專(zhuān)利名稱(chēng):透氣、自潔、可降解的綠色環(huán)保型保鮮膜及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種保鮮膜,具體地講,是一種透氣、自潔、可降解的綠色環(huán)保型保鮮膜及制備方法。
背景技術(shù):
目前,國(guó)內(nèi)食品用的果蔬保鮮膜,一般材料為聚乙烯(PE)保鮮膜、聚丙烯(PP)保 鮮膜、聚氯乙烯(PVC)保鮮膜,或以這些材料為基體的復(fù)合保鮮膜。這類(lèi)保鮮膜大都透氣性 差、又難以降解,影響保鮮效果和環(huán)保。而且,這類(lèi)膜通常要加入一些增塑劑、無(wú)機(jī)填料、抗 菌劑等進(jìn)行混煉成膜,存在著有些活性材料不能與塑料混煉,以及添加的增塑劑易溶出的 安全性問(wèn)題,特別是有機(jī)抗菌劑在高溫混煉過(guò)程中很容易發(fā)生化學(xué)變化,從而改變其抗菌 性。而抑菌作用、透氣、可降解是目前各國(guó)生產(chǎn)保鮮膜所追求的一個(gè)重要指標(biāo)。故近些年, 透氣的、綠色純天然保鮮膜,以及采用無(wú)機(jī)納米抗菌劑的研究方興未艾。中國(guó)專(zhuān)利CN101176482公開(kāi)了 “一種纖維無(wú)紡布果蔬保鮮膜系列制 品”(2008. 05. 14),其特征在于選擇化纖無(wú)紡布、植物纖維無(wú)紡布等為基礎(chǔ)材料,將配制成 的納米SiO2乳化分散液涂于基料表面,常溫晾干或烘干制成。中國(guó)專(zhuān)利CN101238834公開(kāi)了 “純生物果蔬保鮮膜粉劑及其制備方 法”(2008. 08. 13),由成膜主體材料殼聚糖、大豆分離蛋白和魔芋精粉制備而成,還可以加 入氯化鈣以達(dá)到更好的保鮮效果。中國(guó)專(zhuān)利CN101023808公開(kāi)了“以黑木耳為原料的食用保鮮膜及其制備方 法” (2007. 08. 29),以黑木耳為原料的食用保鮮膜及其制備方法,其組成包括海藻酸鈉,甘 油,黑木耳多糖。中國(guó)專(zhuān)利CNlO 1070396公開(kāi)了 “一種環(huán)保型SEBS保鮮膜及其生產(chǎn)方 法”(2007. 11. 14),組分為SEBS樹(shù)脂、橡膠填充油、聚丙烯、潤(rùn)滑劑、防老化劑,在塑料擠出 吹膜機(jī)中擠出成型出保鮮薄膜。中國(guó)專(zhuān)利CN101595913公開(kāi)了“一種水蜜桃保鮮膜及其制備方法”(2009. 12. 09),
它包括基體膜以及在基體膜(紙或聚丙烯膜)上涂敷的季銨鹽涂層,季銨鹽涂層由聚丙烯 酸鈉或者聚丙烯鉛銨與殼聚糖交聯(lián)形成。上述專(zhuān)利,采用了純天然物質(zhì)或者可降解的SEBS樹(shù)脂,來(lái)達(dá)到綠色環(huán)保的目的, 但制備的保鮮膜缺乏抗菌性和透氣性。中國(guó)專(zhuān)利CN1781978公開(kāi)了“可食性耐水耐高溫復(fù)合凝膠抗菌膜的制備方 法”(2006. 06. 07),以殼聚糖、葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物、β -環(huán)狀糊精、黃原膠和卡拉膠等8 種組分共混制備成膜。中國(guó)專(zhuān)利CN101627780公開(kāi)了“純天然可食性多功能保鮮膜”(2010. 01. 20),以殼 聚糖作為保水劑,以茶多酚和葡萄籽、迷迭香、鼠尾草的天然植物提取物作為抑菌劑、抗氧 化劑,協(xié)同發(fā)揮保鮮作用。中國(guó)專(zhuān)利CN1062911公開(kāi)了“果蔬保鮮膜的制造方法”(1992. 07. 22),提供了一種在聚乙烯中添加沸面和殺菌劑,制成果蔬保鮮膜的方法。中國(guó)專(zhuān)利CN101185461公開(kāi)了“一種可食性果蔬保鮮膜粉劑及其制備方法”(2008. 05. 28),利用海藻酸鈉與魔芋精粉有機(jī)復(fù)合,通過(guò)添加果蔬保脆劑和乙烯抑制 齊U,實(shí)現(xiàn)既成膜又抑菌的效果。中國(guó)專(zhuān)利CN1580104公開(kāi)了 “果蔬保鮮膜及其生產(chǎn)方法和設(shè)備”(2005. 02. 16)它 是在普通的塑料薄膜上涂覆一層保鮮材料,這層保鮮材料包括成膜物質(zhì)、有機(jī)酸、殺菌防腐 劑、粘合劑、活性助劑,使薄膜成為保鮮膜。中國(guó)專(zhuān)利CN1678195公開(kāi)了“一種含有有機(jī)酸的可食用抗菌保鮮 膜”(2005. 10. 05),可食用保鮮膜的優(yōu)選組成為0. 9%甘油、10%大豆蛋白和2. 6%蘋(píng)果酸。 同時(shí)公開(kāi)了可食用抗菌保鮮膜溶液的制備方法。中國(guó)專(zhuān)利CN101313698公開(kāi)了“果蔬納米抗菌保鮮膜”(2008. 12. 03),其特征在 于主要添加60% 80%的聚乙烯,少量乙烯-醋酸乙烯共聚物、納米抗菌母粒、防結(jié)露母 粒、以及2% 5%的可降解母粒,采用吹膜法制作。中國(guó)專(zhuān)利CN1371938公開(kāi)了“填加納米材料保鮮膜及制作方法”(2002. 10. 02),其 組成成份為聚乙烯樹(shù)脂、線性聚乙烯樹(shù)脂、TiO2納米材料母粒等8種組分,按其配料配比, 經(jīng)混合吹塑成的膜。中國(guó)專(zhuān)利CN101497702公開(kāi)了“食品納米保鮮膜”(2009. 08. 05),保鮮膜的組成成 分聚乙烯樹(shù)脂、線性聚乙烯樹(shù)脂、乙烯醋酸乙烯樹(shù)脂、抗氧化劑、抗菌劑、碳酸鈣,按比例混 合均勻后經(jīng)吹塑成膜,再納米氧化鋅粒子均相涂布。上述專(zhuān)利,使用了各種抗菌劑,包括使用了納米抗菌劑材料來(lái)制備保鮮膜,但還是 沒(méi)有解決保鮮膜的透氣差問(wèn)題,有些膜還不是可降解的綠色保鮮膜。中國(guó)專(zhuān)利CN101497712公開(kāi)了 “果蔬微孔保鮮膜”(2009. 08. 05),其組成成份為 低密度聚乙烯樹(shù)脂、乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂、線性聚乙烯樹(shù)脂、超細(xì)碳酸鈣、超細(xì)麥飯石等10 種組分,按配方,熔融共混,吹塑拉伸成膜。中國(guó)專(zhuān)利CN101497713公開(kāi)了“微孔保鮮膜”(2009. 08. 05),其配方PE樹(shù)脂、超細(xì) 碳酸鈣、超細(xì)高嶺土等9種組分,利用添加無(wú)機(jī)顆粒,用牽引機(jī)擠出成微孔膜。中國(guó)專(zhuān)利CN101239504公開(kāi)了“微孔保鮮膜及其制備方法”(2008. 08. 13),其采用 的方法是以微小的硬質(zhì)顆粒作用于聚乙烯保鮮膜表面,利用具有鋒利的棱角在膜表面形成 大量微孔。上述專(zhuān)利,制備了微孔保鮮膜,解決了透氣問(wèn)題,但還沒(méi)有解決保鮮膜的可降解性 和保鮮膜的抗菌性問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述保鮮膜的缺點(diǎn),提供一種透氣、自潔、可 降解的綠色環(huán)保型保鮮膜及制備方法。為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明的技術(shù)方案為一種透氣、自潔、可降解的綠色環(huán)保型 保鮮膜及制備方法,其主要成分為(按重量百分比)殼聚糖=70% 80%、20% 30% β -環(huán)狀糊精、0. 002 0. 005%納米二氧化鈦;該制備方法包括如下步驟(1)將納米二氧 化鈦溶入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3. 0 4. 5% β -環(huán)狀糊精水溶液中,磁力攪拌10 25min,然后放入超聲波清洗儀中震蕩分散2. 5 4. Oh ; (2)將殼聚糖用3. 5 5. 0%的乙酸水溶液溶解,配制 成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4. 5 5%的殼聚糖乙酸水溶液;(3)將分散好納米二氧化鈦的β _環(huán)糊精水 溶液與殼聚糖乙酸水溶液,按1 2. 3 4的質(zhì)量比混合,先用磁力攪拌30 45min,然后 放在超聲波清洗儀中振蕩混合3. 5 5h ; (4)將共混液靜止30 40min,注入模具板中流 延成液膜,在冷凍干燥箱中冷凍干燥2 3h,待混合液膜干燥后,再放入70°C、8(TC烘箱中 烘烤2 3h ; (5)烘考后,取出放置24h,從模具板上取膜,最后分割包裝。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例,納米二氧化鈦與β -環(huán)糊精、β -環(huán)糊精水溶液 與殼聚糖乙酸水溶液在超聲波清洗儀中共混的條件均為超聲波頻率50 60ΚΗζ,水溫度 為< 30°C。
作為上述技術(shù)方案的另一優(yōu)選實(shí)施例,所述冷凍干燥溫度為_(kāi)30 -60°C,真空 度為5. 5 7. OKPa0本發(fā)明以殼聚糖和β-環(huán)糊精為主要原料,輔以添加納米二氧化鈦。殼聚糖具有 抗張強(qiáng)度大、韌性好、具有較強(qiáng)的耐堿性和耐有機(jī)溶劑性,而且,β-環(huán)糊精具有疏水的內(nèi)部 與親水的外部結(jié)構(gòu),易溶于水可與疏水性的殼聚糖分子通過(guò)非共價(jià)鍵的相互作用形成穩(wěn)定 的包合物,具有協(xié)同增效的作用,達(dá)到了相容的效果。同時(shí),環(huán)糊精具有的特殊“空腔” 結(jié)構(gòu),可以很好包裹容納納米二氧化鈦分子,使納米二氧化鈦能夠很好的分散和穩(wěn)定在混 合膜中,從而使本發(fā)明制備的膜的性能得到明顯的提高和改善。本發(fā)明的透氣抗菌自潔可 降解保鮮膜采用納米二氧化鈦抗菌劑,使膜可以達(dá)到長(zhǎng)效抑菌的效果。本發(fā)明利用超聲波技術(shù)的超聲波空化效應(yīng)將殼聚糖、納米二氧化鈦、β -環(huán)糊精三 者共混,采用冷凍干燥技術(shù),制備了一種新型透氣抗菌自潔可降解保鮮膜。通過(guò)冷凍干燥法 成微孔,提高了此膜的透氣性,同時(shí)也提高了該保鮮膜的保鮮能力。制備的膜既具有良好的 阻水性,能延緩食品中水和油及其它成分的遷移和擴(kuò)散;又具有的透氣性和抗?jié)B透能力,能 阻止食品中風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā),可用于新鮮食品保存。該膜也可用于重金屬離子的吸附,或作 為環(huán)境凈化材料使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有下列有益效果(1)發(fā)明制備的保鮮膜是綠色環(huán)保型可降解的生物膜,具有無(wú)毒、可食、環(huán)境友好 等多種優(yōu)點(diǎn);(2)發(fā)明制備的保鮮膜是一種具有透氣功能的保鮮膜,有利于新鮮食品和果蔬的 保存;(3)發(fā)明制備的保鮮膜具有抗菌自我清潔的功能,能夠防止交叉污染,防止污染保 存設(shè)施,有利于新鮮食品和果蔬的混合保存;(4)采用無(wú)機(jī)納米抗菌劑,不分解不揮發(fā),安全性強(qiáng),抗菌效果好、周期長(zhǎng);(5)本發(fā)明的保鮮膜組分少、原料廉價(jià)易得、制備工藝簡(jiǎn)單,大大降低了膜的制作 成本和提高了膜的組分相容性。用該方法制備的保鮮膜機(jī)械強(qiáng)度高。綜上,本發(fā)明制備的保鮮膜具有良好的綠色環(huán)保性能、透氣性能、抗菌性能、保濕 防潮性能以及良好的力學(xué)性能。
圖1.是本發(fā)明制備的保鮮膜的表面形態(tài)生物相差顯微鏡照片,放大200倍;
圖2.是采用本發(fā)明制備的保鮮膜的抗菌性實(shí)驗(yàn)照片;a_受檢膜材,b-陰性對(duì)照,C-慶大霉素;圖3.是采用本發(fā)明制備的保鮮膜的透光率測(cè)試數(shù)據(jù)曲線圖;圖4.是采用本發(fā)明制備的保鮮膜的紅外光譜(FT-IR)圖譜;圖5.是采用本發(fā)明制備的保鮮膜的X-射線衍射(X-RD)圖譜;
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將3. OOg β-環(huán)糊精加入到水中,溶解后用水定溶到IOOmL得質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% β-環(huán) 狀糊精水溶液;將0. 020g納米二氧化鈦加入β -環(huán)狀糊精水溶液中混合,磁力攪拌25min, 然后放入超聲波清洗儀中,超聲波頻率50KHz,水溫22°C,震蕩分散4h,直至出現(xiàn)丁達(dá)爾現(xiàn) 象;將5. Og殼聚糖溶于4. 5%的乙酸溶液中配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的溶液。將分散好納米 二氧化鈦的β-環(huán)糊精水溶液與殼聚糖乙酸水溶液,按1 4的質(zhì)量比混合,先用磁力攪拌 45min,然后放在超聲波清洗儀中振蕩混合3. 5h ;將共混液靜止40min,注入模具板中流延 成液膜,在冷凍干燥箱中,溫度-30°C,真空度5. 5KPa,冷凍干燥3h,待混合液膜干燥后,再 放入在70°C烘箱中烘烤3h ;取出放置24h,從模具板上取膜,最后分割包裝。實(shí)施例2將4.50g β-環(huán)糊精加入到水中,溶解后用水定溶到IOOmL得質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.5% β-環(huán)狀糊精水溶液;將0. OlOg納米二氧化鈦加入β-環(huán)狀糊精水溶液中混合,磁力攪拌 IOmin,然后放入超聲波清洗儀中,超聲波頻率60ΚΗζ,水溫25V,震蕩分散2. 5h,直至出現(xiàn) 丁達(dá)爾現(xiàn)象;將3. 5g殼聚糖溶于3. 5%的乙酸溶液中配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 5%的溶液。將 分散好納米二氧化鈦的β-環(huán)糊精水溶液與殼聚糖乙酸水溶液,按1 3的質(zhì)量比混合,先 用磁力攪拌30min,然后放在超聲波清洗儀中振蕩混合5h ;將共混液靜止30min,注入模具 板中流延成液膜,在冷凍干燥箱中,溫度-60°C,真空度7. OKPa,冷凍干燥2h,待混合液膜干 燥后,再放入在80°C烘箱中烘烤2h ;取出放置24h,從模具板上取膜,最后分割包裝。上述實(shí)施例制備的保鮮膜產(chǎn)品,其檢驗(yàn)結(jié)果參見(jiàn)圖1,可觀察到保鮮膜的表面上散 布有微孔,表明了新型保鮮膜具有透氣性;參見(jiàn)圖2,證明了新型保鮮膜具有抗菌性;參見(jiàn) 圖3,說(shuō)明了新型保鮮膜具有良好的透光性;參見(jiàn)圖4、圖5,解釋了新型保鮮膜具有良好的 組分相容性和良好的力學(xué)性能。
權(quán)利要求
一種透氣、自潔、可降解的綠色環(huán)保型保鮮膜及制備方法,其特征在于保鮮膜的主要成分為(按質(zhì)量百分比)殼聚糖=70%~80%、20%~30%β-環(huán)狀糊精、0.002~0.005%納米二氧化鈦,該制備方法包括如下步驟(1)將納米二氧化鈦質(zhì)溶入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0~4.5%β-環(huán)狀糊精水溶液中,磁力攪拌10~25min,然后放入超聲波清洗儀中震蕩分散2.5~4.0h;(2)將殼聚糖用3.5~5.0%的乙酸水溶液溶解,配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5~5%的殼聚糖乙酸水溶液;(3)將分散好納米二氧化鈦的β-環(huán)糊精水溶液與殼聚糖乙酸水溶液,按照1∶2.3~4的質(zhì)量比混合,先用磁力攪拌30~45min,然后放在超聲波清洗儀中振蕩混合3.5~5h;(4)將共混液靜止30~40min,注入模具板中流延成液膜,在冷凍干燥箱中冷凍干燥2~3h,待混合液膜干燥后,再放入70℃、80℃烘箱中烘烤2~3h;(5)烘考后,取出放置24h,從模具板上取膜,最后分割包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透氣、自潔、可降解的綠色環(huán)保型保鮮膜及制備方法,其特征 在于納米二氧化鈦與β _環(huán)糊精、β _環(huán)糊精水溶液與殼聚糖乙酸水溶液在超聲波清洗儀 中共混的條件均為超聲波頻率50 60ΚΗζ,水溫度為< 30°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透氣、自潔、可降解的綠色環(huán)保型保鮮膜及制備方法,其特征 在于冷凍干燥溫度為_(kāi)30 _60°C,真空度為5. 5 7. OKPa0
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種透氣、自潔、可降解的綠色環(huán)保型保鮮膜及制備方法,以殼聚糖、納米二氧化鈦、β-環(huán)狀糊精為原料,采用超聲波共混復(fù)合工藝和冷凍干燥成孔技術(shù),研制了一種光潔透明、厚薄均勻、完全滿足保鮮膜物理性能要求的新型可降解的保鮮膜。方法主要過(guò)程有納米二氧化鈦的分散、混合膜液比例配制、超聲波共混、冷凍干燥、烘制等;與同類(lèi)產(chǎn)品相比較,本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單易行,制備成本低廉;本發(fā)明的保鮮膜兼具可降解、透氣、抗菌自潔等功能,是替代現(xiàn)有塑料保鮮膜的新一代綠色環(huán)保型保鮮膜,可用于保存鮮活食品,在食品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)B29C39/14GK101817939SQ20101010604
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者徐紫宸 申請(qǐng)人:徐紫宸