专利名称：一种具有缓释性能的食品抗菌包装材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有缓释性能的食品抗菌包装材料及其制备方法，属于食品包装材料领域。
背景技术：
随着食品加工、运输和贮存一体化技术的大规模发展，食品的流通扩展到世界各地，不仅需要食品维持较长的货架寿命而且要保证食品的质量和安全，同时希望食品加工中尽量减少化学添加剂，因此这对从加工产地流通到销售市场的食品的安全和质量提出了新的挑战，在这种时代前提下具有特定功能的活性包装就应运而生。活性包装最初是由欧洲(FAIR, project CT98. 4170)定义的，其是通过改变包装内的环境条件，来延长食品的货架期或提高食品的安全性和感官品质的包装体系，按功能特性可分为抗菌、除氧、去湿、 除乙烯、风味释放和吸收等类型，抗菌包装是活性包装中最重要的一种。抗菌包装是通过使用具有杀菌作用的包装材料，抑制贮藏过程中食品微生物的生长并避免食品的二次感染， 从而延长食品的保质期。因此抗菌包装对确保食品安全以及延长食品货架期具有更为突出的作用。抗菌包装根据抗菌作用方式可分为释放型、固化型和吸收型。释放型抗菌包装中的抗菌剂通过扩散作用达到食品或包装顶部空间而抑制微生物的生长，杀菌性强，即效性好，相对与非释放型抗菌包装来说，优势在于抗菌剂会相对均匀地分散于包装体系内部， 这样包装材料不需直接与食品接触，即可达到理想的杀菌效果；而其中具有缓释性能的抗菌包装可以形成长效杀菌，相比于短时杀菌，大部分供试微生物对缓释效应更为敏感，能够发挥优良长效的杀菌作用。但多数的挥发类抗菌剂热稳定性差，使其在抗菌包装中的利用受到限制。环糊精因其具有内疏水、外亲水的环状特征结构，可以和许多有机物及一些无机物包埋，作为品质改良剂、稳定剂、药物的载体及吸附剂等在食品、医药、化工和环保等领域有着重要的用途。因此利用环糊精对热敏性抗菌剂进行包埋，不仅达到了减轻气味、提高热稳定性的目的而且可以对抗菌剂进行控制释放，延长抗菌包装的抗菌时间。有关环糊精包埋抗菌剂添加到聚合物树脂中，制备具有缓释性能的食品抗菌包装材料的研究工作在国内尚未见报道。
发明内容
本发明提出了一种具有缓释性能的食品抗菌包装材料及其制备方法。本发明采用的技术方案一种具有缓释性能的食品抗菌包装材料，其由具缓释性能的抗菌复合物，热塑性树脂和增塑剂材料组成，所述的具有缓释性能的抗菌复合物的成分为β-环糊精，抗菌剂异硫氰酸烯丙酯即AITC，抗菌复合物为控制β-环糊精异硫氰酸烯丙酯摩尔比1:1的β_环糊精-异硫氰酸烯丙酯包合物；所述的热塑性树脂材料选自聚乳酸或聚乙烯，所述增塑剂使用聚乳酸时所用增塑剂为聚乙二醇，使用聚乙烯时所用增塑剂为邻苯二甲酸酯。所述的具有缓释性能的食品抗菌包装材料的制备方法，配比按重量百分比计，制备步骤如下
(1)饱和溶液法制备β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物称取β-环糊精溶于水中配制质量浓度3%-4%的溶液I. 5L，置60°C水浴中加热使之完全溶解，冷却至40°C，磁力搅拌下缓慢滴加用无水乙醇和异硫氰酸烯丙酯各IOmL配制的无水乙醇溶解的异硫氰酸烯丙酯溶液20mL，保持搅拌3-4h，抽滤，70°C真空干燥12h，得到β-环糊精异硫氰酸烯丙酯摩尔比I: I的β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物；
(2)食品抗菌包装材料的制备制备过程包括抗菌复合物的粉碎处理，热塑性树脂材料干燥处理和添加增塑剂，以上三者共混后搅匀，经双螺杆挤出系统造粒后吹膜制得抗菌包装膜。以所述食品抗菌包装材料的总重为基准，质量配比为β_环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物5%-30%，热塑性树脂65%-90%，增塑剂5% ;先将β -环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物经气流粉碎机粉碎处理，热塑性树脂在70°C环境中干燥IOh ;将该抗菌复合物、热塑性树脂和增塑剂三者混匀后，由双螺杆挤压机混炼造粒，调节挤压条件，螺杆转速 60-150r/min,挤压机各段温度分别设定为 90-110°C、110-130°C、120-150°C、130-170°C、 140-180°C、135-175°C和130_170°C ;造粒后经吹膜机吹膜，吹膜温度为130-180°C，即制得产品具有缓释性能的食品抗菌包装材料。本发明的有益效果
(O由于采用双螺杆挤出系统将抗菌复合物、热塑性树脂材料和增塑剂共挤出造粒后用吹膜机吹膜，所以抗菌物质在抗菌材料中分布均匀；且制备方法模仿工业化的生产工艺， 方法简单成熟，材料的机械性能稳定。(2)利用环糊精对抗菌剂进行包埋，达到了减轻气味、提高热稳定性、延长杀菌时间的目的；抗菌剂释放到包装空间的优势在于抗菌剂会相对均匀地分散于包装体系内部， 这样包装材料不需直接与食品接触，即可达到理想的杀菌效果。(3)利用环糊精对抗菌剂的进行包埋，可以实现其缓慢释放，形成长效杀菌，相比于短时杀菌，大部分供试微生物对缓释效应更为敏感，能够发挥优良长效的杀菌作用。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步的阐述。实施例I :
以聚乳酸为基体树脂，实施方法如下
(I)饱和溶液法制备β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物称取50g β-环糊精溶于水中配置质量浓度3%的溶液I. 5L，置60°C水浴中加热使之完全溶解，冷却至40°C，磁力搅拌下缓慢滴加用无水乙醇和异硫氰酸烯丙酯各IOmL配制的无水乙醇溶解的异硫氰酸烯丙酯溶液20mL，保持搅拌3-4h，抽滤，70°C真空干燥12h，得到β-环糊精异硫氰酸烯丙酯摩尔比I: I的β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物。(2)食品抗菌包装材料的制作方法称取15%的抗菌包合物(抗菌剂-异硫氰酸烯丙酯含量为1%，以所述抗菌材料的总重为基准)，经气流粉碎机粉碎处理；称取80%聚乳酸 (PLA)树脂，在70°C环境中干燥10h，称取5%的增塑剂(聚乙二醇即PEG)，将抗菌包合物、聚乳酸树脂和增塑剂三者混匀后，由双螺杆挤压机混炼造粒。调节挤压条件，螺杆转速70r/ min,挤压机各段温度分别设定为100、130、150、170、180、175、170°C。造粒后经吹膜机吹膜， 吹膜温度设定为170°C，制得具缓释性能的抗菌包装膜。实施例2
以聚乳酸为基体树脂，改变实施例I中抗菌包合物的添加量，实施方法如下
(I)饱和溶液法制备β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物称取50g β-环糊精溶于水中配置质量浓度3%的溶液I. 5L，置60°C水浴中加热使之完全溶解，冷却至40°C，磁力搅拌下缓慢滴加用无水乙醇和异硫氰酸烯丙酯各IOmL配制的无水乙醇溶解的异硫氰酸烯丙酯溶液20mL，保持搅拌3-4h，抽滤，70°C真空干燥12h，得到β-环糊精异硫氰酸烯丙酯摩尔比I: I的β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物。(2)食品抗菌包装材料的制作方法称取20%的抗菌包合物(抗菌剂-异硫氰酸烯丙酯含量为I. 3%，以所述抗菌材料的总重为基准)，经气流粉碎机粉碎处理；称取75%聚乳酸(PLA)树脂，在70°C环境中干燥10h，称取5%的增塑剂(聚乙二醇即PEG)，将抗菌包合物、 聚乳酸树脂和增塑剂三者混匀后，由双螺杆挤压机混炼造粒。调节挤压条件，螺杆转速70r/ min,挤压机各段温度分别设定为100、130、150、170、180、175、170°C。造粒后经吹膜机吹膜， 吹膜温度设定为170°C，制得具缓释性能的抗菌包装膜。实施例3:
改变实施例I中的聚乳酸为聚乙烯，实施方法如下
(I)饱和溶液法制备β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物称取50g β-环糊精溶于水中配置质量浓度3%的溶液I. 5L，置60°C水浴中加热使之完全溶解，冷却至40°C，磁力搅拌下缓慢滴加用无水乙醇和异硫氰酸烯丙酯各IOmL配制的无水乙醇溶解的异硫氰酸烯丙酯溶液20mL，保持搅拌3-4h，抽滤，70°C真空干燥12h，得到β-环糊精异硫氰酸烯丙酯摩尔比I: I的β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物。(2)食品抗菌包装材料的制作方法称取15%的抗菌包合物(抗菌剂-异硫氰酸烯丙酯含量为1%，以所述抗菌材料的总重为基准)，经气流粉碎机粉碎处理；称取80%低密度聚乙烯(LDPE)树脂，在70°C环境中干燥10h，称取5%的增塑剂(邻苯二甲酸酯)，将抗菌包合物、低密度聚乙烯树脂和增塑剂三者混匀后，由双螺杆挤压机混炼造粒。调节挤压条件， 螺杆转速70r/min，挤压机各段温度分别设定为90、110、130、140、150、145、140°C。造粒后经吹膜机吹膜，吹膜温度设定为140°C，制得具缓释性能的抗菌包装膜。实施例4:
应用实施例I制备的抗菌包装材料进行抗菌实验，得到抗菌包装材料的抗菌性能评价 (如下表I、表2和表3所不)。表I包装材料对细菌的抑制效果
权利要求
1.一种具有缓释性能的食品抗菌包装材料，其特征在于由具缓释性能的抗菌复合物， 热塑性树脂和增塑剂材料组成，所述的具有缓释性能的抗菌复合物的成分为β-环糊精、 抗菌剂异硫氰酸烯丙酯即AITC，抗菌复合物为β-环糊精异硫氰酸烯丙酯摩尔比1:1的 β -环糊精-异硫氰酸烯丙酯包合物；所述的热塑性树脂材料选自聚乳酸或聚乙烯，所述增塑剂使用聚乳酸时所用增塑剂为聚乙二醇，使用聚乙烯时所用增塑剂为邻苯二甲酸酯。
2.权利要求I所述的具有缓释性能的食品抗菌包装材料的制备方法，其特征在于配比按重量百分比计，制备步骤如下(1)饱和溶液法制备β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物称取β-环糊精溶于水中配制质量浓度3%-4%的溶液I. 5L，置60°C水浴中加热使之完全溶解，冷却至40°C，磁力搅拌下缓慢滴加用无水乙醇和异硫氰酸烯丙酯各IOmL配制的无水乙醇溶解的异硫氰酸烯丙酯溶液20mL，保持搅拌3-4h，抽滤，70°C真空干燥12h，得到β-环糊精异硫氰酸烯丙酯摩尔比I: I的β-环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物；(2)食品抗菌包装材料的制备以所述食品抗菌包装材料的总重为基准，质量配比为β -环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物5%-30%，热塑性树脂65%-90%，增塑剂5% ;先将β -环糊精-异硫氰酸烯丙酯抗菌复合物经气流粉碎机粉碎处理，热塑性树脂在70°C 环境中干燥IOh ;将该抗菌复合物、热塑性树脂和增塑剂三者混匀后，由双螺杆挤压机混炼造粒，调节挤压条件，螺杆转速60-150r/min，挤压机各段温度分别设定为90-11 (TC、 110-130°C、120-150°C、130-170°C、140-180°C、135_175°C和 130-170°C ;造粒后经吹膜机吹膜，吹膜温度为130-180°C，即制得产品具有缓释性能的食品抗菌包装材料。
全文摘要
本发明涉及一种具有缓释性能的食品抗菌包装材料及其制备方法，属于食品包装材料领域。所述的包装材料由具缓释性能的抗菌复合物、热塑性树脂材料和增塑剂组成，其制备过程包括抗菌复合物的粉碎处理，热塑性树脂材料干燥处理和添加增塑剂，以上三者共混后搅匀，经双螺杆挤出系统造粒后吹膜制得抗菌包装膜。本发明所述的缓释型抗菌包装材料具有抗菌时间长、性能稳定、效果优良的特点，采用本发明所描述的缓释型抗菌包装材料的制备方法，可减少抗菌剂的使用量，且具有良好的抗菌保鲜效果。
文档编号C08K5/36GK102604343SQ20121004212
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者周星, 徐学明, 李奕璇, 柏玉香, 焦爱权, 王金鹏, 翟秀超, 谢正军, 金征宇 申请人:江南大学