[发明专利]一种聚乙烯抗菌膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚乙烯抗菌膜，由聚乙烯膜、丙烯酸膜和至少一层壳聚糖‑柠檬精油复合膜组成。还公开了该聚乙烯保鲜膜的制备方法以及该聚乙烯保鲜膜在制备具有抗菌功效的包装材料中的应用以及在冷鲜肉保鲜中的应用。

技术领域

本发明属于保鲜膜技术领域，具体涉及一种聚乙烯抗菌膜及其制备方法和应用。

背景技术

PE即聚乙烯，聚乙烯是塑料中产量最大的热塑性材料，也是目前用量最大的塑料品种，近年来在食品包装领域中也发挥着重要作用。PE膜本身无抗菌性，可以将抗微生物剂掺进PE膜中，然而该方法制备PE膜会受到挤出期间抗微生物剂的热稳定性或与聚合物的不相容性的限制，因此先对PE膜进行表面改性，再用涂层技术是更优选择。表面改性常用方法是等离子体表面处理法，电晕处理法作用效果与等离子体处理法相同，只是电晕处理法工艺比较简便，在表面改性后的PE膜上涂覆抗菌物质，能够改善PE的非极性问题，实现稳定性和粘附性，是最理想的方式。

甲壳素是天然高分子化合物的一种，由β-1,4糖苷键连接而成，化学名称是(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖；而由甲壳素通过不同程度脱乙酰基反应得到的，一般甲壳素脱乙酰基度达到70％以上的，就是甲壳素的重要衍生物——壳聚糖，其化学名称是(1,4)-2-氨基-2-脱氧-8-D-葡萄糖。

壳聚糖是一种无毒安全的高分子材料，具有良好的抗菌性、成膜性、生物兼容性，与人体细胞有良好的亲和性，已被应用于生物医药、化学和食品工业。在食品应用中，壳聚糖可用作肉制品、水果和鸡蛋的表面涂层，或酸性食品的添加剂。其防护屏障可以延缓成熟和减少水分流失，从而对食品起保鲜作用。

壳聚糖的抗菌性与其自身的分子量、脱乙酰度以及菌的种类等有关系。有关于壳聚糖最新抗菌机理的研究表示：壳聚糖先是引起细菌细胞内的酶向外溢出，再通过损坏细菌细胞壁来影响其正常功能。有关于壳聚糖抗菌能力的研究表示：壳聚糖的分子质量、乙酰化程度和所处环境条件限制了其自身抗菌能力。

壳聚糖膜对水蒸汽有良好的阻隔性能，可以阻止食品表面水分的转移，但壳聚糖浓度过高或过低都会影响其膜的质量，因此可以通过添加乳化剂、增塑剂或用涂层法改善其成膜性。目前，壳聚糖已经作为涂层用于食品包装纸上，并且已经报道了壳聚糖涂布纸张后显着增强了纸张的光泽度和氧气阻隔性能。然而在壳聚糖涂覆的产品中，关于壳聚糖涂覆PE膜的研究数量有限，因为PE不带有任何极性基团，其表面能低，因此难以将PE用于涉及粘合的应用中，如印刷和涂布。根据这些限制，需要在壳聚糖涂覆之前对PE膜进行表面改性。

食品工业中常用的合成抗菌化合物的安全性问题促使了人们对天然精油抗菌性的兴趣。天然精油(EOs)是从芳香植物中提取的天然物质，其高含量的酚类化合物对食源性病原体具有有效的抗菌特性，当用作食品添加剂时，在当前较低的摄入量下不会对人体健康造成风险。天然精油及其成分在EU被归类为食品添加剂并被药物管理局公认为安全物质，可用于食品包装，提高食物链的可持续发展性。在未来的发展中，精油的出现可以适当取代合成添加剂，减少化学成分的危害，广泛应用于食品工业。

柠檬外果皮的油细胞中存在柠檬精油，平均含量约0.7％～0.8％，柠檬精油的主要成分包含香茅油、柠檬烯、柠檬醛等，可用于薰身洗面，对皮肤有保护功能，能够促进新陈代谢，有抗菌防腐作用，目前广泛应用于食品保鲜，其柠檬香味可做食品添加剂来增加食品的香鲜味。

屠宰产品主要分为热鲜肉、冷冻肉、冷鲜肉，其中热鲜猪肉在目前消费中占据主要地位。热鲜肉易被污染和腐化，无法迎合消费者对健康的要求，而冷鲜肉具有营养价值高、安全系数高、感官舒适性高等优势，因此冷鲜肉将是未来消费升级的主要产品。据统计，我国冷鲜肉消费量占猪肉总消费量的比例由2005年的2％增至2015年的20％。

冷鲜肉在生产和运输过程中虽然一直处于冷链状态，但是在冷藏的条件下依然会受微生物的污染导致腐败变质和褐变等问题，而消费者对食品质量和保鲜的要求也越来越高。传统保鲜膜虽然能对冷鲜肉起保鲜作用，但无抗菌效果且保鲜时间不宜过长，因此抗菌膜的应用在今后的食品包装市场中将会更广泛。