一种负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种负载紫薯花青素的pH响应型纳米纤维膜及其制备方法和应用。所述的方法包括如下步骤：将紫薯花青素、乙基纤维素、明胶溶液混合均匀，制备纺丝溶液，通过静电纺丝装置进行静电纺丝，得到负载紫薯花青素的pH响应型纳米纤维膜。本发明专利技术工艺简单、条件温和，通过聚合物对紫薯花青素进行包埋，使负载紫薯花青素的纳米纤维膜在不同pH环境下有明显的颜色变化，可应用于指示肉类食品的新鲜度，在pH响应型食品智能包装领域具有广阔的应用前景。响应型食品智能包装领域具有广阔的应用前景。响应型食品智能包装领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料和食品包装材料领域，涉及到利用静电纺丝技术制备一种负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜的方法及其应用。

技术介绍

[0002]食品智能包装是一种能够监测包装食品质量或食品周围环境，并将信息及时传递给消费者的材料。肉类食品作为日常饮食中重要的组成成分，是获取蛋白质、氨基酸、微量元素的来源，可以保证人体对大多营养素的需求。但是在日常储运环境下，由于微生物污染、脂质氧化、酶促自溶等原因，新鲜肉类食品容易腐败变质。并且，肉质腐败的过程中，产生氨、三甲胺等挥发性含氮化合物，会造成食物pH值的改变。因此，开发一种可直观反映肉类新鲜度的pH响应型智能包装材料对于保障食品质量与安全和减少食物浪费都具有重要的意义。
[0003]静电纺丝是一种利用高压电场产生的静电力制备纳米纤维的技术，它可以高效且稳定地包埋活性物质，并可通过改变纺丝参数来调控膜微结构实现活性物质控缓释。与传统制备包装材料的方法相比，静电纺丝技术所得纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高等优点，可使响应灵敏性提高，对于增强pH响应型智能包装材料的性能有积极意义。
[0004]pH响应型智能包装以pH指示剂作为功能活性添加成分，主要分为合成色素和天然色素两种类型。但是合成色素的安全性尚未证实，在食品行业中的应用受限，使得天然色素更具应用前景。其中，花青素作为水溶性的天然色素而受到广泛关注。紫薯花青素是由紫薯粉经由乙醇提取而来，是易溶于水的花青素的一种。紫薯花青素在不同pH环境下，结构发生变化，颜色也随之改变，这使得负载紫薯花青素的包装膜具有监测肉类新鲜度的能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要目的在于提供一种负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜的制备方法。
[0006]本专利技术另一目的在于提供一种由上述方法制备的负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜。
[0007]本专利技术再一目的在于提供上述负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜在食品智能包装材料领域的应用。
[0008]本专利技术的目的通过下述方案实现：
[0009]一种负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：将紫薯花青素(PSPA)、乙基纤维素(EC)和明胶(G)溶液混合均匀，制备纺丝溶液，通过静电纺丝装置进行静电纺丝，得到负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜。
[0010]所述紫薯花青素的制备方法为：
[0011]将原料紫薯粉与酸化乙醇溶液混合，在超声辅助的作用下得到浸提液，去除不溶
杂质和乙醇，干燥后得到紫薯花青素。
[0012]优选的，所述紫薯粉与酸化乙醇溶液的固液比为50g:400
‑
600mL。
[0013]优选的，所述酸化乙醇的pH为2
‑
6；
[0014]更优选的，所述的酸化乙醇为无水乙醇与盐酸溶液的混合物，体积比为5:1
‑
7:1，优选为16:3；盐酸浓度为0.5
‑
2mol/L。
[0015]优选的，所述的超声条件为200
‑
300W、30
‑
60℃、15
‑
30min，优选为270W、50℃、30min。
[0016]优选的，所述不溶杂质通过离心去除，离心条件为2000
‑
4000r/min，优选为3000r/min。
[0017]优选的，所述乙醇通过旋蒸去除，旋蒸温度为40
‑
50℃，优选为45℃。
[0018]所述的纺丝溶液的制备方法为：将乙基纤维素和明胶溶于混合溶剂，得到总质量体积分数为20％
‑
30％的乙基纤维素明胶溶液，其中乙基纤维素与明胶的质量比为1:1
‑
1:8；然后加入紫薯花青素混合均匀，所得混合溶液中紫薯花青素的质量分数占乙基纤维素与明胶总质量分数的25％
‑
35％。
[0019]优选的，所述的混合溶剂为乙酸、乙醇与水的混合物，其体积比为5:1:1
‑
2:1:1，优选为3:1:1。
[0020]优选的，所述乙基纤维素与明胶的质量比为1：4。
[0021]优选的，所述静电纺丝的工艺参数为：纺丝温度25～28℃，纺丝电压14
‑
20kV，接收距离12
‑
16cm，进液速率0.2
‑
0.6mL/h。
[0022]一种根据所述方法制备的负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜。
[0023]所述的负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜在制备智能包装材料中的应用。
[0024]本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0025](1)本专利技术适用的基材具有良好生物相容性，所添加的紫薯花青素是天然pH指示剂，绿色安全，且该纳米纤维膜最终能够降解，对环境污染小。
[0026](2)本专利技术的制备工艺简单、条件温和、操作简便，同时，通过聚合物对花青素进行包埋，增加了花青素的稳定性；另外，所制备的纳米纤维膜在不同pH环境下有肉眼可见的明显的颜色变化，具有良好的pH响应性能。
[0027](3)本专利技术制备的纳米纤维膜具有较好的pH响应性、低毒性，所以在食品智能包装材料领域具有广阔的应用前景。
附图说明
[0028]图1为实施例1制备的负载紫薯花青素的电纺纳米纤维膜的扫描电镜图；
[0029]图2为实施例2制备的负载紫薯花青素的电纺纳米纤维膜的扫描电镜图；
[0030]图3为实施例1制备的负载紫薯花青素的电纺纳米纤维膜的水接触角图；
[0031]图4为实施例2制备的负载紫薯花青素的电纺纳米纤维膜的水接触角图；
[0032]图5为实施例1制备的负载紫薯花青素的电纺纳米纤维膜的颜色变化与总色差值图；
[0033]图6为实施例2制备的负载紫薯花青素的电纺纳米纤维膜的颜色变化与总色差值
图；
具体实施方式
[0034]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0035]实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
[0036]实施例1
[0037]一种负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜的制备方法，具体步骤如下：
[0038](1)将3mL乙酸、1mL乙醇和1mL水混合均匀，得到体积比为3:1:1的混合溶剂。
[0039](2)将0.5g乙基纤维素、0.5g明胶、0.3g紫薯花青素溶于4mL混合溶剂，对应的纳米纤维膜命名为ECG1
‑
P30；将0.33g乙基纤维素、0.67g明胶、0.3g紫薯花青素溶于4mL混合溶剂，对应的纳米纤维膜命名为ECG2
‑
P30；分别将0.2g乙基纤维素、0.8g明胶、0.3g紫薯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将紫薯花青素、乙基纤维素和明胶溶液混合均匀，制备纺丝溶液，通过静电纺丝装置进行静电纺丝，得到负载紫薯花青素的pH响应型电纺纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的纺丝溶液的制备方法为：将乙基纤维素和明胶溶于混合溶剂，得到总质量体积分数为20％
‑
30％的乙基纤维素明胶混合溶液，其中乙基纤维素与明胶的质量比为1:1
‑
1:8；然后加入紫薯花青素混合均匀，所得混合溶液中紫薯花青素的质量分数占乙基纤维素与明胶总质量分数的25％
‑
35％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的纺丝溶液的制备方法为：所述乙基纤维素明胶混合溶液中，乙基纤维素与明胶的质量比为1：4；所得混合溶液中紫薯花青素的质量分数占乙基纤维素与明胶总质量分数的30％。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的混合溶剂为乙酸、乙醇与水的混合物，其体积比为5:1:1
‑
2:1:1。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述紫薯花青素的制备方法为：将原料紫薯粉与酸化乙醇溶液混合，在超声辅助的作用下得到浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗敏华，吴佳卉，吴虹，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：