一种可食性多糖抗菌复合膜及其制备方法与流程

本发明创造属于抗菌包装领域，尤其是涉及一种复合ε-聚赖氨酸的可食性天然多糖抗菌膜。

背景技术：

近年来，人们对塑料袋等传统包装的使用泛滥，造成了严重的环境问题。而且随着消费者安全意识的提高，寻求一种由天然材料组成可降解的包装成为研究热点。可食膜是指以可食性生物大分子(包括多糖、脂类、蛋白质等)为原料，通过分子间的交联作用形成质地均匀，具有一定机械强度的薄膜。可食性包装膜不仅具有传统包装所具有的阻隔功能，最重要的是还可以作为营养强化物质和功能活性物质(如抑菌剂，抗氧化剂)的载体。

普鲁兰多糖是一种由霉菌发酵而成的微生物多糖，无色，无味，并且具有良好的热封性，但是普鲁兰多糖单独成膜时，柔韧性较差，阻水性差，揭膜困难。壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质通过脱乙酰作用得到。具有良好的成膜特性，一定的抗菌活性和抗氧化性。将两种生物大分子复合使用能够增强其机械性能和功能特性，效果更佳。

抗菌膜中添加的抑菌剂主要包括合成抑菌剂和天然抑菌物质。天然抑菌剂有良好的生物相容性，安全性高，备受广大消费者青睐。ε-聚赖氨酸是目前天然防腐剂中具有优良防腐性能的微生物类食品防腐剂。其抑菌范围很广，对于大多数g⁺、g^－细菌、真菌及某些病毒具有强烈的抑制作用，对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用。在可食性抗菌膜方向有广阔应用前景。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造旨在提供一种可食性多糖抗菌复合膜及其制备方法，并将其应用于实际样品虾仁中。该抗菌膜有良好的机械性能，外观可接受度高，能有效地抑制微生物的生长。为达到上述目的，本发明创造所采用的的技术方案如下：

一种可食性多糖抗菌复合膜的制备，以壳聚糖和普鲁兰多糖混合液为基液，加入天然抑菌剂ε-聚赖氨酸，混合均匀，并添加甘油作为增塑剂以改善抗菌膜的质地，搅拌形成均一溶液，浇筑成膜，干燥揭膜，即得成品。

一种可食性多糖抗菌复合膜，由以下组分和含量制备而成：壳聚糖：0-2g，普鲁兰多糖：0-2g，甘油：1ml，去离子水：98ml，ε-聚赖氨酸：0.4g，醋酸：1ml。

所述的可食性多糖抗菌复合膜的制备方法，包括以下步骤：

1)壳聚糖溶液的制备：将0-2g壳聚糖加到醋酸稀溶液中，加热，搅拌1-2h，制得壳聚糖溶液；

2)多糖复合膜液的制备：在步骤(1)制得的溶液中加入0-2g普鲁兰多糖，继续搅拌1-2h，制得多糖复合膜液；

3)抑菌复合膜液的配置：在步骤(2)所得的多糖复合膜液中加入0.4g天然抑菌剂，搅拌20-30min，制得抑菌复合膜液；

4)成膜储备液的配置：在步骤(3)所得抑菌复合膜液中添加1ml增塑剂，搅拌20-30min混合均匀得膜储备液；

5)制膜：将成膜储备液静置脱气后浇铸于亚克力材料模具，待其干燥，小心揭起，即得可食性抗菌膜。

进一步，步骤(1)中所述的醋酸溶液的体积浓度为1％。

进一步，步骤(2)中所用天然抑菌剂为ε-聚赖氨酸，所选浓度为针对食源性微生物大肠杆菌，沙门氏菌，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度。

进一步，步骤(3)中所用增塑剂为甘油。

进一步，控制整个反应温度为60℃，搅拌速度为500-800rpm。

进一步，步骤(5)中静置时间为12h，干燥温度为25℃，亚克力材料磨具规格为15×15×1cm，每份的膜液量为30ml，干燥时间为48h。

相对于现有技术，本发明创造所述的可食性多糖抗菌复合膜具有以下优势：

(1)本发明所述的可食性多糖抗菌复合膜的成膜基质壳聚糖和普鲁兰多糖均为生物大分子聚合物，无毒副作用。二者的复合使用增强了复合膜的机械性能，达到了优势互补的效果，外观光滑均一，透明度较高，与传统使用的聚乙烯塑料薄膜的色差较小，更易被消费者接受。

(2)本发明所述的可食性多糖抗菌复合膜中添加的ε-聚赖氨酸不仅抑菌范围广泛，热稳定性非常好，120℃条件下，加热120min不分解，可随原料一同灭菌。而且在酸性条件下仍保持较佳的抑菌效果，壳聚糖溶于冰醋酸造成的较低ph范围不会对ε-聚赖氨酸的抑菌活性产生影响。在人体内分解为赖氨酸，可完全被人体消化吸收，不但无任何毒副作用，而且可作为一种赖氨酸来源。

(3)本发明所述的可食性多糖抗菌复合膜制备方法简单，易于操作，满足市场需求。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。下面结合附图说明和具体实施例对本发明做进一步详细描述。

图1为本发明创造实施例所述的优选配方制得的可食性多糖抗菌复合膜对大肠杆菌的抑菌圈。

图2为本发明创造实施例所述的优选配方制得的可食性多糖抗菌复合膜对沙门氏菌的抑菌圈。

图3为本发明创造实施例所述的优选配方制得的可食性多糖抗菌复合膜对金黄色葡萄球菌的抑菌圈。

图4为本发明创造实施例所述的优选配方制得的可食性多糖抗菌复合膜对枯草芽孢杆菌的抑菌圈。

图5为本发明创造实施例所述的优选配方制得的可食性多糖抗菌复合膜对虾仁实际样品的抑菌作用。

附图标记说明：

图1-4中，cp0-代表未添加普鲁兰多糖和ε-聚赖氨酸的壳聚糖膜；pc0-代表未添加壳聚糖和ε-聚赖氨酸的普鲁兰多糖膜；cp2代表实施例三中优选配方所得抗菌膜。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

称取2g壳聚糖，加入到100ml含体积分数1％的醋酸溶液中，在60℃条件下，转速500-800rpm，搅拌1.5h，制得壳聚糖溶液。将0.4gε-聚赖氨酸加到壳聚糖溶液中，继续搅拌30min。最后添加增塑剂甘油1ml，磁力搅拌30min，得到成膜基液。将最终成膜基液静置脱气12h，然后将每份30ml成膜基液浇铸于规格为15×15×1cm的亚克力材料模具，室温干燥48h，小心揭起，即得可食性抗菌膜，计作cp0。

实施例2

称取2g普鲁兰多糖，加入到100ml的去离子水溶液中，在60℃条件下，转速500-800rpm，搅拌2h，制得壳聚糖溶液。将0.4gε-聚赖氨酸加到壳聚糖溶液中，继续搅拌30min。最后添加增塑剂甘油1ml，磁力搅拌30min，得到成膜基液。将最终成膜基液静置脱气12h，然后将每份30ml成膜基液浇铸于规格为15×15×1cm的亚克力材料模具，室温干燥48h，小心揭起，即得可食性抗菌膜，计作pc0。

实施例3

称取1.5g壳聚糖，加入到100ml含体积分数1％的醋酸溶液中，在60℃条件下，转速500-800rpm，搅拌2h，制得壳聚糖溶液。在壳聚糖溶液中加入1.5g普鲁兰多糖，搅拌2h，得到质地均一的复合膜液。将0.4gε-聚赖氨酸加到复合膜溶液中，继续搅拌30min。最后添加增塑剂甘油1ml，磁力搅拌30min，得到成膜基液。将最终成膜基液静置脱气12h，然后将每份30ml成膜基液浇铸于规格为15×15×1cm的亚克力材料模具，室温干燥48h，小心揭起，即得可食性抗菌膜，计作cp2。

实施例1-3制备的可食性抗菌膜的物理参数见表1。

表1

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。