[发明专利]一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法

说明书

本发明属于食品包装材料技术领域，具体涉及一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法。所述防雾抗菌薄膜包括基材、海藻酸二醛和壳聚糖，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面；海藻酸二醛和壳聚糖之间通过静电作用力、氢键和席夫碱共价键结合。本发明中由于采用的材料的亲水性，制备获得的薄膜具有较好的亲水防雾性，并且壳聚糖与席夫碱发挥协同抗菌作用。本发明制备的防雾抗菌膜，不需要其他交联剂，可以充分发挥壳聚糖、海藻酸二醛的优势，能够避免果蔬在运输、贮存及加工过程中微生物污染。

技术领域

本发明属于食品包装材料技术领域，具体涉及一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法。

背景技术

在环境条件中，果蔬在收获后若不立即使食用，其色泽口感会大大降低，并且在储存运输过程中易受微生物感染而变质腐烂，因此人们致力于研究兼具抗菌和环保的新型包装材料，用以最大程度的维持果蔬品质并延长保质期。抗菌包装是活性食品包装中较有前途的领域，可以通过抑制食品表面微生物生长来减缓食品腐烂的过程。在所有的生物聚合物中，壳聚糖是天然抗菌聚合物之一，并且由于无毒性、生物降解性、生物相容性和优异的成膜性而广泛的应用于抗菌包装领域。壳聚糖主要是从几丁质的碱性脱乙酰过程中获得，由随机分布的脱乙酰基单元和乙酰化单元组成，每个糖苷单元中含有氨基和羟基，因此当其溶解在酸性溶液中时，NH₂质子化变为-NH₃⁺，壳聚糖成为阳离子多糖，与带负电的细菌表面相互作用，改变细菌表面形态并破坏微生物结构，表现出一定的抗菌性。但是，壳聚糖主链上氨基只能被质子化为相对较弱的正电荷中心，不能与细菌表面强烈结合，抗菌能力不能满足某些特殊条件的要求，并且由于微生物的不断变异，壳聚糖作为单组分抗微生物剂，对微生物的抗菌活性越来越受到抑制。因此，需要合成新型壳聚糖衍生物来提高抗菌活性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜及其制备方法，通过层层自主装技术，依靠海藻酸二醛/壳聚糖二者之间静电力、氢键和席夫碱作用力成膜，制得的薄膜具有良好的透明度，并且由于材料的亲水性具有一定的防雾性能，此外壳聚糖与席夫碱协同抗菌。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜的制备方法，将壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自组装的方法交替沉积在基材表面，壳聚糖溶液和海藻酸二醛之间自发发生缩合反应形成席夫碱基团，制备获得海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌保鲜膜。

进一步地，所述方法包括以下步骤：

(1)制备海藻酸二醛溶液；

(2)制备壳聚糖溶液；

(3)将预处理的基材依次浸涂在海藻酸二醛溶液和壳聚糖溶液中并漂洗干燥，根据需要完成层层自组装循环周期，壳聚糖溶液和海藻酸二醛溶液通过层层自主装的方法交替沉积在基材表面，形成海藻酸二醛/壳聚糖涂层，即得到海藻酸二醛/壳聚糖防雾抗菌薄膜。

进一步地，步骤(1)中，所述海藻酸二醛溶液是采用高碘酸钠对海藻酸盐进行选择性氧化得到的。

进一步地，步骤(1)中制备海藻酸二醛溶液的方法具体为：将海藻酸盐溶于超纯水制得浓度为0.04-0.06g/ml的海藻酸盐溶液，将高碘酸钠溶于超纯水，磁力搅拌制得0.09-0.11g/ml高碘酸钠溶液，室温下将海藻酸盐溶液和高碘酸钠溶液混合，并在黑暗中反应10h～15h，加入乙二醇终止反应，将得到的溶液透析，去除剩余高碘酸钠，采用冷冻干燥法制得海藻酸二醛粉末，将海藻酸二醛粉末溶于超纯水中，制得浓度为2-4mg/ml的海藻酸二醛溶液。

进一步地，所述步骤(2)具体为：将壳聚糖粉末溶于1％乙酸中，制得浓度为4-8mg/ml的海藻酸二醛溶液的壳聚糖溶液。