[发明专利]一种羧甲基壳聚糖-纳米氧化镁复合膜材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种羧甲基壳聚糖‑纳米氧化镁复合膜材料及其制备方法，将羧甲基壳聚糖粉末溶解在去离子水中得到羧甲基壳聚糖溶液；向所述羧甲基壳聚糖溶液中加入甘油，然后将其搅拌混匀得到混合溶液；向所述混合溶液缓慢加入纳米氧化镁粉末得到羧甲基壳聚糖‑氧化镁预混合液；搅拌后的所述预混合液放入超声破碎仪中超声混匀至纳米氧化镁均匀分散；在烘箱内烘干得到复合膜。本发明有益效果：本发明所制备的羧甲基壳聚糖‑纳米氧化镁复合膜材料，通过预搅拌与超声的方法能够较大的提高制备的效率，其较强的抗菌性能抑制食品的腐败，延长食品的货架期，因此在食品保鲜防腐领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物的技术领域，尤其涉及一种新型食品包装材料羧甲基壳聚糖-纳米氧化镁复合膜及其快速制备方法。

背景技术

近年来，由于可回收性和生物降解性，生物聚合材料作为包装业中石油基材料的替代品已引起越来越多的关注。特别地，壳聚糖及其衍生物由于其独特的性质如无毒，良好的成膜性，良好的生物相容性，生物降解性，抗菌活性而成为有前途的聚合物基质。羧甲基壳聚糖是一种经过充分研究的水溶性壳聚糖衍生物，是生物聚合物基质中一种重要的两性多糖。它的主要优点是在酸性或碱性条件下均具有更高的水溶性，因此可广泛用于化妆品，食品保鲜和医疗包装。

通常，为了获得改善的功能特性(紫外线阻隔、抗菌和机械特性)，生物聚合物将通过掺入生物或无机纳米填料而得到增强，并用于纳米复合膜材料的开发。鉴于其强大的金属结合能力，壳聚糖和羧甲基壳聚糖可以与多种物质相互作用并与金属化学结合，因此可以和氧化镁纳米颗粒复合，氧化镁作为性质稳定的金属氧化物，无毒无害，成本低廉，也可作为食品添加剂，是为数不多的可用于食品生产的金属氧化物，除此之外，纳米氧化镁也拥有较好的杀菌能力，由于其较大的表面积和氧空位，MgO纳米颗粒能够催化水中的溶解氧并产生超氧阴离子自由基O₂，从而可以破坏细菌细胞膜蛋白肽。MgO极难溶于水，其在表面形成的致密的氧化镁层也能保护拥有良好水溶性的羧甲基壳聚糖遇水不会溶胀。

尽管已经对具有不同类型的纳米填料的壳聚糖纳米复合膜材料进行了许多研究，但氧化镁作为拥有众多优点的添加物，对其作为纳米填料的相关研究还比较少，除此之外，这些研究所用的复合膜的制备方法制备膜的时间过长，这也会极大影响生产的经济效益。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种羧甲基壳聚糖-纳米氧化镁复合膜的快速制备方法。

为达上述目的，本发明提供如下技术方案：一种羧甲基壳聚糖-纳米氧化镁复合膜的快速制备方法，包括以下步骤：将0.5～1g羧甲基壳聚糖粉末溶解在50ml去离子水中得到羧甲基壳聚糖溶液，利用磁力搅拌30分钟或至羧甲基壳聚糖完全溶解；向所述羧甲基壳聚糖溶液中加入甘油，然后将其搅拌混匀得到混合溶液；在搅拌状态下，向所述混合溶液缓慢加入纳米氧化镁粉末得到浓度为0～1.5(w/w％)的羧甲基壳聚糖-氧化镁预混合液；搅拌后的所述预混合液放入超声破碎仪中超声混匀至纳米氧化镁均匀分散；超声后所述预混合液倒入塑料平皿，在烘箱内烘干得到复合膜。

优选地，所述羧甲基壳聚糖溶液制备中，包括预先开启磁力搅拌(500r/min)，再将粉末分批次倒入搅动中的水中。

优选地，所述甘油的添加量为所述羧甲基壳聚糖质量的50～60％，所述甘油具体为0.25～0.6g。

优选地，所述纳米氧化镁粉末的添加量与所述羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为1-2:1。

优选地，所述超声破碎仪设置的振幅为85、脉冲比为1：1。

优选地，所述羧甲基壳聚糖的浓度为10～20g/L。

优选地，所述羧甲基壳聚糖的重均分子量为15～17万。

优选地，所述烘干包括，将超声后25g羧甲基壳聚糖-纳米氧化镁预混合液倒入半径8cm为的培养皿中，并在60℃的烘箱中干燥4小时以蒸发水分。