一种抗菌耐老化塑料容器及其制备方法_2

文档序号:8958506阅读:来源:国知局
化作用,其中对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、链球菌、枯草芽孢杆菌等细菌具有很强杀灭或和抑制作用[蔡恩博等,“假升麻根乙醇提取物抑菌活性、抗氧化作用及其根中微量元素测定”《食品科学》2010 (11) 13:97?101]。中国发明专利(授权公告号CN101721505B)公开了 “一种具有抑菌活性作用的假升麻根提取物”,对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、链球菌、枯草芽孢杆菌等致病菌及食品腐败菌具有良好的抑菌效果O
[0020]目前,国内外对石榴皮、板栗壳、假升麻根的生物活性物质具有抗菌、抗氧化的研究尽管较成多,但关于石榴皮、板栗壳、假升麻根的生物活性物质通过恰当变量其配方比例与黄土复合作为塑料容器的天然抗菌剂使用至今国内外尚末先例,也末见文献报道。
[0021]本发明人在研究中发现,将石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物合理复配,优势互补,获得三者单独使用所无法得到的效果。在此基础上再与黄土进行复合,使多种生物活性物质协同增效,不仅赋予了抗菌成分一些新的特性,而且获得了防腐、耐老化和抗紫外线功能。很好的解决了现有天然抗菌剂活性成分单一、抗菌谱窄、抗菌能力弱的问题,为塑料容器开同时兼抗菌、防腐、耐老化和抗紫外线功能提出了新的方法。本领域的技术人员不能根据现有技术轻易确定该组分及配方,不能预料到本发明中的石榴皮提取物、板栗壳提取物、假升麻根提取物与黄土协同作用及所带来的技术效果,体现了本发明的创造性。
[0022]上述原料配方中的槟榔籽油,是从棕榈科植物槟榔成熟种子提取的植物油,槟榔又名橄榄子,大腹子,榔玉等。味苦、性辛、温,归胃、大肠经,具有杀虫消积,降气等功效。槟榔籽含有生物碱、鞣质、氨基酸、脂肪酸、甘露醇、半乳糖、蔗糖、α -儿茶精、表儿茶精、无色花青素、皂苷等化学成分。所含脂肪酸的组成为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、癸酸、油酸、亚油酸、十二碳酸、十四碳烯酸。药理研究表明,槟榔籽具有驱虫、抗炎症、抗肿瘤、抗氧化和抗病原微生物等作用[申秀丽等,“槟榔的化学成分及药理研究进展”《宜春学院学报》2009年第2期]。
[0023]上述原料配方中的黄土粉,是天然黄土改性产物,我国自然资源丰富,储量世界第一。各地黄土成分变化不大,它主要由碎肩矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物组成,而碎肩矿物中的石英、长石和云母类含量占碎肩矿物的80%,伴有少量角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等;粘土矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿等。化学成分以S12占优势,其次为Al2O3, CaO,再次为Fe203、MgO、K2O, Na2O, FeO、T12, MnO和有机杂质等,由于这些有机杂质的存在,黄土颜色通常呈浅黄色、灰黄色或黄褐色等,但因其独特的微孔结构,比表面积大,堆密度小,孔体积大等特性,不仅具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性强和热稳定性好的物性,还具有良好的吸附能力和较大的阳离子交换容量[沙爱民等,“论黄土阳离子交换容量之组成与性质”《西安公路学院学报》1994年第4期]。通过现代科技检测,黄土中含有大量的过氧化氢酶、二酚氧化酶、庶糖酶、胱酶等活性物质,具有净化、解毒之功效,不仅能够抑制细菌、霉菌等的栖息,而且还能释放远红外线及切断电磁辐射。《本草拾遗》中记载,黄土与人体有很好的相容性,可入药。在民间早就有用黄土煎水治疗小儿惊吓、中毒之验方,还可医治烧伤,对绪多疾病有直接和间接治疗的作用。
[0024]文献资料表明,黄土的研究日益受到人们的关注,其已被应用于环保、建材、化妆品及医药等领域,但将石榴皮提取物、板栗壳提取物、假升麻根提取物负载于黄土添加入聚合物中制备抗菌耐老化塑料容器的相关研究未见报道。
[0025]本发明人正是利用黄土的比表面积大,多微孔结构以及良好的吸附性、热稳定性和分散悬浮性等特点,同时发挥了黄土与石榴皮提取物、板栗壳提取物、假升麻根提取物之间的高亲和性,采用聚氧化乙烯与聚乙二醇复合进行分散处理,协同诱导石榴皮提取物、板栗壳提取物、假升麻根提取物对黄土的层间结构进行扩张,从而使石榴皮提取物、板栗壳提取物、假升麻根提取物更易插层到黄土的层问结构之中,形成纳米级的天然抗菌剂。该天然抗菌剂与槟榔籽油、偶联剂、聚合物在熔融条件下以共插层形式,使天然抗菌剂均匀分散在聚合物基体中,加入到自动注塑设备中进行塑化,然后以一定压力注入到成型模具成胚,初冷后转入吹塑设备型腔中拉伸吹塑成型,制成抗菌耐老化塑料容器。
[0026]本发明人出乎预料地发现,黄土中S12含量高,酸化后的黄土微孔中酸度增加,经煅烧失去结构水,除去微孔中杂质较彻底,产生大量的空间,同时改变无机杂质的晶体结构而活化,增强杂质本身同酸反应的能力,获得纯度高、多孔粒细的S12,其表面及孔内表面分布有大量的硅羟基(-S1-OH),这些硅羟基在水溶液中离解出H+,表面表现出一定的负电性,是一种优良的螯合基团、亲核反应基团,可促使石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物引入到黄土层间的同时渗透到黄土片层的内部,其负载于黄土的均勾性和稳定性显著提高,表现出协同相加的抗菌、耐老化和保健作用。很好地克服了现有天然抗菌剂成分单一,抗菌谱窄,易析出,抗菌效果不能持久的缺陷。其机理是,当石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物在聚合物基体中扩散时,由于聚合物、黄土粉、石榴皮提取物、板栗壳提取物、假升麻根提取物、槟榔籽油、偶联剂的性能进行有机结合形成一种受限体系,使该体系中插入的石榴皮提取物、板栗壳提取物、假升麻根提取物被束缚在黄土的片层之间,分子的转动、平动以及链段的运动都受到很大的束缚,从而使香椿叶、柿叶、筠酱叶的提取物无法直线扩散,形成了有效的物理屏障,导致石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物析出速率受黄土片层的牵制而减缓了析出速率,延长抗菌耐老化的时效,当塑料容器表面的石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物浓度降低时,可以通过聚合物基体相不断向塑料容器表面自迀移,从而实现对动态界面的连续动态修饰,控制石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物析出速率。并且由于部分石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物被负载于黄土内部,因此当黄土表面的石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物析出后,其内部石榴皮、板栗壳、假升麻根的提取物在浓度梯度的作用下可以得到连续析出,达到很好的缓释效果,塑料容器使用较长时间后仍能保持较好的抗菌、防腐、抗耐老化效果。
[0027]本发明将聚合物、黄土、石榴皮、板栗壳、假升麻根、槟榔籽通过多种途径的加工手段制成塑料容器,表面光滑、尺寸稳定性好,强度更强,耐撞击,有较强的耐化学反抗性,不仅具有高效、广谱、持久、安全的抗菌效果,抑制各种有害细菌、真菌、霉菌生长,对以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌的抗菌率可达到95%以上,使得各种有害细菌、霉菌、真菌无法于塑料容器的内外表面上孳生,有效地延长各类固体、膏体或液体食品、药品、化妆品等物质在盛放过程中的货架期。而且还具有优异的耐老化能力和更好的力学性能。长期在光、氧和热作用下,不变色,不易破裂,使用寿命更长。与此同时,黄土本身所具有的远红外辐射效应还能起到清新空气、净化环境、消除异味的作用,可免除清毒灭菌所需要的设备和消毒灭菌药剂,既节省了消毒灭菌的费用,又有利于环境保护。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
[0029]实施例一
[0030]1.原料准备:
[0031]①制备黄土粉:采集一定量的黄土以1: 10的固液重量比加入浓度为0.5?45wt%的盐酸溶液进行混合制浆,控制浆液的pH值5,置于闭式耐酸反应釜中,在150°C反应5h,出料,冷却,用去离子水洗涤至中性,干燥,在500°C下煅烧lh,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1200目,得到白色的黄土粉;
[0032]②制备石榴皮、板栗壳、假升麻根提取物:采集无腐烂的石榴皮、板栗壳、假升麻根分别洗净,晾干,粉碎成25目碎片,再分别倒入各相对应的浸提罐中,加入碎片9倍重量的浓度为80wt%的乙醇浸泡2h,65°C下提取50min,过滤,滤渣用上述同法再提取2次,合并3次滤液减压浓缩至1/2体积,过DlOl大孔吸附树脂柱,先用水洗,弃去水洗液,再用浓度为90wt %的乙醇洗脱,收集醇洗脱液,减压浓缩,喷雾干燥,分别得到石榴皮提取物、板栗壳提取物、假升麻根提取物;
[0033]③制备天然抗菌剂:称取黄土粉85kg缓慢置于已加入850kg水的容器中,再加入聚氧化乙烯1.7kg、聚乙二醇0.85kg分散处理2h,加入石榴皮提取物7kg、板栗壳提取物4.5kg、假升麻根提取物3.5kg搅拌均匀,送入超声反应器中,在频率40Hz、温度75°C、功率
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