【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米纤维材料领域，尤其涉及醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜及其制备方法与应用。
技术介绍
1、如今，使用最广泛的阻隔性能包装膜材料主要来源于化石燃料资源的合成塑料。虽然这些塑料成本低、可加工性和机械性能良好、阻隔性能较强，但是它们的不可降解和广泛使用，造成了严重的环境污染和化石燃料资源日益枯竭等问题。因此，阻隔性包装膜的未来发展趋势是开发可再生、可降解、天然的生物聚合物材料，作为合成塑料的替代品。
2、静电纺丝作为一种非热物理加工手段，以操作简便、条件温和、制备高效等特征在微/纳米材料的开发及应用方面受到研究者的青睐。特别地,随着静电纺丝技术的发展，以纳米纤维膜为基础开发食品包装膜材取得了较多新的研究进展。
3、目前，对于静电纺丝复合纳米纤维膜的研究较为广泛，生物质作为基质或者增强填料与其他聚合物复合成膜，可以显著改善复合膜的性能，阻隔性能、可降解性能、生物相容性等。但单层膜性能单一，而多层膜可以结合不同膜的性能，实现多功能性。本专利技术研究的多层纳米纤维膜结合了玉米醇溶蛋白纤维膜的水蒸气阻隔性，以及明胶与玉米醇溶蛋白复合膜的油脂阻隔性能和良好的机械性能，同时又具有良好的耐热性能，材料绿色环保，具有可食性和可生物降解性，在可食性食品包装方面具有广阔的应用前景。
4、玉米醇溶蛋白（zein，本专利技术中简写为z）是玉米加工的副产物之一，占据了玉米颗粒蛋白质含量的一半左右。玉米醇溶蛋白以大量的疏水氨基酸残基而闻名，如谷氨酸（21-26%），亮氨酸（20 %），脯氨酸（10%）和丙氨
5、明胶（gelatin，本专利技术中简写为g）是一种生物聚合物，来源于胶原蛋白的部分水解。它是动物中发现的最丰富的蛋白质。它不溶于乙醇、乙醚和氯仿，溶于热水、甘油等。相对密度为1.3～1.4。明胶具有良好的力学性能、生物降解性和生物相容性，已被广泛用作替代合成塑料的食品包装材料，已被广泛应用于柔性电子、医药等工业领域。静电纺丝制备的明胶纤维具有比表面积大、长径比高、孔隙率和机械强度可调、传感、抗菌、自愈和与其他物质复合纺丝后等性能，大大拓展了其应用前景。
6、玉米醇溶蛋白纤维薄膜具有良好的疏水性，而明胶是亲水疏油的蛋白，所以醇溶蛋白与明胶混合的薄膜具有良好的油脂阻隔性，具有阻水性和阻油脂性的薄膜在食品包装领域应用广泛，具有良好前景。
7、丙三醇，又名甘油，是一种有机化合物，无色无臭透明黏稠液体。甘油作为生物柴油燃料生产的副产品，是一种绿色溶剂。甘油具有良好的粘稠性、防腐性、吸湿性，因其具有低成本、可生物降解、无毒、可从天然和可再生资源获得以及可观的提取效率等有吸引力的特性，在最近的研究中受到越来越多的关注。
8、本专利技术是先通过单轴静电纺丝技术分别制备了加入丙三醇为增塑剂的玉米醇溶蛋白基纳米纤维膜和明胶与玉米醇溶蛋白混合的纳米纤维膜，然后通过层层自组装静电纺丝技术制备以醇溶蛋白为第一层和第三层、明胶与醇溶蛋白混合为内层的三层膜，并对制得的多个纳米纤维膜的微观结构、形貌、机械性能、热性能和功能特性进行了表征和对比分析，探讨了醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜对于水蒸气阻隔性能、油脂阻隔性能等的影响，为多层纳米纤维膜在活性食品包装领域的应用提供可行方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜及其制备方法与应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提出的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，将添加丙三醇的玉米醇溶蛋白溶液作为多层膜的第一层和第三层膜，将明胶和玉米醇溶蛋白混合溶液作为多层膜的第二层，通过层层自组装静电纺丝得到醇溶蛋白基三层纳米纤维膜。
4、优选地，上述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、以80%的乙醇水溶液为溶剂，制备加入0.3g丙三醇作为增塑剂的22.5wt%的玉米醇溶蛋白溶液，搅拌使溶液混合均匀，作为三层膜的第一层膜和第三层膜；
6、s2、制备基于zein和明胶在80%（v / v）乙酸水溶液中的混合物，总生物聚合物含量与溶剂的比例为3:7（w / w），zein与明胶的比例为1:1（w / w），室温下搅拌两个小时后放置过夜，作为三层膜的中间夹层；
7、s3、通过层层自组装静电纺丝制备三层膜，得到醇溶蛋白基三层纳米纤维膜，记为22.5%z+1:1zg。
8、优选地，上述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
9、s1、以80%的乙醇水溶液为溶剂，制备加入0.3g丙三醇作为增塑剂的22.5wt%的玉米醇溶蛋白溶液，搅拌使溶液混合均匀，作为三层膜的第一层膜和第三层膜；
10、s2、制备基于zein和明胶在80%（v / v）乙酸水溶液中的混合物，总生物聚合物含量与溶剂的比例为3:7（w / w），zein与明胶的比例为1:2（w / w），室温下搅拌两个小时后放置过夜，作为三层膜的中间夹层；
11、s3、通过层层自组装静电纺丝制备三层膜，得到醇溶蛋白基三层纳米纤维膜，记为22.5%z+1:2zg。
12、优选地，上述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
13、s1、以80%的乙醇水溶液为溶剂，制备加入0.3g丙三醇作为增塑剂的25wt%的玉米醇溶蛋白溶液，搅拌使溶液混合均匀，作为三层膜的第一层膜和第三层膜；
14、s2、制备基于zein和明胶在80%（v / v）乙酸水溶液中的混合物，总生物聚合物含量与溶剂的比例为3:7（w / w），zein与明胶的比例为1:1（w / w），室温下搅拌两个小时后放置过夜，作为三层膜的中间夹层；
15、s3、通过层层自组装静电纺丝制备三层膜，得到醇溶蛋白基三层纳米纤维膜，记为25%z+1:1zg。
16、优选地，上述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
17、s1、以80%的乙醇水溶液为溶剂，制备加入0.3g丙三醇作为增塑剂的25wt%的玉米醇溶蛋白溶液，搅拌使溶液混合均匀，作为三层膜的第一层膜和第三层膜；
18、s2、制备基于zein和明胶在80%（v / v）乙酸水溶液中的混合物，总生物聚合物含量与溶剂的比例为3:7（w / w），zein与明胶的比例为1:2（w / w），室温下搅拌两个小时后放置过夜，作为三层膜的中间夹本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，将添加丙三醇的玉米醇溶蛋白溶液作为多层膜的第一层和第三层膜，将明胶和玉米醇溶蛋白混合溶液作为多层膜的第二层，通过层层自组装静电纺丝制备三层膜，得到醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜。
2.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，静电纺丝的参数设置为：第一层膜和第三层膜流速2 mL/h，第二层膜流速2 mL/h，纺丝时间共3 h，电压18 kv，转速1500 r/min，接收距离13 cm，环境温度为25±2℃，湿度为50±5%。
7.醇溶蛋白基选择透过性
8.根据权利要求7所述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜在包装材料方面的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述包装材料为可食性食品包装材料。
...【技术特征摘要】
1.醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，将添加丙三醇的玉米醇溶蛋白溶液作为多层膜的第一层和第三层膜，将明胶和玉米醇溶蛋白混合溶液作为多层膜的第二层，通过层层自组装静电纺丝制备三层膜，得到醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜。
2.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基选择透过性多层纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的醇溶蛋白基纳米纤维膜的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，卢香凝，姜晶，刘景圣，钱圣，兰天彤，吴鑫慧，王梓明，马溪远，刘哲奇，付大平，赵城彬，吴玉柱，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：
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