本发明涉及薄膜技术领域，具体涉及一种可生物降解的抗菌食品包装膜及其制备方法。
背景技术：
近些年来，中国塑料软包装薄膜的生产和应用发展迅速，但是对用于食品包装塑料薄膜可能危害人体健康问题还不够重视，最好的例子就是目前广泛使用的常见的PVC保鲜膜对人体安全性有一定的危害，可能致癌。其实在我国PVC薄膜的使用除了保鲜膜，还大量使用在糖果扭结包装、小食品扭结包装上。糖果、小食品的扭结包装都是PVC扭结膜直接和食品接触，同时，其消费群体以儿童、青少年为主，因此PVC扭结膜可能危害人体健康的问题同样需引起社会各方面的重视。
目前市场上常见的扭结膜主要有PVC膜，PET膜。在欧美的一些发达国家已经禁止在食品包装方面使用PVC类的薄膜，取而代之的是PETG和双向拉伸聚苯乙烯(BOPS)薄膜，我国虽然还没有明文禁止PVC包装薄膜使用，但随着环保要求的日益提高，大力开发替代PVC包装膜的新型绿色产品是环保要求的根本出路。
聚丙烯本身无味无毒，比重轻，回收工艺简单，属于环保产品，是取代国内目前广泛使用的PVC扭结膜及PETG扭结膜的首选材料。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种安全、环保、具有杀菌消毒功效的可生物降解的抗菌食品包装膜及其制备方法。
为解决上述技术问题，实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种可生物降解的抗菌食品包装膜，由以下重量份的组分组成：线性低密度聚乙烯35-55份、茂金属线性低密度聚乙烯10-20份、聚乙烯醇10-20份、改性淀粉9-15份、丙三醇6-8份、纳米二氧化硅5-9份、次氯酸钠4-6份、环氧植物油3-5份、仿蜘蛛丝纤维2-4份、蛋白质纤维素2-3份、抗氧化剂2-3份；
优选地，所述的一种可生物降解的抗菌食品包装膜，由以下重量份的组分组成：线性低密度聚乙烯45份、茂金属线性低密度聚乙烯15份、聚乙烯醇15份、改性淀粉12份、丙三醇7份、纳米二氧化硅7份、次氯酸钠5份、环氧植物油4份、仿蜘蛛丝纤维3份、蛋白质纤维素3份、抗氧化剂3份；
优选地，所述的聚乙烯醇的聚合度为6000-8000。
优选地，所述的改性淀粉为马铃薯淀粉、木薯淀粉或者山药淀粉中的一种；
优选地，所述的抗氧化剂为抗氧化剂1076或1010中的一种或者两种；
优选地，所述的环氧植物油为棕榈油或大豆油中的一种；
本发明所述的一种可生物降解的抗菌食品包装膜，其制备方法包括以下步骤：
1)选择新鲜成熟的马铃薯、木薯或者山药，用水清洗干净并沥干待用；
2)将所述步骤1)沥干的马铃薯、木薯或者山药切成薄片，放入冰箱中，在-18℃冷冻温度下进行冷冻，冷冻时间为20分钟；目的是减少有效成分的蒸发及氧化；
3)将所述步骤2)冷冻后的马铃薯、木薯或者山药薄片进行榨汁处理，收集汁液，将汁液置于不锈钢冷冻床上，冷冻温度为-4℃，封闭冷冻12小时，保持冷冻温度为-2-0℃，继续冷藏12小时，使其结晶凝沉，使水分子析漓出来，得到粉块；
4)将步骤3)中析漓水分子后的粉块放在60℃烘钳锅内烘干，使其水分含量在10％以内；
5)将步骤4)中烘干的粉块利用球磨机球磨至250目即制得改性淀粉；
6)在100ml的蒸馏水中，加入所述步骤5)制得的改性淀粉，加热糊化，温度67～75℃，时间20min；
7)待糊化完成后，将配方量的线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、聚乙烯醇、仿蜘蛛丝纤维、蛋白质纤维素和所述步骤6)的糊化改性淀粉一起加入高速混匀机中混合搅拌均匀后送入捏合机再加配方量的入丙三醇、纳米二氧化硅、次氯酸钠、环氧植物油、抗氧化剂混炼均匀，于120℃处理6小时，配制成胶料，然后按照常规方法制备成膜。
本发明的有益效果是：本发明采用环保无毒的聚丙烯和茂金属线性低密度聚乙烯，加入改性淀粉植物性成分和次氯酸钠杀菌剂，次氯酸纳具有杀菌、消毒的作用，制备的薄膜具有良好的成型性和弹性等力学性能，软硬适中，易降解，不会造成环境污染，是一种新型绿色环保材料，制备的薄膜包装食品可以延长食品的保质期，防霉杀菌，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
一种可生物降解的抗菌食品包装膜，由以下重量份的组分组成：线性低密度聚乙烯35份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、聚乙烯醇10份、改性马铃薯淀粉9份、丙三醇6份、纳米二氧化硅5份、次氯酸钠4份、棕榈油3份、仿蜘蛛丝纤维2份、蛋白质纤维素2份、抗氧化剂1076 2份；
本发明所述的一种可生物降解的抗菌食品包装膜，其制备方法包括以下步骤：
1)选择新鲜成熟的马铃薯100份，用水清洗干净并沥干待用；
2)将沥干的马铃薯切成薄片，放入冰箱中，在-18℃冷冻温度下进行冷冻，冷冻时间为20分钟；目的是减少有效成分的蒸发及氧化；
3)将冷冻后的马铃薯薄片进行榨汁处理，收集汁液，将汁液置于不锈钢冷冻床上，冷冻温度为-4℃，封闭冷冻12小时，保持冷冻温度为-2-0℃，继续冷藏12小时，使其结晶凝沉，使水分子析漓出来；
4)将步骤3)中析漓水分子后的粉块放在60℃烘钳锅内烘干，使其水分含量在10％以内；
5)将步骤4)中烘干的粉块利用球磨机球磨至250目即制得改性马铃薯淀粉；
6)在100ml的蒸馏水中，加入所述步骤5)制得的改性马铃薯淀粉，加热糊化，温度67℃，时间20min；
7)待糊化完成后，将线性低密度聚乙烯35份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、聚乙烯醇10份、仿蜘蛛丝纤维2份、蛋白质纤维素2份和所述步骤6)的糊化改性马铃薯淀粉9份一起加入高速混匀机中混合搅拌均匀后送入捏合机再加入丙三醇6份、纳米二氧化硅5份、次氯酸钠4份、棕榈油3份、抗氧化剂1076 2份混炼均匀，于120℃处理6小时，配制成胶料，然后按照常规方法制备成膜。
实施例2
一种可生物降解的抗菌食品包装膜，由以下重量份的组分组成：线性低密度聚乙烯55份、茂金属线性低密度聚乙烯20份、聚乙烯醇20份、改性山药淀粉15份、丙三醇8份、纳米二氧化硅9份、次氯酸钠6份、环氧大豆油5份、仿蜘蛛丝纤维4份、蛋白质纤维素3份、抗氧化剂1010 3份；
本发明所述的一种可生物降解的抗菌食品包装膜，其制备方法包括以下步骤：
1)选择新鲜成熟的山药100份，用水清洗干净并沥干待用；
2)将沥干的山药切成薄片，放入冰箱中，在-18℃冷冻温度下进行冷冻，冷冻时间为20分钟；目的是减少有效成分的蒸发及氧化；
3)将冷冻后的山药薄片进行榨汁处理，收集汁液，将汁液置于不锈钢冷冻床上，冷冻温度为-4℃，封闭冷冻12小时，保持冷冻温度为-2-0℃，继续冷藏12小时，使其结晶凝沉，使水分子析漓出来；
4)将步骤3)中析漓水分子后的粉块放在60℃烘钳锅内烘干，使其水分含量在10％以内；
5)将步骤4)中烘干的粉块利用球磨机球磨至250目即制得改性山药淀粉；
6)在100ml的蒸馏水中，加入所述步骤5)制得的改性山药淀粉，加热糊化，温度75℃，时间20min；
7)待糊化完成后，将线性低密度聚乙烯55份、茂金属线性低密度聚乙烯20份、聚乙烯醇20份、仿蜘蛛丝纤维4份、蛋白质纤维素3份和所述步骤6)的糊化改性山药淀粉15份一起加入高速混匀机中混合搅拌均匀后送入捏合机再加入丙三醇8份、纳米二氧化硅9份、次氯酸钠6份、环氧大豆油5份、抗氧化剂1010 3份混炼均匀，于120℃处理6小时，配制成胶料，然后按照常规方法制备成膜。
实施例3
一种可生物降解的抗菌食品包装膜，由以下重量份的组分组成：所述的一种可生物降解食品包装膜，由以下重量份的组分组成：线性低密度聚乙烯45份、茂金属线性低密度聚乙烯15份、聚乙烯醇15份、改性木薯淀粉12份、丙三醇7份、纳米二氧化硅7份、次氯酸钠5份、环氧大豆油4份、仿蜘蛛丝纤维3份、蛋白质纤维素3份、抗氧化剂3份；
优选地，所述的抗氧化剂为抗氧化剂1076和1010重量比为1:1的复合抗氧化剂；
本发明所述的一种可生物降解的抗菌食品包装膜，其制备方法包括以下步骤：
1)选择新鲜成熟的木薯100份，用水清洗干净并沥干待用；
2)将沥干的木薯切成薄片，放入冰箱中，在-18℃冷冻温度下进行冷冻，冷冻时间为20分钟；目的是减少有效成分的蒸发及氧化；
3)将冷冻后的木薯薄片进行榨汁处理，收集汁液，将汁液置于不锈钢冷冻床上，冷冻温度为-4℃，封闭冷冻12小时，保持冷冻温度为-2-0℃，继续冷藏12小时，使其结晶凝沉，使水分子析漓出来；
4)将步骤3)中析漓水分子后的粉块放在60℃烘钳锅内烘干，使其水分含量在10％以内；
5)将步骤4)中烘干的粉块利用球磨机球磨至250目即制得改性木薯淀粉；
6)在100ml的蒸馏水中，加入所述步骤5)制得的改性木薯淀粉，加热糊化，温度70℃，时间20min；
7)待糊化完成后，将线性低密度聚乙烯45份、茂金属线性低密度聚乙烯15份、聚乙烯醇15份、仿蜘蛛丝纤维3份、蛋白质纤维素3份和所述步骤6)的糊化改性木薯淀粉12份一起加入高速混匀机中混合搅拌均匀后送入捏合机再加入丙三醇7份、纳米二氧化硅7份、次氯酸钠5份、环氧大豆油4份、抗氧化剂3份混炼均匀，于120℃处理6小时，配制成胶料，然后按照常规方法制备成膜。
将实施例1-3所得的三种食品包装膜和对照组即市售某食品包装膜选择土壤微生物自然降解，选择的土壤pH为7.8，有机质的质量含量为48.00g/Kg，碱解氮的质量含量为25mg/100g，速效磷的质量含量为32g/Kg，将包装膜埋在土壤20cm深处，一周后测定其降解率，实验结果如表1所示。
将实施例1-3所得的三种食品包装膜和对照组即市售某食品包装膜采用Fisher渗透杯(Fisher Scientific的方法ASTM1999)在小烧杯中放入一定量的变色硅胶，用所制得的包装膜封口，测试杯被放置在25度和50％相对湿度的干燥器中24小时，通过测定烧杯中变色硅胶的增重，按公式计算包装膜的水蒸气透过系数(WVP)，WVP＝(M×d)/(A×t×p)；
式中：M为t时间内的硅胶质量增重，g；
d为样品厚度，mm；
A为试样透水蒸汽的面积，m2；
t为质量增重稳定后的两次间隔时间，d；
p为式样两侧水蒸气压差，Kpa；
实验结果如表1所示。
将实施例1-3所得的三种食品包装膜和对照组即市售某食品包装膜采用XWL(PC)型号的智能电子拉力实验机按照GB13022-91标准进行拉力测定，实验结果如表1所示。
将实施例1-3所得的三种食品包装膜和对照组即市售某食品包装膜采用QB/T 2591-2003标准进行抗菌率实验，实验结果如表1所示。
表1 食品包装膜性能测试结果对比
由表1可得知，与对照组相比，本发明的食品包装膜具有很好的降解性，降解率100％，完全降解；本发明的食品包装膜具有很好的保水性能，可以延长包装产品的保藏期，降低包装产品发生质变；本发明的食品包装膜抗拉强度均在20MPa以上，具有很好的力学性能；本发明的食品包装膜具有很好的抗菌性能，抗菌率达98％以上。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。