pH，搅拌、反应，冷冻干燥得到抗菌植物精油-壳聚糖基微纳胶囊。


5.根据权利要求4所述的果蔬套袋复合材料，其特征在于，所述步骤(1)中，纳米粒子为二氧化硅、二氧化钛、黏土、羟基磷灰石中的至少一种，添加量为壳聚糖和/或壳聚糖衍生物溶液总质量的0.5～2.0％，壳聚糖和/或壳聚糖衍生物的pH为5.0～9.0，超声时间为5～20min，超声温度为20-30℃；
步骤(1)及步骤(3)中所述壳聚糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：周闯，李普旺，杨子明，谢江辉，张利，杨卓鸿，蒋刚彪，何祖宇，王超，刘运浩，宋书会，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44