一种多层复合薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多层复合薄膜，含以下步骤：(1)在聚乙烯醇水溶液中加入纳米TiO2，得白色溶液A；(2)取聚乙烯醇和淀粉，加入去离子水，得白色溶液B，在白色溶液B中加入甘油，得白色溶液C；(3)将花青素溶液和姜黄素溶液混合，得天然染料溶液；(4)将天然染料溶液加入白色溶液C中，得溶液D；(5)将溶液A和溶液D分别交替流延成膜，获得多层复合薄膜。该方法通过设置紫外阻隔薄膜，可防止天然色素变色，保持显色或指示能力，通过设置多种色素，可提高指示灵敏度，还具有抗菌性能。本发明专利技术还公开了一种多层复合薄膜及其在制备具有抗菌、紫外阻隔、新鲜度指示功能的包装材料中的应用。度指示功能的包装材料中的应用。度指示功能的包装材料中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种多层复合薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于智能薄膜
，具体涉及一种多层复合薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚乙烯醇(PVA)是一种可被细菌作为碳源和能源利用的可降解聚合物，在微生物的作用下，46天降解率可达75％。此外，PVA价格较低，具有耐油、耐溶剂的性能，以及较好的气体阻隔性，因此被广泛应用于食品、药品包装等方面。目前PVA主要通过流延法制备薄膜材料。
[0003]纳米二氧化钛(TiO2)因其化学性质稳定、无毒、无迁移性、成本低廉且具有光敏、气敏、压敏、光催化等特性，对紫外光具有一定吸收性能，是一种抗紫外线性能优异的纳米材料。此外，二氧化钛在光照，尤其是紫外光照下，可产生活性自由基，对微生物进行杀伤，因此，也常用于作为无毒抗菌剂使用，延长食品保质期。
[0004]猪、牛、鸡、鱼等肉类由于富含蛋白质，在常温环境下十分容易滋生微生物，并引起变质腐败，产生食品安全风险。在腐败过程中，肉类中的蛋白质往往会分解产生甲胺、三甲胺、组胺、尸胺等有机胺类气体，产生难闻的气体。而这些腐败变质产生的特征气体，往往也是指示检测肉类新鲜程度的一个重要依据。利用具有pH指示性能的色素分子，在吸收一定量的生物胺气体后，发生颜色改变，可用作指示包装食品的新鲜程度。
[0005]花青素，是一类天然色素分子，广泛存在于水果蔬菜当中，具有优异的抗氧化性能，近年来越来越多被用于保健食品当中。花青素的分子结构在不同的pH环境中，会呈现不同的分子异构，并具有不同的吸光性能，显示不同的颜色，因此也常用作食品新鲜度指示色素。
[0006]姜黄素，是一种从姜科植物中提取的天然色素，与花青素类似，也具有随pH值变化而变色的能力，也可用于指示食品新鲜程度。此外，姜黄素可抑制链球菌属、葡萄球菌属、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、克雷伯菌等细菌的生长，抑制细菌生物膜形成，因此具有一定的抑菌性能。
[0007]目前，关于新鲜度的判断消费者大多是通过自身感官来进行判断，但这种方式往往存在着很大的偏差，消费者往往无法正确的确定食品的质量。包括花青素、姜黄素等的天然色素用作指示剂，在紫外光照作用下，往往存在着光漂白的可能，即在吸收一定光能后，发生变性，因而失去了显色或者指示能力。
[0008]因此，目前新鲜度指示包装材料存在的色素易于被光漂白失效、功能单一、指示灵敏性不足等缺点。

技术实现思路

[0009]本专利技术的第一个目的在于提供一种多层复合薄膜的制备方法，该方法通过设置紫外阻隔薄膜，可以防止天然色素变色，保持显色或者指示能力，通过设置多种色素，可以提
高指示灵敏度，还具有抗菌性能。
[0010]本专利技术的目的还在于提供上述方法制备的多层复合薄膜，该多层复合薄膜具有抗菌、紫外阻隔和新鲜度指示功能。
[0011]本专利技术的最后一个目的在于提供上述多层复合薄膜在制备具有抗菌、紫外阻隔、新鲜度指示功能的包装材料中的应用。
[0012]本专利技术的上述第一个目的通过以下技术方案来实现：一种多层复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)取聚乙烯醇加入去离子水中，加热搅拌至完全溶解得聚乙烯醇水溶液，在聚乙烯醇水溶液中加入纳米TiO2，搅拌混匀，得白色溶液A；
[0014](2)取聚乙烯醇和淀粉，加入去离子水中，加热搅拌至完全溶解，得白色溶液B，在白色溶液B中加入甘油，加热搅拌至完全溶解，得白色溶液C；
[0015](3)取酸化乙醇，加入花青素，混匀，得花青素溶液，取酸化乙醇，加入姜黄素，混匀，得姜黄素溶液，将花青素溶液和姜黄素溶液混合，得天然染料溶液；
[0016](4)将步骤(3)中的天然染料溶液加入步骤(2)的白色溶液C中，混匀，得溶液D；
[0017](5)将步骤(1)中的溶液A和步骤(4)中的溶液D分别交替流延成膜，获得多层复合薄膜。
[0018]优选的，步骤(1)中所述聚乙烯醇与所述纳米TiO2的质量份配比为6～10：0.04～0.08，所述纳米TiO2的粒径为5～100nm。
[0019]纳米TiO2粒子表面具有大量的
‑
OH可与聚乙烯醇高分子链上
‑
OH形成氢键或脱水形成Ti
‑
O
‑
C化学键，极大地改善了PVA膜的性能，PVA/纳米TiO2复合膜综合了PVA所具有的品种多样、柔韧性好、易成膜的特点和纳米TiO2所具有的质硬、耐高温、耐腐蚀、结构稳定的特点，使得有机相和无机相间的微区尺寸达到纳米量级，从而表现出许多优异的性能，比如提高多层复合薄膜的抗菌防霉和紫外阻隔效果。
[0020]优选的，步骤(2)中所述聚乙烯醇、淀粉和甘油的质量份配比为2～5：1：0.02～0.08。
[0021]优选的，步骤(1)～(2)中加热搅拌的温度为75～95℃。
[0022]优选的，步骤(1)～(2)中搅拌时，在200～500转速/分钟的速度下搅拌1～4小时。
[0023]优选的，步骤(3)中所述酸化乙醇中无水乙醇和无水乙酸的体积比为5～7：1，所述花青素溶液中酸化乙醇与花青素的质量份配比为500～2000：1。
[0024]优选的，步骤(3)中所述姜黄素溶液中所述酸化乙醇与姜黄素的质量份配比为100～2000：1。
[0025]优选的，步骤(3)中所述花青素溶液与所述姜黄素溶液的体积份配比为1：3～3：1。
[0026]优选的，步骤(3)中搅拌时，在200～500转速/分钟的速度下搅拌30～80分钟。
[0027]优选的，步骤(4)中所述天然染料溶液的用量为所述白色溶液C总体积的3～12％。
[0028]优选的，步骤(5)中：将步骤(1)中的溶液A流延成膜，干燥，得紫外阻隔薄膜，将步骤(4)中的溶液D溶液流延在紫外阻隔薄膜上，干燥，得双层复合薄膜。
[0029]进一步的，步骤(5)中：在双层复合薄膜上将溶液A流延成膜，得三层复合薄膜，在三层复合薄膜上将溶液D流延成膜，得四层复合薄膜，如此交替设置溶液A流延成膜和溶液D流延成膜，得三层以上多层复合薄膜，各层溶液D中的天然染料的浓度相同或不同。
[0030]优选的，步骤(5)中干燥时在35～75℃的热风烘箱中干燥4～7小时。
[0031]制备的多层复合薄膜具有抗菌、紫外阻隔和新鲜度指示功能。
[0032]本专利技术的上述第二个目的通过以下技术方案来实现：一种多层复合薄膜，采用上述任一项方法制备获得。
[0033]本专利技术的上述最后一个目的通过以下技术方案来实现：上述多层复合薄膜在制备具有抗菌、紫外阻隔、新鲜度指示功能的包装材料中的应用。
[0034]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0035](1)本专利技术采用的材料均为绿色环保无污染材料，其中主要原料聚乙烯醇、淀粉具有低成本、环境友好、可降解等特点，主要添加物花青素、姜黄素是自然界中广泛存在的天然无毒无害天然色素，具备新鲜度指示性能及抑菌性能，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层复合薄膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)取聚乙烯醇加入去离子水中，加热搅拌至完全溶解得聚乙烯醇水溶液，在聚乙烯醇水溶液中加入纳米TiO2，搅拌混匀，得白色溶液A；(2)取聚乙烯醇和淀粉，加入去离子水中，加热搅拌至完全溶解，得白色溶液B，在白色溶液B中加入甘油，加热搅拌至完全溶解，得白色溶液C；(3)取酸化乙醇，加入花青素，混匀，得花青素溶液，取酸化乙醇，加入姜黄素，混匀，得姜黄素溶液，将花青素溶液和姜黄素溶液混合，得天然染料溶液；(4)将步骤(3)中的天然染料溶液加入步骤(2)的白色溶液C中，混匀，得溶液D；(5)将步骤(1)中的溶液A和步骤(4)中的溶液D分别交替流延成膜，获得多层复合薄膜。2.根据权利要求1所述的多层复合薄膜的制备方法，其特征是：步骤(1)中所述聚乙烯醇与所述纳米TiO2的质量份配比为6～10：0.04～0.08，所述纳米TiO2的粒径为5～100nm；步骤(2)中所述聚乙烯醇、淀粉和甘油的质量份配比为2～5：1：0.02～0.08。3.根据权利要求1所述的多层复合薄膜的制备方法，其特征是：步骤(1)～(2)中加热搅拌的温度为75～95℃。4.根据权利要求1所述的多层复合薄膜的制备方法，其特征是：步骤(3)中所述酸化乙醇中无水乙醇和无水乙酸的体积比为5～7：1，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖乃玉，陈国健，肖更生，罗航宇，梁家密，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：