负载银纳米粒子的羧甲基纤维素基水果保鲜膜的制备技术制造技术

本发明专利技术公开了负载银纳米粒子的羧甲基纤维素基水果保鲜膜的制备技术，涉及食品活性包装材料制备技术领域。合成二甲基咪唑钴(ZIF

【技术实现步骤摘要】
负载银纳米粒子的羧甲基纤维素基水果保鲜膜的制备技术


[0001]本专利技术涉及食品活性包装材料制备
，特指一种以羧甲基纤维素(CMC)为基质，添加负载银纳米粒子的二甲基咪唑钴(Ag@ZIF
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67)，采用流延法制备Ag@ZIF
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67&CMC抗菌水果保鲜膜包装材料。

技术介绍

[0002]生鲜水果作为区域性和季节性很强的农产品，存在易腐、难贮存等问题。据不完全统计，由于采后受损、微生物污染、不合理的贮藏保鲜和包装技术，我国生鲜水果流通腐损率高达15～25％，每年损失1000多亿元。作为生命实体，采后水果仍伴随着复杂的生命活动，并且因其营养丰富，在加工、运输、销售过程中很容易受到微生物及其毒素的污染，从而导致食品质量恶化，降低其适销性的同时也大幅提高了食品安全风险。因此，改进水果保鲜技术，延长采后水果的保质期，是水果生产领域迫切需要解决的关键和热点问题，而抗菌保鲜膜是其中一种有效的解决方案。
[0003]抗菌保鲜膜中抗菌剂的加入使其能够抑制水果中微生物的生长和繁殖，从而减少水果的腐败和浪费，延长保质期。随着纳米技术的发展，无机抗菌纳米材料因其在极低浓度下的抗菌作用优势而引起了人们极大的兴趣。其中，银基抗菌剂因其抗菌活性高、抗菌谱广、无细菌耐药性而得到广泛研究。影响银基抗菌剂抑菌活性的关键因素是银颗粒的大小和分散性。虽然纳米银的抗菌性能比微银强，但它受布朗运动和范德华力的影响，容易自发聚集成大颗粒，导致其化学、物理和抗菌性能劣化。因此，需要引入合适的支持矩阵对银纳米粒子(Ag NPs)进行固定化处理以提高它们在基体中的分散性。
[0004]近年来，通过调节金属节点、有机配体和反应条件，制备出了多种不同拓扑结构、比表面积和孔径的金属有机框架(MOFs)，使它们在药物输送、抗菌分子封装等方面具有潜在应用。以MOFs为模板固定Ag NPs，通常引入Ag
+
添加剂浸渍宿主基质，然后在其空腔内原位合成Ag NPs。一方面，MOFs的多孔碳框架为避免Ag NPs团聚提供了内在条件，同时限制了Ag NPs的尺寸。另一方面，MOFs的高孔隙率和大比表面积有利于包封大量的Ag NPs以获得增强的抗菌性能。沸石咪唑酯骨架(ZIFs)是MOFs的一个重要亚族。与其它易水解的MOFs相比，基于钴(Co
2+
)的ZIF
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67(由Co
2+
和咪唑酯连接体形成)具有超常的稳定性、良好的开放通道和在水环境中缓慢水解的特性，被认为是抗菌分子封装的理想候选材料。
[0005]因此，本专利技术以ZIF
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67为载体，负载Ag NPs制备了高度规则的Ag@ZIF
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67复合纳米颗粒，并以羧甲基纤维素(CMC)为基质研制了一种新型抗菌水果保鲜膜Ag@ZIF
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67&CMC。同时，进一步研究了Ag@ZIF
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67对CMC复合膜力学性能、阻隔性能、结构性能和理化性能的影响。最后，以桃子为研究对象来追踪Ag@ZIF
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67&CMC复合膜在保存果实新鲜度方面的有效性。因此，本专利技术的主要目的是提供一种有效的抗菌保鲜材料的合成策略，以避免采后水果的浪费。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术旨在提供一种制备Ag@ZIF
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67&CMC抗菌水果保鲜膜的方法，并研究Ag@ZIF
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67的抑菌活性以及Ag@ZIF
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67对CMC复合膜力学性能、阻隔性能、结构性能、理化性能和保鲜效果的影响。
[0007]本专利技术所述的Ag@ZIF
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67&CMC抗菌水果保鲜膜的制备方法，按照下述步骤进行：
[0008](1)Ag@ZIF
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67的合成
[0009]步骤(a)ZIF
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67的合成
[0010]将六水合硝酸钴(Co(NO3)2·
6H2O)和的二甲基咪唑(C4H6N2)按照1：10的摩尔比分别溶解于甲醇溶液中。然后将上述溶液混合，快速搅拌15min。静置6h后，离心收集沉淀，用甲醇洗涤3次。最后，在50℃的条件下真空干燥5h，得到蓝紫色产物即为二甲基咪唑钴(ZIF
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67)。
[0011]步骤(b)Ag@ZIF
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67的合成
[0012]将合成的ZIF
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67分散在己烷溶液中，并超声处理20min。在持续剧烈搅拌下，在上述溶液中逐滴加入硝酸银水溶液并搅拌3h。停止搅拌后，收集烧杯底部的沉淀，在50℃的条件下真空干燥5h，得到产物Ag
+
@ZIF
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67。然后，将制备的干态Ag
+
@ZIF
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67分散在甲醇中，逐滴加入新鲜制备的硼氢化钠溶液，并快速搅拌30min。最后，离心收集深紫色产物，用甲醇洗涤3次，在50℃的条件下真空干燥5h，即可得到负载银纳米粒子的二甲基咪唑钴(Ag@ZIF
‑
67)。
[0013](2)将羧甲基纤维素(CMC)加入到去离子水中，加热搅拌至完全溶解，配置成浓度为2g/100mL的多糖溶液。
[0014](3)向步骤(2)中的多糖溶液中加入一定量的增塑剂，搅拌均匀后得到CMC成膜溶液。
[0015](4)向步骤(3)中的成膜溶液中加入一定量的Ag@ZIF
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67，超声处理30min后得到均匀的Ag@ZIF
‑
67&CMC成膜溶液。
[0016](5)取步骤(4)中的成膜溶液，采用流延法成膜，经50℃鼓风干燥6h；待膜成型后取出，冷却至室温即可得到Ag@ZIF
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67&CMC抗菌水果保鲜膜。
[0017]所述步骤(1)中超声波功率为240W，超声波频率为40
±
2kHz。
[0018]所述步骤(3)中的增塑剂为甘油，其添加量以占CMC质量比计为30％。
[0019]所述步骤(4)中Ag@ZIF
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67的添加量以占CMC质量比计为10％。
[0020]所述步骤(4)中超声波功率为240W，超声波频率为40
±
2kHz。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022](1)本专利技术所制备的Ag@ZIF
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67是一种广谱抗菌材料，可以促进其在食品工业中的应用。
[0023](2)Ag@ZIF
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67的掺入使得CMC复合膜的抗拉伸强度提高了31.03％，水蒸气透过率、氧气透过率和二氧化碳透过率分别降低了11.36％、12.46％和25.20％。
[0024](3)桃子保鲜实验证实了Ag@ZIF
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.负载银纳米粒子的ZIF
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67水果保鲜膜的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：(1)将六水合硝酸钴(Co(NO3)2·
6H2O)和的二甲基咪唑(C4H6N2)按照1：10的摩尔比分别溶解于甲醇溶液中；然后将上述溶液混合，快速搅拌15min；静置6h后，离心收集沉淀，用甲醇洗涤3次；最后，在50℃的条件下真空干燥5h，得到蓝紫色产物即为二甲基咪唑钴(ZIF
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67)；(2)将合成的ZIF
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67分散在己烷溶液中，并超声处理20min；在持续剧烈搅拌下，在上述溶液中逐滴加入硝酸银水溶液并搅拌3h；停止搅拌后，收集烧杯底部的沉淀，在50℃的条件下真空干燥5h，得到产物Ag
+
@ZIF
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67；然后，将制备的干态Ag
+
@ZIF
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67分散在甲醇中，逐滴加入新鲜制备的硼氢化钠溶液，并快速搅拌30min；最后，离心收集深紫色产物，用甲醇洗涤3次，在50℃的条件下真空干燥5h，即可得到负载银纳米粒子的二甲基咪唑钴(Ag@ZIF
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67)；(3)将羧甲基纤维素(CMC)加入到去离子水中，加热搅拌至完全溶解，配置成浓度为2g/100mL的多糖溶液；(4)向步骤(3)中的多糖溶液中加入一定量的增塑剂，搅拌均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：任晓锋，亢利鑫，梁秋芳，刘宇轩，周成伟，刘琴，马海乐，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：