【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于食品包装材料领域，具体涉及一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，可用于果蔬包装等相关领域。
技术介绍
1、水果等农产品在收获、运输和销售过程中特别容易变质，从而导致严重的资源和经济损失以及环境污染风险。塑料能为食品提供屏障，延缓因物理、化学和生物因素的干扰而导致的腐败，因此被广泛使用。然而，常用塑料一般来自石油及其衍生物，难以降解，对生态环境造成严重破坏。因此，开发可生物降解材料替代石化塑料势在必行。
2、近年来，基于可生物降解果胶的食品包装薄膜越来越受到人们的关注。然而，其机械性能和疏水性较差，且缺乏抗菌性能，这些都限制了其发展和应用。为解决上述问题，较为常见的方法是果胶与其他聚合物混合，包括增塑剂、填充材料和生物活性物质等。此外，在果胶基薄膜中添加植物精油和多酚等活性物质，可以有效提高薄膜的生物活性，但它们在使用过程中，受到稳定性、兼容性和挥发性等因素的限制。此外，亲水性果胶基薄膜通常与疏水性植物精油不相容，在成膜过程中容易形成分布不均的微结构，导致薄膜相分离和机械性能下降。因此，在改进果胶基薄膜，使其具有更高的机械性能、疏水性和生物活性的同时，如何平衡这三者之间的关系引起了人们的关注。
3、在多糖基质成膜过程中，可通过植物精油作为连续相嵌入o/w皮克林乳液，改善植物精油的均匀分散性和稳定性。一般情况下，制备的皮克林乳液需要使用对人体有潜在危害的表面活性剂作为稳定剂。因此，亟需寻找一种可用作分散相，且绿色、无害的纳米粒子稳定皮克林乳液。
技术实现思路>
1、为解决上述问题，本专利技术提出了一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，该制备方法简单，易于操作，该方法制备的膜，抗菌保鲜效果明显、机械物理性能优异、绿色环保、且可生物降解的，而且无需添加对于人体有潜在危害的稳定剂等。
2、一种果胶基抗菌保鲜涂膜方法包括如下步骤：
3、1)将干燥的纤维素浸入高碘酸钠溶液中混合均匀；
4、2)用碱性水溶液将步骤1)中的混合液的ph值调至10，在避光环境下进行反应，待反应完毕后，通过离心收集固体部分；
5、3)将步骤2)的固体部分分散到去离子水中，透析纯化，超声分散得羧基纤维素纳米晶悬浮液；
6、4)将步骤3)制备的羧基纤维素纳米晶悬浮液与食用油和植物精油混合物混合，通过高速匀浆，得到皮克林乳液；
7、5)将步骤4)获得的皮克林乳液与多糖溶液混合，高速匀浆后并进行脱气得到成膜液；
8、6)将步骤5)中获得的成膜液平铺至玻璃板，烘干或自然晾干后揭膜，即得复合膜。
9、优选地，步骤1)中，碱性水溶液为氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液，浓度为0.7-1.5mol/l；高碘酸钠溶液质量分数范围为4-10％的高碘酸钠水溶液，纤维素与高碘酸钠溶液的质量比为1:150-1:200。
10、优选地，步骤2)中，反应条件为：温度为40-45℃，时间48h-72h，搅拌速率为150-500rpm，温度过高会促使高碘酸分解，温度较低会促使反应效率降低。时间过短或过长都会致使纳米纤维素分离效率降低。
11、优选地，步骤3)中，固体部分与去离子水的质量比为1:8-1:11；透析条件为：8000da透析袋；超声分散条件为：超声功率为300-450w，超声时间为5-10min，超声时间为5-10min。超声功率和时间过大会致使纳米纤维素结晶度降低，超声功率和时间过小会对纳米纤维素尺寸大小造成影响，透析袋将杂质滤出，防止影响后续的成膜。
12、优选地，步骤4)中，食用油为葵花籽油、大豆油、玉米油、小麦胚芽油中的一种，植物精油为牛至精油或柑橘精油。
13、优选地，步骤4)中，食用油与植物精油的体积比为1:9-3:7。食用油相较于植物精油的添加量很少，添加微量的食用油目的是使植物精油充分溶解，使形成的皮克林乳液更稳定
14、优选地，步骤4)中，食用油和植物精油的混合物与羧基纤维素纳米晶悬浮液的体积比为2:8-3:7。
15、优选地，步骤4)与步骤5)中，高速匀浆的条件：11000-16000rpm,2-5min。
16、优选地，步骤5)中，多糖溶液为果胶水溶液，其质量体积百分数为1.5-2.0％。本专利技术中也可以选择利用淀粉水溶液、海藻酸钠水溶液、琼脂水溶液替代果胶水溶液。
17、优选地，步骤5)中，皮克林乳液的添加量为果胶水溶液质量的1-10％。
18、优选地，步骤6)中，所述的烘干条件为：40-60℃下干燥至可顺利揭下0.3-0.5cm膜，温度过高会导致膜容易破裂。
19、本专利技术，步骤2)中，反应条件ph调至10，在ph 10下能够形成h2i2o104-，具有更低的氧化电位，能够促进从纤维素中选择性分离羧基纳米纤维素；ph过高或温度过低都会致使纳米纤维素解离效率的降低。在碱性条件下使得非晶体区的纤维素得以被选择性的氧化，并且可以利用臭氧还可以实现了高碘酸钠的循环使用，是一种低能耗的制备纳米纤维素的方法。羧基纤维素纳米晶体(ccncs)是一种经过碱性高碘酸选择性氧化改性的绿色、安全、刚性的固体颗粒稳定剂，具有作为pickering乳液分散相的潜力。由于带有大量负电荷，ccncs可在水中表现出良好的分散性和稳定性，而无需额外添加金属盐来调节静电排斥效应。因此，当ccncs用作分散相时，这种稳定分散的悬浮液可制备出性能稳定的皮克林乳液。
20、本专利技术采用绿色、简单的高碘酸钠氧化法制备羧基纳米纤维素，由于羧基纳米纤维素带有大量负电荷，在水中表现出良好的分散性和稳定性，这种稳定分散的悬浮液可制备出性能稳定的皮克林乳液；本专利技术利用羧基纳米纤维素稳定牛至精油皮克林乳液，并将这种皮克林乳液负载到果胶膜上，提升了膜的机械性能，疏水性能，抗紫外线性能和抗菌性能，并且克服了精油不稳定、易挥发等问题。所制的膜可作为一种食品保鲜包装材料，能够替代石油基塑料。
21、本专利技术具有以下的有益效果：
22、(1)使用高碘酸氧化纳米纤维素，制备方法简单、绿色，避免了环境污染；
23、(2)所得膜具有高的机械性能，低的水蒸汽透过率，且可降解；
24、(3)所得膜具有抗紫外线、抗氧化和抗菌性能(抑制细菌生长)，在用于包装水果时，能够显著延长保质期并保持水果的品质。
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1.一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，所述方法如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中，碱性水溶液为氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液，浓度为0.7-1.5mol/L；高碘酸钠溶液质量分数范围为4-10％的高碘酸钠水溶液，纤维素与高碘酸钠溶液的质量比为1:150-1:200。
3.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，反应条件为：温度为40-45℃，时间48-72h，搅拌速率为150-500rpm。
4.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，固体部分与去离子水的质量比为1:8-1:11；透析条件为：8000Da透析袋；超声分散条件为：超声功率为300-450W，超声时间为5-10min。
5.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤4)中，食用油为葵花籽油、大豆油、玉米油、小麦胚芽油中的一种，植物精油为牛至精油或柑橘精油。
6.根据权利要求1所述的一种果
7.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤4)中，食用油和植物精油的混合物与羧基纤维素纳米晶悬浮液的体积比为2:8-3:7。
8.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤5)中，多糖溶液为果胶水溶液，其质量体积百分数为1.5-2.0％。
9.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤5)中，皮克林乳液的添加量为果胶水溶液质量的1-10％；步骤4)与步骤5)中，高速匀浆的条件为：11000-16000rpm,2-5min。
10.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法方法，其特征在于，步骤6)中，所述的烘干条件为：40-60℃下干燥至可顺利揭下0.3-0.5cm膜。
...【技术特征摘要】
1.一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，所述方法如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中，碱性水溶液为氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液，浓度为0.7-1.5mol/l；高碘酸钠溶液质量分数范围为4-10％的高碘酸钠水溶液，纤维素与高碘酸钠溶液的质量比为1:150-1:200。
3.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，反应条件为：温度为40-45℃，时间48-72h，搅拌速率为150-500rpm。
4.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，固体部分与去离子水的质量比为1:8-1:11；透析条件为：8000da透析袋；超声分散条件为：超声功率为300-450w，超声时间为5-10min。
5.根据权利要求1所述的一种果胶基抗菌保鲜涂膜的制备方法，其特征在于，步骤4)中，食用油为葵花籽油、大豆油、玉米油、小麦胚...
【专利技术属性】
技术研发人员：李厚深，杨文静，艾仕云，李怡靖，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：
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