[发明专利]一种透明性保湿抗菌可降解包装膜及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种透明性保湿抗菌可降解包装膜及其制备方法与应用，由可生物降解基材制备的内活性保湿层、透明支撑层和外阻隔保湿层组成，所述内层活性保湿层以改性的聚乙烯醇PVA为主体，包含由pH响应型介孔纳米载体搭载抗菌剂制备的智能抗菌复配体；所述透明支撑层的原料按质量份数配比为50~90份PLA粒子，10~50份mPPC粒子，5~20份乙酰基柠檬酸三丁酯(ATBC)，0.5~2份扩链剂ADR‑4368，0.1~1份抗氧剂1010；所述外层阻隔保湿层以改性的聚乙烯醇PVA为主体，包含0.5~2份纳米二氧化硅SiO₂交联加强。本发明可动态吸/释内环境水分，防止凝露，并具有pH控释抗菌特性。内中外三层之间水分可达成动态平衡，避免内环境水分的过量堆积。可用于生鲜食品的保鲜，具有抗菌和保湿的双重效用。

技术领域

本发明属于食品活性包装薄膜技术领域，特别涉及一种透明性保湿抗菌可降解包装膜及其制备方法与应用。

背景技术

生鲜果蔬是一类消耗量巨大，且不易保存的食品，其特殊性在于储运和销售过程中，仍然具有较高的生物活性，可能因呼吸作用而产生二氧化碳、水蒸气以及乙烯气体等，加快自身的熟化和分解，为微生物滋生提供条件，造成腐烂现象。于此同时，因成本、工艺复杂等问题导致普及率不高。目前市售果蔬的保鲜包装技术仍然较为简陋，多数仅使用普通PE保鲜膜，甚至没有采取保鲜技术，导致腐烂造成的较大的经济损失和资源浪费。

目前的果蔬保鲜包装主要有气调包装、高阻隔密封包装、乙烯清除包装等，这些包装技术可以较好的解决果蔬保鲜的问题，但这些包装技术多数侧重于包装环境内气调氛围的控制，但水蒸气处置并没有被重视，随后人们开发了一些列防雾包装膜，用以解决水蒸气凝结回落对果蔬保存的影响。如魏丽娟等在改性聚乙烯防雾薄膜的性能研究中提到用多重表面活性剂对聚乙烯树脂进行改性，流延制备出聚乙烯防雾薄膜，其透光率为86.22％，拉伸强度为8.63MPa，断裂伸长率为453.31％，高温防雾时间可达232h，可作防雾包装使用。但这种通过水分的平铺堆积解决凝水的方法，对水分的承载能力有限，一定程度后承载能力可能失效。随后党金贵等在聚乙烯醇基分子筛涂布聚乙烯膜的制备与表征中提及将高吸水性树脂PVA与纳米分子筛混合配制溶胶，采用涂布法与PE基膜复合，得到一种具有防霉保鲜功能的新型装薄膜。对包装内环境具有一定的湿度调节功能，可有效延缓果蔬的腐烂与霉变。但这一方法仍然存在不足，如PE基膜水蒸气透过率过低，长时间包装后产生的过量水汽无法被排出，导致保鲜失效。与此同时，以PE为代表的一类石油基非降解材料被大量使用，仍然是目前造成环境污染的重要因素。

因而，开发高效、安全、可降解的保鲜包装膜是十分有必要的。

发明内容

解决的技术问题：本申请主要是提出一种透明性保湿抗菌可降解包装膜及其制备方法与应用，解决现有技术中存在的PE基膜水蒸气透过率过低，长时间包装后产生的过量水汽无法被排出，导致保鲜失效等技术问题。将抗菌剂通过氢键作用、静电吸附和介孔包覆原理搭载在介孔化的纳米金属氧化物载体之上形成pH响应型活性抗菌复配体，随后将复配体导入到内层保湿吸水层内，通过吸水层对水蒸气和二氧化碳的吸收在层内产生pH值变化，活性抗菌复配体通过感知并响应这一变化，达成抗菌剂的释放，解决抗菌剂与包装基膜相容性不佳、分散不均造成的暴释和不释问题。通过对内外两层PVA溶胶分别进行改性，并涂布于透明性可降解支撑层上。内层保湿层可对包装内环境的水蒸气进行吸收释放，外层保湿层可对外环境内环境的水蒸气进行吸收释放，通过将水蒸气固定在自身结构中到达较好的水蒸气阻隔性，同时通过对透明性可降解支撑层阻隔性的调控，达成内中外三层之间水分的动态平衡，避免内环境水分的过量堆积；同时解决目前保鲜包装膜的不可降解性，及其造成的污染风险。

技术方案：