可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜及制备方法与应用。本发明专利技术以具有良好生物相容性和生物降解性的包载核黄素的ZIF‑8微米粒子为抗菌剂，以具有可降解的聚己内酯为成膜材料，制备一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜，该包装材料在UVA光以及细菌产酸的条件下，可控释放抗菌物质—Zn(Ⅱ)离子和核黄素磷酸钠，光致产生单线态氧，表现出优异地协同抗菌性能和抗细菌粘附性，进而抑制细菌生物被膜在材料表面的形成。从而，该包装薄膜适合在食品包装中应用。

【技术实现步骤摘要】
可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜及制备方法与应用
本专利技术属于材料领域，特别涉及一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜及制备方法与应用。
技术介绍
近些年来微生物污染一直是严重的食品安全问题，可能导致各种食源性疾病。而食品包装是防止微生物污染食品的重要屏障。在食品加工和包装过程中，不可避免会引入少量浮游细菌，这些细菌在营养丰富的条件下会迅速生长成为生物被膜，难被消除，因此研发一种能够防止浮游细菌附着的抗菌食品包装膜材料，是避免生物被膜形成的有效手段。现在常见的抗菌包装材料主要分为自身具有抗菌性能的聚合物、功能化抗菌聚合物和抗菌聚合物复合材料。对于前两种抗菌食品包装材料，因抗菌材料与食品直接接触杀菌，抗菌时效较短。而第三种抗菌包装材料类型，可通过掺杂纳米材料，实现可持续释放型抗菌复合包装材料的开发。但随着食品包装材料安全的重要性不断上升，市场对食品包装的需求不断增加，不再满足单独的抗菌功能，希望包装材料可以具有紫外可见光阻隔性能等，保证食品在货架期时品质，因而有必要对现有技术进行改性。目前尚没有见到将含有ZIF-8包载核黄素微米粒子的聚己内酯基膜应用于协同抗菌，以及增强紫外可见光阻隔性能的食品包装相关报道。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜。本专利技术的再一目的在于提供上述可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜的制备方法，包括如下步骤：(1)在室温条件下通过一步法制备得到包载核黄素的ZIF-8微米粒子；(2)将聚己内酯分散于有机溶剂中，充分分散混合后得到溶液1；(3)将包载核黄素的ZIF-8微米粒子分散于有机溶剂中，充分分散混合后得到溶液2；(4)将溶液1和溶液2混合后搅拌至均匀，超声脱气，得到涂膜液；(5)将涂膜液流延成膜，静置，干燥，得到一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜。步骤(1)中：所述的室温指5～40℃；优选为10～30℃；更优选为24～26℃。所述的一步法制备包载核黄素的ZIF-8微米粒子的具体操作方法如下：将核黄素磷酸钠溶液和2-甲基咪唑溶液混合均匀，得到溶液A；将六水合硝酸锌溶液和溶液A混合均匀，得到黄色悬浊液；将得到的黄色悬浊液离心，洗涤，得到包载核黄素的ZIF-8微米粒子。所述的六水合硝酸锌和所述的2-甲基咪唑优选为按质量比1：2～2.5配比计算；更优选为按质量比1：2.2配比计算。所述的核黄素磷酸钠和所述的六水合硝酸锌优选为按质量比1：4～6配比计算；更优选为按质量比1：5配比计算。所述的核黄素磷酸钠溶液的溶剂为水，其浓度优选为10～20mg/mL；更优选为15mg/mL。所述的2-甲基咪唑溶液的溶剂优选为甲醇。所述的2-甲基咪唑溶液的浓度优选为30～35mg/mL；更优选为33mg/mL。所述的六水合硝酸锌溶液的溶剂为水，其浓度优选为40～60mg/mL；更优选为50mg/mL。所述的混合优选为通过搅拌混合。所述的搅拌的转速优选为100～150rpm；更优选为120rpm。所述的将六水合硝酸锌溶液和溶液A混合均匀的时间为13～17min；更优选为15min。所述的离心的转速优选为8000～12000rpm；更优选为10000rpm。所述的离心的时间优选为8～12min；更优选为10min。所述的洗涤优选为用甲醇和水交替洗涤1次以上；更优选为用甲醇和水交替洗涤4次。在洗涤过程中，优选通过离心去除洗涤液。所述洗涤中的离心的转速优选为8000～12000rpm；更优选为10000rpm。所述洗涤中的离心的时间优选为8～12min；更优选为10min。所述的干燥优选为在40℃真空干燥12h。所述的包载核黄素的ZIF-8微米粒子的粒径为300～400nm。步骤(2)中：所述的有机溶剂优选为氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃(THF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种。所述的溶液1中聚己内酯的浓度为150～250mg/mL；更优选为200mg/mL。所述的充分分散混合是采用磁力搅拌器或在超声条件下充分分散混合，优选为超声条件下充分分散混合。所述的超声功率为80Hz，时间优选为5～15min，更优选的超声时间为10min。步骤(3)中：所述的有机溶剂优选为氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃(THF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种。所述的溶液2中包载核黄素的ZIF-8微米粒子的浓度为0～30mg/mL，不含端点值0。所述的充分分散混合是采用磁力搅拌器或在超声条件下充分分散混合，优选为超声条件下充分分散混合。所述的超声功率为80Hz，时间优选为5～15min，更优选的超声时间为10min。步骤(4)中：所述的搅拌的转速优选为100～150rpm；更优选为120rpm。所述的搅拌的时间优选为10～30min；更优选为20min。所述的超声的条件优选为：80～120Hz超声20～40min；更优选为100Hz超声30min。所述的涂膜液中聚己内酯和包载核黄素的ZIF-8微米粒子按质量比20：0～6配比混合，不含端点值0；更优选为聚己内酯和包载核黄素的ZIF-8微米粒子按质量比20：6配比混合。步骤(5)中：所述的静置的时间优选为30min～60min；更优选为40min。所述的干燥优选为于30℃真空干燥12h。一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜，由上述制备方法制得。所述的UVA光激发波长为365～375nm。所述的抗菌为抗革兰氏阴性菌与抗革兰氏阳性菌。所述的革兰氏阴性菌优选为大肠杆菌。所述的革兰氏阳性菌优选为金黄色葡萄球菌。上述可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜在食品包装中的应用。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术以具有良好生物相容性和生物降解性的包载核黄素的ZIF-8微米粒子为抗菌剂，以具有可降解的聚己内酯为成膜材料，制备一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜，该包装材料在UVA光以及细菌产酸的条件下，可控释放抗菌物质—Zn(Ⅱ)离子和核黄素磷酸钠，光致产生单线态氧，表现出优异地协同抗菌性能和抗细菌粘附性，进而抑制细菌生物被膜在材料表面的形成。(2)本专利技术采用的核黄素磷酸钠是核黄素的水溶性制剂，与核黄素具有相同的应用情况，是一种光敏剂和紫外吸收剂，被允许应用于食品药品中，安全副作用小。将包载核黄素的ZIF-8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：/n(1)在室温条件下通过一步法制备得到包载核黄素的ZIF-8微米粒子；/n(2)将聚己内酯分散于有机溶剂中，充分分散混合后得到溶液1；/n(3)将包载核黄素的ZIF-8微米粒子分散于有机溶剂中，充分分散混合后得到溶液2；/n(4)将溶液1和溶液2混合后搅拌至均匀，超声脱气，得到涂膜液；/n(5)将涂膜液流延成膜，静置，干燥，得到一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在室温条件下通过一步法制备得到包载核黄素的ZIF-8微米粒子；
(2)将聚己内酯分散于有机溶剂中，充分分散混合后得到溶液1；
(3)将包载核黄素的ZIF-8微米粒子分散于有机溶剂中，充分分散混合后得到溶液2；
(4)将溶液1和溶液2混合后搅拌至均匀，超声脱气，得到涂膜液；
(5)将涂膜液流延成膜，静置，干燥，得到一种可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜。


2.根据权利要求1所述的可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的一步法制备包载核黄素的ZIF-8微米粒子的具体操作方法如下：将核黄素磷酸钠溶液和2-甲基咪唑溶液混合均匀，得到溶液A；将六水合硝酸锌溶液和溶液A混合均匀，得到黄色悬浊液；将得到的黄色悬浊液离心，洗涤，得到包载核黄素的ZIF-8微米粒子；
步骤(2)中所述的有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；
步骤(3)中所述的有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；
步骤(4)中所述的涂膜液中聚己内酯和包载核黄素的ZIF-8微米粒子按质量比20：0～6配比混合，不含端点值0。


3.根据权利要求2所述的可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜的制备方法，其特征在于：
所述的六水合硝酸锌和所述的2-甲基咪唑按质量比1：2～2.5配比计算；
所述的核黄素磷酸钠和所述的六水合硝酸锌按质量比1：4～6配比计算；
所述的包载核黄素的ZIF-8微米粒子的粒径为300～400nm。


4.根据权利要求3所述的可生物降解的UVA光响应型控释抗菌食品包装薄膜的制备方法，其特征在于：
所述的六水合硝酸锌和所述的2-甲基咪唑按质量比1：2.2配比计算；
所述的核黄素磷酸钠和所述的六水合硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏健裕，蔡颖，方立明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44