一种瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法为：首先在瓜尔胶水溶液中加入改善成膜性能的聚乙烯醇水溶液，再加入塑化剂甘油，交联剂柠檬酸，经混合搅拌制备瓜尔胶成膜液，再加入提高抑菌性能的纳米氧化锌和提高抗氧化性的人参根提取物，经混合搅拌、超声分散、真空脱泡后，流延于玻璃皿内，真空干燥后揭膜，得到具有抑菌和抗氧化功能的瓜尔胶基纳米复合膜。本发明专利技术制备的瓜尔胶基纳米复合膜成膜性能、抗氧化性、抑菌能力优良，具有良好的力学性能和阻隔性能。

【技术实现步骤摘要】
一种瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法
本专利技术属于纳米复合膜
，具体涉及一种瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法。
技术介绍
瓜尔胶是一种由瓜尔豆种子的胚乳提取得到的天然多糖胶，在水中能很快的形成高黏度溶液，具有很好的水溶性和增稠作用，广泛应用于食品、医药、造纸、印染和石油行业等领域。但是瓜尔胶存在成膜液黏度不易控制、易被微生物分解而不能长期保存等缺点，使它在食品包装膜的应用上受到很大限制。从瓜尔胶分子结构上看，大分子直链上没有非极性基团，但支链半乳糖上的四个羟基和甘露糖的羟基均具有氢键反应活性，可以对其进行化学改性，改善瓜尔胶成膜液的缺点，扩大瓜尔胶在食品包装领域的应用。聚乙烯醇是一种可生物降解、无毒、亲水性高、具有良好生物相容性、成膜性和化学稳定性的高分子材料。聚乙烯醇分子结构中也存在大量羟基，因此可以和瓜尔胶间形成分子间氢键网络体系，形成力学性能优异的复合膜。纳米氧化锌用于食品包装领域主要可以提高包装材料的力学性能和抑菌性能，所制备的包装材料具有生物可降解性和对人体无毒的安全特性。人参根提取物中含有丰富的活性成分人参皂苷、人参炔醇、人参环氧炔醇、生物碱和寡糖等化合物，具有非常优异的抗氧化能力，将其添加进瓜尔胶成膜液中，可以提高瓜尔胶膜的抗氧化能力。目前多糖胶-无机纳米粒子复合材料的报道很多，研究的重点多集中在添加纳米银等提高多糖胶膜的抑菌性能方面，或者是添加天然活性多酚化合物提高多糖胶膜的抗氧化性，目前均没有研究基于瓜尔胶-人参根提取物-纳米氧化锌三者复合膜的抑菌性和抗氧化性的报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，该方法制备的瓜尔胶基纳米复合膜成膜性能、抗氧化性、抑菌能力优良，具有良好的力学性能和阻隔性能。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，该方法为：S1、制备瓜尔胶成膜液：向瓜尔胶中加入蒸馏水a，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液；向聚乙烯醇中加入蒸馏水b，在温度为80℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到聚乙烯醇水溶液，将所述瓜尔胶水溶液和改善成膜性能的聚乙烯醇水溶液混合后，在温度为80℃的水浴条件下磁力搅拌1h，得到瓜尔胶聚乙烯醇混合液，然后向所述瓜尔胶聚乙烯醇混合液中加入塑化剂甘油、交联剂柠檬酸，在温度为50℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到瓜尔胶成膜液；所述瓜尔胶和蒸馏水a的用量比为1g:100mL；所述聚乙烯醇和蒸馏水b的用量比为1g:100mL；瓜尔胶成膜液中用瓜尔胶、聚乙烯醇、甘油、柠檬酸均含有羟基，彼此间的分子间氢键既可以改善瓜尔胶的成膜性，又能提高膜的强度；S2、制备人参根提取物溶液：将人参根研磨后，过60目筛，得到人参根粉末，将所述人参根粉末浸泡在质量分数为90％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液a，然后将剩余的残渣a浸泡在质量分数为70％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液b，然后将剩余的残渣b浸泡在质量分数为50％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液c，合并提取液a、提取液b和提取液c得到混合提取液，超声分散30min，然后在转速为10000r/min的条件下离心，离心3次，每次10min，将上清液过滤后旋转蒸发浓缩，得到人参根提取物溶液；S3、将提高抑菌性能的纳米氧化锌和S2中得到的提高抗氧化性的人参根提取物溶液加入至S1中得到的瓜尔胶成膜液中，得到瓜尔胶基纳米复合液，磁力搅拌2h，然后超声分散30min，再经真空脱泡后，流延于玻璃皿内，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥24h后揭膜，得到瓜尔胶基纳米复合膜。优选地，S1中所述聚乙烯醇的醇解度为88％。优选地，S1中所述瓜尔胶聚乙烯醇混合液中瓜尔胶水溶液和聚乙烯醇水溶液的质量比为(7～9)：(1～3)；所述瓜尔胶成膜液中瓜尔胶聚乙烯醇混合液、甘油和柠檬酸的质量比为1:0.3:0.2。优选地，S2中所述人参根提取物溶液的质量浓度为0.01g/mL。优选地，S3中所述纳米氧化锌的粒度为20nm～40nm。优选地，S2和S3中超声分散的超声功率均为600W、超声频率均为40kHz。优选地，S3中所述人参根提取物溶液的质量为所述瓜尔胶成膜液中瓜尔胶和聚乙烯醇质量总和的20％～40％；所述纳米氧化锌的质量为所述瓜尔胶成膜液中瓜尔胶和聚乙烯醇质量总和的5％。优选地，S3中所述瓜尔胶基纳米复合膜的平均厚度为50μm～70μm。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：本专利技术不对瓜尔胶进行复杂的氧化、酯化、醚化和酶降解等改性操作，不需要使用复杂昂贵的设备，制备工艺流程简单、反应条件温和，用瓜尔胶为成膜基质，添加聚乙烯醇改善成膜性能，同时加入人参根提取物溶液的高活性成分提高瓜尔胶基纳米复合膜的抗氧化性，再加入纳米氧化锌赋予瓜尔胶基纳米复合膜以良好的抑菌能力。本专利技术中的各原料相互作用既可以提高瓜尔胶基纳米复合膜的力学性能和阻隔性能，同时又能将纳米氧化锌分散于混合体系中，避免团聚影响抑菌效果。该制备方法的成功实施有利于扩大瓜尔胶基纳米复合膜作为食品包装材料的应用领域。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术的S3步骤中得到的瓜尔胶基纳米复合液对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.au)的抑制效果图。图2是本专利技术的实施例1制备的瓜尔胶基纳米复合膜的断面扫描电镜。具体实施方式实施例1本实施例的瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，该方法为：S1、制备瓜尔胶成膜液：向瓜尔胶中加入蒸馏水a，在温度为65℃的水浴条件下以速率为600r/min磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液；向聚乙烯醇中加入蒸馏水b，在温度为80℃的水浴条件下以速率为600r/min磁力搅拌2h，得到聚乙烯醇水溶液，将所述瓜尔胶水溶液和聚乙烯醇水溶液混合后，在温度为80℃的水浴条件下以速率为600r/min磁力搅拌1h，得到瓜尔胶聚乙烯醇混合液，然后向所述瓜尔胶聚乙烯醇混合液中加入甘油、柠檬酸，在温度为50℃的水浴条件下以速率为600r/min磁力搅拌2h，得到瓜尔胶成膜液；所述瓜尔胶和蒸馏水a的用量比为1g:100mL；所述聚乙烯醇和蒸馏水b的用量比为1g:100mL；所述瓜尔胶聚乙烯醇混合液中瓜尔胶水溶液和聚乙烯醇水溶液的质量比为9：1；所述瓜尔胶成膜液中瓜尔胶聚乙烯醇混合液、甘油和柠檬酸的质量比为1:0.3:0.2；S2、制备人参根提取物溶液：将人参根研磨后，过60目筛，得到人参根粉末，将所述人参根粉末浸泡在质量分数为90％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液a，然后将剩余的残渣a浸泡在质量分数为70％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液b，然后将剩余的残渣b浸泡在质量分数为50％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液c，合并提取液a、提取液b和提取液c得到混合提取液，以超声功率为600W、超声频率为40kHz超声分散30min，然后在转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，该方法为：/nS1、制备瓜尔胶成膜液：向瓜尔胶中加入蒸馏水a，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液；向聚乙烯醇中加入蒸馏水b，在温度为80℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到聚乙烯醇水溶液，将所述瓜尔胶水溶液和聚乙烯醇水溶液混合后，在温度为80℃的水浴条件下磁力搅拌1h，得到瓜尔胶聚乙烯醇混合液，然后向所述瓜尔胶聚乙烯醇混合液中加入甘油、柠檬酸，在温度为50℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到瓜尔胶成膜液；/n所述瓜尔胶和蒸馏水a的用量比为1g:100mL；所述聚乙烯醇和蒸馏水b的用量比为1g:100mL；/nS2、制备人参根提取物溶液：将人参根研磨后，过60目筛，得到人参根粉末，将所述人参根粉末浸泡在质量分数为90％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液a，然后将剩余的残渣a浸泡在质量分数为70％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液b，然后将剩余的残渣b浸泡在质量分数为50％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液c，合并提取液a、提取液b和提取液c得到混合提取液，超声分散30min，然后在转速为10000r/min的条件下离心，离心3次，每次10min，将上清液过滤后旋转蒸发浓缩，得到人参根提取物溶液；/nS3、将纳米氧化锌和S2中得到的人参根提取物溶液加入至S1中得到的瓜尔胶成膜液中，得到瓜尔胶基纳米复合液，磁力搅拌2h，然后超声分散30min，再经真空脱泡后，流延于玻璃皿内，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥24h后揭膜，得到瓜尔胶基纳米复合膜。/n...

【技术特征摘要】
1.一种瓜尔胶基纳米复合膜的制备方法，其特征在于，该方法为：
S1、制备瓜尔胶成膜液：向瓜尔胶中加入蒸馏水a，在温度为65℃的水浴条件下磁力搅拌30min，得到瓜尔胶水溶液；向聚乙烯醇中加入蒸馏水b，在温度为80℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到聚乙烯醇水溶液，将所述瓜尔胶水溶液和聚乙烯醇水溶液混合后，在温度为80℃的水浴条件下磁力搅拌1h，得到瓜尔胶聚乙烯醇混合液，然后向所述瓜尔胶聚乙烯醇混合液中加入甘油、柠檬酸，在温度为50℃的水浴条件下磁力搅拌2h，得到瓜尔胶成膜液；
所述瓜尔胶和蒸馏水a的用量比为1g:100mL；所述聚乙烯醇和蒸馏水b的用量比为1g:100mL；
S2、制备人参根提取物溶液：将人参根研磨后，过60目筛，得到人参根粉末，将所述人参根粉末浸泡在质量分数为90％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液a，然后将剩余的残渣a浸泡在质量分数为70％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液b，然后将剩余的残渣b浸泡在质量分数为50％的乙醇溶液中萃取2h，得到提取液c，合并提取液a、提取液b和提取液c得到混合提取液，超声分散30min，然后在转速为10000r/min的条件下离心，离心3次，每次10min，将上清液过滤后旋转蒸发浓缩，得到人参根提取物溶液；
S3、将纳米氧化锌和S2中得到的人参根提取物溶液加入至S1中得到的瓜尔胶成膜液中，得到瓜尔胶基纳米复合液，磁力搅拌2h，然后超声分散30min，再经真空脱泡后，流延于玻璃皿内，在温度为45℃的真空干燥箱中干燥2...

【专利技术属性】
技术研发人员：董峰，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50