[发明专利]一种壳聚糖纳米保鲜涂膜材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及食品保鲜涂膜材料技术领域，具体地说是一种壳聚糖纳米保鲜涂膜材料的制备方法。

背景技术

涂膜保鲜是指将具有成膜性的物质通过喷洒、浸渍、涂刷等方式在果蔬表面上涂被上一层极薄的膜，从而抑制果蔬的气体交换，降低了呼吸强度，减少了水分的蒸发，减少了病原菌对果蔬的直接侵染，更好的保持了果蔬的新鲜度和硬度，达到延缓果蔬腐败变质，使果蔬保持一定新鲜度的保鲜技术。因其具有简单、方便、成本低、效果好、易于推广等优点，在国内外已经成为一个比较活跃的研究领域。

纳米材料由于具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应等，被广泛应用于医学、生物、纺织、食品等领域。用于食品包装的纳米复合高分子材料的微观结构不同于一般材料，其微观结构排列紧密有序，优越的性能体现在它的抗菌杀毒、低透氧率、低透湿率、阻隔二氧化碳、自洁功效及良好的阻隔性和力学性能，可以实现食品的保质、保鲜、保味，并延长食品贮藏时间，是一种新型的食品包装材料。目前，国内外研究最多的纳米保鲜材料是聚合物基纳米复合材料，一般是将纳米材料（常用的纳米材料有金属、金属氧化物、无机聚合物等）以超微粒子的形式分散在柔性高分子聚合物中而形成的复合材料。

壳聚糖是一种多聚阳离子的多糖类生物大分子，来源于甲壳素的部分脱乙酰化，壳聚糖属天然可食性物质，可在涂膜后直接食用，且其抑菌性能较强，涂于果蔬表面可防止在贮藏期间杂菌的侵入。此外，壳聚糖还具有通透性和保湿性、防止褐变等特性，是一种新型的天然保鲜剂。由于其来源丰富、无毒、无污染、成膜性较好、可有效抑制各种病菌入侵和生长，使其成为天然涂膜保鲜材料的研究热点。目前，国内外的学者对壳聚糖的性能及其在果蔬涂膜保鲜方面做了一些相关的研究。如cane等人研究了酸、增塑剂及存放时间对壳聚糖机械及渗透性能的影响；Butler等研究了不同成膜成分和储藏时间对未知分子量壳聚糖膜性能的影响；srinivasa等人研究了增塑剂对壳聚糖机械性能和渗透性能的影响，得到添加不同的增塑剂对膜的性质有显著差异；吉伟之等人研究了壳聚糖及添加不同添加剂后的成膜特性，分析了成膜条件与膜结构之间的关系。又如Ghaout等用壳聚糖涂膜黄瓜可减少水分损失和呼吸强度，保持其品质。此外，近年来也有美国学者报道开发了一种壳聚糖与月桂酸结合生成的可食性薄膜，可用于水果的保鲜。但是单一的壳聚糖作为果蔬保鲜涂膜材料始终存在机械性差、贮藏过程膜易结晶产生龟裂、柔软性差等缺陷。为此，研究人员通过在壳聚糖膜中加入天然助剂和纳米微粒来克服所述缺陷，即将一些纳米颗粒SiO_x、ZnO等添加到壳聚糖或其衍生物膜中制备复合涂膜材料。如王明力等将SiO_x添加到壳聚糖膜中并检测出其在鲫鱼、金秋梨、分割肉等保鲜中有一定效果；Li.等将纳米ZnO加入壳聚糖中，制备得到壳聚糖/纳米ZnO复合膜，发现其对圣女果有较好保鲜效果；罗自生制备了添加纳米碳酸钙助剂的壳聚糖膜并检测出其能显著提高鲜切山药和鲜切茄子的保鲜效果；专利CN103598322B公开了一种壳聚糖果蔬保鲜剂，所述保鲜剂由下述重量百分比范围的组分组成：壳聚糖0.5-3％，柠檬酸1-5％，纳米氧化锌0.01-0.05％，纳米二氧化硅0.01-0.05％，甘油0.1-0.5％，吐温800.5-2％，氯化钠0.1-1％，水88.4-97.78％，可增加果蔬的保鲜效果。由此可见，该类壳聚糖果蔬保鲜涂膜通过在壳聚糖中添加无机粒子或金属粒子在一定程度上改善涂膜材料的性能，提高对果蔬的保鲜效果；但是，在应用过程中发现其存在无机粒子和金属粒子，尤其是纳米级别的无机粒子和金属粒子在聚合物基体中分散不均匀、成膜结构较差的问题，从而导致其在保鲜过程中阻水性能差、果蔬营养成分流失较快。同时，这类复合涂膜材料需要添加其他助溶剂或偶联剂，或者通过化学的方法做成核壳结构，其成分相对复杂，食用安全性差，制备过程繁琐，而且还影响复合涂膜材料的最终性能。

发明内容

本发明的目的就是提供一种壳聚糖纳米保鲜涂膜材料的制备方法，以解决现有纳米粒子壳聚糖保鲜涂膜材料成分相对复杂、纳米粒子分散不均导致成膜结构差、在保鲜过程中阻水性差、抑菌效果差、营养成分流失较快的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种壳聚糖纳米保鲜涂膜材料的制备方法，包括以下步骤：

（a）将两亲性壳聚糖衍生物溶于去离子水中，搅拌25-35min，再加入亲水性壳聚糖衍生物，搅拌30-35min，得纳米粒子共混液；所述两亲性壳聚糖衍生物、亲水性壳聚糖衍生物与水的质量体积比为50-500mg:100-200mg:100mL；