一種抗菌納米復(fù)合可食性膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于可食性包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌納米復(fù)合可食性膜及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 食品抗菌包裝技術(shù)是活性包裝技術(shù)中應(yīng)用較多的一種，它可以有效地抑制食品表 面的微生物，延長食品貨架期，保證食品品質(zhì)?？咕b體系一般由包裝材料、抗菌劑和食 品3個部分組成?？咕鷦┛赏ㄟ^以下幾種形式實現(xiàn)抗菌作用：涂在包裝材料上；合成于包裝 材料內(nèi)；固定在包裝材料表面；被改良成包裝材料。在包裝材料中添加抗菌劑比直接浸泡 和噴灑抗菌劑更有優(yōu)勢，其可以大量減少抗菌劑的用量，同時避免由于食品化學(xué)組分影響 而降低抗菌劑的抗菌活性。隨著人們安全意識的不斷提高，人們更傾向于消費綠色、環(huán)保和 可生物降解的抗菌包裝材料。
[0003] 海藻酸鈉是存在于褐藻類海洋生物中的線性陰離子天然多糖，由0 -D-甘露糖醛 酸和a-L-古羅糖醛酸兩種組分構(gòu)成。二價陽離子可以在離子交換作用下將海藻酸鈉中的 Na+置換出來，形成既有強度又有彈性的海藻酸鈣凝膠。海藻酸鈉常被用作可食性涂膜或薄 膜的基質(zhì)。
[0004] 牟春婭等（食品與發(fā)酵工業(yè)，2009年01期）研究了可食性海藻酸鈉膜的制備工藝 條件，其以海藻酸鈉為成膜主料，殼聚糖為增強劑，甘油為增塑劑，十二烷基硫酸鈉為助塑 劑制備了可食性膜；該可食性膜中，殼聚糖與海藻酸鈉相溶性好，可以對海藻酸鈉膜起到一 定的增強作用，但該可食性膜阻隔性能（以水蒸氣透過系數(shù)衡量）有待進一步提高，且作為 除菌應(yīng)用時，殼聚糖的使用量需進一步提高而其本身的價格又偏貴，影響了其推廣應(yīng)用。
[0005] 鄧靖等（食品工業(yè)科技，2009年第6期）研制了一種丁香油-海藻酸鈉可食性抗 菌膜，結(jié)果表明采用CaCl2溶液對海藻酸鈉進行交聯(lián)可改善膜的力學(xué)性能；在海藻酸鈉中添 加丁香油可以制備抗菌海藻酸鈉膜，對金黃色葡萄球菌、黑曲霉具有一定的抑菌性。但作為 抗菌食用膜時，作者采用海藻酸鈉直接與丁香油混合成膜，并沒有加入CaCl2的交聯(lián)作用， 抗菌食用膜的機械性能和阻隔性能難以得到保證，應(yīng)用范圍受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種抗菌納米復(fù)合可食性膜，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中，可食性 膜的機械性能、阻隔性能和抗菌性能難以兼顧的技術(shù)問題。
[0007] 本發(fā)明的第二個目的是提供上述抗菌納米復(fù)合可食性膜的制備方法。
[0008] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種抗菌納米復(fù)合可食性膜，包 括以下質(zhì)量份的組分：海藻酸鈉10~15份，納米蒙脫石0. 2~0. 6份，丁香精油15~21 份。
[0009] 蒙脫石是目前應(yīng)用最多的粘土礦物之一，它屬于單斜晶系的含水層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽 礦物。蒙脫石對環(huán)境友好，儲量大且價格較低，是應(yīng)用最為廣泛的層狀硅酸鹽。納米蒙脫石 具有吸附陽離子的特性，對消化道內(nèi)的霉菌毒素、病毒、病菌及其產(chǎn)生的毒素有固定、吸附 作用，能保護和修復(fù)腸道粘膜。納米蒙脫石中還含有豐富的銅、鋅、鈷、硒等微量元素，可以 彌補微量元素的不足，對動物的生長有促進作用。納米蒙脫石粒子具有獨特的微觀結(jié)構(gòu)，尺 寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在與海藻酸鈉復(fù)合后，均勻分布于基體材料中，作為輔助增強材料增 加海藻酸鈉材料的機械性能和阻隔性能。
[0010] 丁香精油，也稱丁香油，是從丁香樹的花蕾、葉子等提取的芳香精油，為我國 GB2760-86規(guī)定允許使用的食用香料。丁香油主成份為丁香酚（eugenol)、丁香烯 (0 -caryophyllene)、乙酰丁香酸（acetyleugenol)，以及甲基正戊基酮、水楊酸甲酯等，具 有良好的抑菌抗氧化效果，除此之外還具有抗氧化、抗癌、抗輻射、降血脂、降血糖、降血壓 等保健作用。但由于其具有較強烈的風(fēng)味，在有效抗菌劑量下使用通常會影響食品的風(fēng)味， 限制了其作為食品防腐劑的使用。將丁香精油結(jié)合到可食性膜中可解決這個問題，這是由 于丁香精油與膜中高分子聚合物及塑化劑相互作用形成膜化學(xué)結(jié)構(gòu)的組成部分，減少了精 油中抗菌化合物向產(chǎn)品中擴散。與向食品中直接添加抗菌劑相比，結(jié)合少量抗菌劑即可達 到延長食品貨架期的目的。
[0011] 本發(fā)明提供的抗菌納米復(fù)合可食性膜中，海藻酸鈉為成膜基質(zhì)，納米蒙脫石均勻 分布于基質(zhì)中，起到增強作用，進一步增加可食性膜的機械性能和阻隔性能；納米蒙脫石特 有的固定、吸附作用，可與丁香精油起到協(xié)同除菌作用，進一步提高抗菌活性和適用范圍。
[0012] 本發(fā)明提供的抗菌納米復(fù)合可食性膜中，海藻酸鈉、納米蒙脫石、丁香精油為可食 性膜的主要成分，可依據(jù)需要添加其他輔助成分，如乳化劑等；依據(jù)不同的成膜工藝，可食 性膜的組分還可包括一定含量的平衡水分。
[0013] 上述的抗菌納米復(fù)合可食性膜，進一步優(yōu)選為，包括以下質(zhì)量份的組分：海藻酸鈉 10~15份，納米蒙脫石0. 2~0. 6份，丁香精油15~21份，Tween80 3. 5~5. 5份。
[0014] Tween80,即吐溫80,屬于聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯，為常用的乳化劑和油類 物質(zhì)的增溶劑，屬于無毒、無刺激性材料。吐溫系列的表面活性劑，如吐溫20、吐溫60、吐溫 80等，可用于食品或可食性膜中，起到乳化分散的作用。優(yōu)選的，Tween80具有更好的乳化 分散活性，在使用時可將丁香精油與Tween80預(yù)先混合均勻，從而有利于后續(xù)丁香精油在 基質(zhì)中的均勾分散。Tween80的使用量優(yōu)選為每g丁香精油添加0.25gTween80〇
[0015] 上述抗菌納米復(fù)合可食性膜的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 1)將海藻酸鈉溶液加入到納米蒙脫石分散液中，攪拌均勻，得到混合液；
[0017] 2)將步驟1)所得混合液中加入丁香精油，分散均勻，得到成膜液；
[0018] 3)步驟2)所得成膜液經(jīng)均質(zhì)、脫氣、成膜、干燥，即得。
[0019] 步驟1)中，海藻酸鈉溶液配制時，使海藻酸鈉完全溶解即可。優(yōu)選每100ml水海 藻酸鈉的加入量為10~15g。為進一步保證溶解充分，可在70°C下充分攪拌，制得海藻酸 鈉溶液。納米蒙脫石分散液配制時，優(yōu)選每l〇〇ml水加入納米蒙脫石0. 4~1. 2g，在室溫下 攪拌20~24h，制得納米蒙脫石分散液。所述納米蒙脫石的粒徑為20~300nm。
[0020] 步驟1)中，所述攪拌的時間為3~5h。
[0021] 步驟2)中，每克丁香精油預(yù)先與0. 25gTween80混合均勻后，再加入步驟1)所 得混合液中。從而更方便、更經(jīng)濟的獲得均一穩(wěn)定的成膜液。
[0022] 步驟3)中，所述均質(zhì)為9000rpm下均質(zhì)2~5min。
[0023] 步驟3)中，所述脫氣為采用真空栗脫氣30min。
[0024] 步驟3)中，所述干燥為25°C、相對濕度53~57 %條件下，干燥72h。可將干燥好 的膜取出后置于20°C、相對濕度58%的干燥器中放置48h，然后揭膜，獲得性能更加穩(wěn)定的 抗菌納米復(fù)合可食性膜。
[0025] 本發(fā)明提供的抗菌納米復(fù)合可食性膜的制備方法，原料采用天然原料，加工工藝 簡單、易于操作，成本低廉，易于推廣應(yīng)用。所得可食性膜無毒、食用安全，且機械性能和阻 隔性能優(yōu)異，具有良好的抗菌性能。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。各實施例中，納米蒙脫石，乳白色 粉末，粒徑為20~300nm，密度為1. 19/cm3,購于武漢地大納米廠。海藻酸鈉，食品級，購于 美國國際特種產(chǎn)品（ISP)公司。丁香精油，純度>95%，購于上?；ú菪′伖尽?br>[0027] 實施例1
[0028] 本實施例的抗菌納米復(fù)合可食性膜，包括以下質(zhì)量份的組成：海藻酸鈉10份，納 米蒙脫石〇. 25份，丁香精油15. 75份，Tween80 3. 94份。
[0029] 本實施例的抗菌納米復(fù)合可食性膜的制備方法，包括以下步驟：
[0030] 1)將10g海藻酸鈉溶于1000ml蒸餾水中，得到海藻酸鈉溶液；將0. 25g納米蒙脫 石分散于50ml蒸餾水中，室溫下攪拌20h，得到納米蒙脫石分散液；
[0031] 2)將海藻酸鈉溶液加入到納米蒙脫石分散液中，攪拌3h，得到混合液；
[0032] 3)將步驟2)所得混合液中加入丁香精油與Tween80的混合物（15. 75g丁香精油 預(yù)先與3. 94gTween80混合均勻所得），分散均勻，得到成膜液；
[0033] 4)步驟3)所得成膜液采用均質(zhì)機在9000rpm下均質(zhì)2min，利用真空栗脫氣30min 以除去氣泡；將l〇ml成膜液倒入聚苯乙烯平皿（64cm2)上，在溫度為25°C，相對濕度為 53~57%條件下干燥72h。干燥好的膜取出后置于20°C、相對濕度58%的干燥器中放置 48h，揭|旲，即得。
[0034] 實施例2
[0035] 本實施例的抗菌納米復(fù)合可食性膜，包括以下質(zhì)量份的組成：海藻酸鈉12份，納 米蒙脫石〇. 36份，丁香精油18. 9份，Tween80 4. 72份。
[0036] 本實施例的抗菌納米復(fù)合可食性膜的制備方法，包括以下步驟：
[0037] 1)將12g海藻酸鈉溶于1000ml蒸餾水中，得到海藻酸鈉溶液；將0. 36g納米蒙脫 石分散于50ml蒸餾水中，室溫下攪拌22h，得到納米蒙脫石分散液；
[0038] 2)將海藻酸鈉溶液加入到納米蒙脫石分散液中，攪拌4h，得到混合液；
[0039] 3)