一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜及其制备方法，属于抗菌保鲜膜技术领域。本发明专利技术是将天然植物抗菌成分小檗碱与柠檬酸通过自组装合成具有聚集诱导发射特性的纳米颗粒。在白光下，该纳米颗粒可以产生大量活性氧(ROS)，从而显示出高效持久的抗菌活性。将纳米颗粒作为填料添加到由海藻酸钠、普鲁兰多糖和鸡蛋清组成的膜混合液中制备而成。本发明专利技术利用光动力学杀菌突破了当前抗菌保鲜膜持续作用时间短的瓶颈以及传统上只有抗菌剂才能实现直接接触杀菌的局限。同时，有效解决了在膜基质中添加过量抗菌成分影响膜的透明度和力学性能的问题。的透明度和力学性能的问题。的透明度和力学性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及抗菌保鲜膜
，尤其涉及一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]微生物污染是导致食品变质的主要因素，不仅会造成巨大的经济损失且严重威胁人体健康。在薄膜基质中加入抗菌剂被认为是降低运输或储存过程中食品腐烂的一条很有前途的途径。天然提取物和金属氧化物纳米颗粒是添加到活性包装中的主要抗菌物质。其中，Ag纳米颗粒、CuO纳米颗粒和ZnO纳米颗粒已被证实具有优异的抗菌效果，但这些金属氧化物纳米颗粒与膜基质的相容性较差，同时也可能会引起人体健康和环境污染问题。相比之下，天然植物提取物被认为是抗菌化合物的理想来源，因为它们对生态环境是友好的，对人类是相对安全且可再生的。不幸的是，植物提取物的抗菌活性较低，需要大量的提取物才能表现出优异的抗菌活性。
[0003]目前，针对可降解抗菌保鲜膜的市场需求，中国专利CN113927965A中使用纳米细菌纤维素、羧甲基壳聚糖、光敏剂和柠檬酸制备基于纳米细菌纤维素的光敏抗菌保鲜膜。利用羧甲基壳聚糖和柠檬酸所具有的抗菌活性结合光敏剂，有针对性的解决了保鲜膜抗菌活性低的问题，但是在膜基质中添加多种抗菌成分会影响膜的透明度和力学性能，使产品质量难以满足市场需求。此外，直接在膜基质中添加光敏剂会影响它的物理化学稳定性和生物利用度。中国专利CN114854100A中使用羧甲基壳聚糖、羟丙基甲基纤维素、纳米二氧化钛改性牡蛎壳、分级纳米氧化锌粉体、纳米二氧化硅、丙三醇、没食子酸、海藻酸钠、聚乙烯醇等材料制备了一种纳米抗菌保鲜膜。该方法通过将多种抗菌成分相结合提高了薄膜的抗菌活性，但制备过程繁琐且在膜基质中添加多种填料会影响膜的透明度和力学性能。中国专利CN111234365A通过EVOH纳米纤维、PET纳米纤维、植物精油包合物、季胺盐壳聚糖和丙三醇制备了一种纳米纤维抗菌保鲜膜。该薄膜虽具有较好的氧气阻隔性，但抗菌持续性和膜的透明度较差且制备过程繁琐。
[0004]综上，目前迫切需要一种能够提高保鲜膜抗菌持久性且不影响膜透明度和力学性能的高效简易制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜及其制备方法，以解决现有保鲜膜在提高抗菌持久性时影响膜透明度和力学性能的技术问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜，由包含以下质量份数的原料制备得到：
[0008][0009]所述纳米颗粒由小檗碱和柠檬酸通过自组装得到。
[0010]进一步的，所述纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0011]1)用氢氧化钠分别将小檗碱的甲醇溶液和柠檬酸的甲醇溶液的pH调节至7.0～8.0；
[0012]2)将步骤1)所得小檗碱的甲醇溶液和柠檬酸的甲醇溶液混合后加入水中，搅拌后即得到纳米颗粒。
[0013]进一步的，所述小檗碱的甲醇溶液的浓度为2～3wt％，柠檬酸的甲醇溶液的浓度为1～2wt％。
[0014]进一步的，所述步骤2)中，小檗碱的甲醇溶液、柠檬酸的甲醇溶液和水的体积比为1～3：1～3：50～60。
[0015]进一步的，所述步骤2)中，水的温度为50～60℃，搅拌的时间为6～8h。
[0016]本专利技术提供了一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
[0017]a、将普鲁兰多糖和海藻酸钠混合于水中加热至溶解，得到混合液；
[0018]b、将环氧化大豆油混合于混合液中，之后加入鸡蛋清进行交联反应，得到交联产物；
[0019]c、交联产物和纳米颗粒混合，即得到具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜。
[0020]进一步的，所述步骤a中，加热的温度为100～110℃。
[0021]进一步的，所述步骤b中，环氧大豆油混合于混合液中的温度为80～90℃，混合的时间为30～50min。
[0022]进一步的，所述步骤b中，交联反应的温度为30～40℃，交联反应的时间为1～5min。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术将小檗碱和柠檬酸通过自组装制备具有聚集诱导发射特性的天然纳米颗粒，该纳米颗粒在白光下产生大量活性氧(ROS)能够显著增强其抗菌活性。同时，纳米颗粒提高了小檗碱和柠檬酸在保鲜膜中的物理化学稳定性和生物利用度。
[0025]本专利技术将具有聚集诱导发射特性和光动力杀菌活性的植物源纳米颗粒应用于可降解保鲜膜的策略将突破传统上只有抗菌剂才能实现直接接触杀菌的局限，利用可见光来提高薄膜的抗菌性能，这将是抗菌包装的一个突破口。
[0026]小檗碱和柠檬酸与蛋清蛋白发生交联作用，能够显著提高膜混合液的成膜性，增加膜的延展性。本专利技术所制备的植物源纳米颗粒具有安全无毒和可降解的特点。本专利技术提供了一种简单、高效且没有添加任何有毒物质，绿色合成光动力杀菌保鲜膜的制备工艺。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1所得纳米颗粒的透射电镜图；
[0028]图2为对比例1(A)和实施例3(B)所制备的保鲜膜的外观图；
[0029]图3为本专利技术实施例3所制备的具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜的抗菌活性对比图；
[0030]图4为本专利技术实施例3所制备的具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜对草莓保鲜效果的对比图；
[0031]图5为本专利技术实施例3所制备的具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜对香蕉保鲜效果的对比图。
具体实施方式
[0032]本专利技术提供了一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜，由包含以下质量份数的原料制备得到：
[0033][0034]所述纳米颗粒由小檗碱和柠檬酸通过自组装得到。
[0035]在本专利技术中，按照质量份数计，所述普鲁兰多糖的添加量为50～60份，优选为52～58份，进一步优选为55份。
[0036]在本专利技术中，按照质量份数计，所述海藻酸钠的添加量为30～40份，优选为32～38份，进一步优选为35份。
[0037]在本专利技术中，按照质量份数计，所述鸡蛋清的添加量为5～10份，优选为6～9份，进一步优选为7～8份。
[0038]在本专利技术中，按照质量份数计，所述环氧化大豆油的添加量为0.5～1.0份，优选为0.6～0.9份，进一步优选为0.7～0.8份。
[0039]在本专利技术中，按照质量份数计，所述纳米颗粒的添加量为0.4～0.8份，优选为0.5～0.7份，进一步优选为0.6份。
[0040]在本专利技术中，所述纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0041]1)用氢氧化钠分别将小檗碱的甲醇溶液和柠檬酸的甲醇溶液的pH调节至7.0～8.0；
[0042]2)将步骤1)所得小檗碱的甲醇溶液和柠檬酸的甲醇溶液混合后加入水中，搅拌后即得到纳米颗粒。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜，其特征在于，由包含以下质量份数的原料制备得到：所述纳米颗粒由小檗碱和柠檬酸通过自组装得到。2.根据权利要求1所述的具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜，其特征在于，所述纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：1)用氢氧化钠分别将小檗碱的甲醇溶液和柠檬酸的甲醇溶液的pH调节至7.0～8.0；2)将步骤1)所得小檗碱的甲醇溶液和柠檬酸的甲醇溶液混合后加入水中，搅拌后即得到纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜，其特征在于，所述小檗碱的甲醇溶液的浓度为2～3wt％，柠檬酸的甲醇溶液的浓度为1～2wt％。4.根据权利要求2或3所述的具有光动力杀菌活性的可降解纳米保鲜膜，其特征在于，所述步骤2)中，小檗碱的甲醇溶液、柠檬酸的甲醇溶液和水的体积比为1～3：1～3：50～60。5.根据权利要求4所述的具有光动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠健，黄晶琳，李倩郁，杨庆利，赵方圆，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：