一种壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法

本发明涉及天然高分子材料，具体涉及一种壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着塑料包装材料造成的白色污染及资源浪费等问题的日趋严重，加之人们环保意识的增强，人们对商品包装，尤其是对食品、药品、生物医药等领域的包装提出了更高的要求，利用天然高分子制成的绿色环保型食品包装材料越来越受到人们的重视。

2、壳聚糖是自然界中第二大多糖资源及唯一的阳离子多糖，具有生物相容性好、生物降解性好、低毒性和良好的成膜性，此外还具备一定的抗菌性能，因此受到广泛研究。传统壳聚糖膜的制备方法主要是通过醋酸溶解后碱絮凝制备，然而如文献(food chemistry,2023,419,136004)报道，此方法制备的壳聚糖膜机械性能差，不能满足包装材料的要求，因此需要采取其它方法进一步强化其机械性能。新型绿色溶剂碱尿素体系的发明为纤维素甲壳素类多糖新材料的制备提供了新方法，基于碱尿素体系溶解再生所制备的此类材料具有良好的机械性能。然而，纯壳聚糖膜具有相对较低的抗紫外线、抗氧化和抗菌性能，需要进一步强化其功能特性以满足其在食品及生物医药等领域包装要求，因此，基于上述缺陷，本发明提供了一种高强度壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法。

技术实现思路

1、基于上述表述，本发明提供了一种壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，以通过组装单宁酸至高强度壳聚糖膜中，提高壳聚糖膜的机械性能、抑菌活性及抗氧化性。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明提供一种壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将壳聚糖粉末均匀分散至碱性溶液中，配置壳聚糖膜液；

5、(2)将壳聚糖膜液置于-18℃以下冰箱进行冷冻处理，后在室温条件下进行机械力搅拌处理至壳聚糖溶解；

6、(3)将溶解后的壳聚糖膜液进行离心处理；

7、(4)将离心后的壳聚糖膜液倒至玻璃基底上，流延形成溶液层，置于热水浴中使其絮凝至自动脱离玻璃基底，以形成壳聚糖膜，并在水中浸泡以除去其中的碱和尿素；

8、(5)配置单宁酸溶液，将单宁酸溶液的ph调至6.5±0.5，将除碱后的壳聚糖膜浸入单宁酸溶液中，室温条件下震荡吸附后得到壳聚糖-单宁酸复合膜。

9、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

10、进一步地，在步骤(2)中，所述将壳聚糖膜液依次进行冷冻和解冻处理，具体包括：

11、将分散均匀的壳聚糖膜液置于-18℃以下冰箱中冷冻；

12、将冷冻的壳聚糖膜液在室温下用机械力搅拌至完全解冻并溶解。

13、进一步地，在步骤(3)中，所述离心处理，具体包括：

14、将解冻后的壳聚糖膜液进行离心操作至膜液中无气泡。

15、进一步地，在步骤(4)中，热水浴的温度t≥45℃。

16、进一步地，所述冲洗处理，具体包括：

17、用去离子水浸泡壳聚糖膜，以去除氢氧化钾和尿素。

18、进一步地，在步骤(5)中，配置的单宁酸溶液的浓度为1～12mg/ml。

19、进一步地，在步骤(5)中，在得到壳聚糖-单宁酸复合膜之后，还包括：

20、将壳聚糖-单宁酸复合膜于6％甘油中浸泡12h，干燥，得到干燥状态的壳聚糖-单宁酸复合膜。

21、进一步地，在步骤(1)之前，还包括：

22、将氢氧化钾溶于去离子水中，冷却至室温，再加入尿素，搅拌至完全溶解，得到碱性溶液。

23、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

24、1.本发明通过碱尿素体系溶解再生所得的壳聚糖膜具有良好的机械性能，机械强度显著高于传统酸溶碱絮凝得到的壳聚糖膜。

25、2.本发明通过一种简单的界面组装的方法将将单宁酸组装于碱尿素体系溶解再生所得高强度壳聚糖膜中，进一步增强了壳聚糖膜的抗菌性能、机械性、抗氧化性、抗菌性，得到了具有优异抗菌抗氧化特性的包装膜材料。

26、3.本发明中，先将膜液倒至玻璃基底上，流延形成溶液层，置于热水浴中使其絮凝至自动脱离玻璃基底形成壳聚糖膜并除去其中的碱和尿素，然后将单宁酸溶液的ph调至6.5±0.5，并将壳聚糖膜浸入上述配置的单宁酸溶液中，两个步骤联合，使得得到的壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜具有更好的机械性能、抗菌性及抗氧化性。

27、4.本发明制备的活性壳聚糖包装膜具备诸多优势，即抗菌性、抗氧化性、良好的机械性能，所用原料来源广泛，并且制备工艺简单易行，成本低，安全无毒。

28、附图标记

29、图1为实施例1至4、对比例1所制备壳聚糖单宁酸膜和壳聚糖膜的机械性能对比示意图；

30、图2为实施例1至4、对比例1所制备壳聚糖单宁酸膜和壳聚糖膜的透光率对比示意图；

31、图3为实施例1至4、对比例1所制备壳聚糖单宁酸膜和壳聚糖膜对金黄色葡萄球菌的抑菌率对比示意图；

32、图4为实施例1至4、对比例1所制备壳聚糖单宁酸膜和壳聚糖膜对鼠伤寒沙门氏菌的抑菌率对比示意图；

33、图5为实施例1至4、对比例1所制备壳聚糖单宁酸膜和壳聚糖膜对dpph自由基的清除率对比示意图；

34、图6为实施例1至4、对比例1所制备壳聚糖单宁酸膜和壳聚糖膜对abts+自由基的清除率对比示意图；

35、图7为实施例1至4、对比例1所制备壳聚糖单宁酸膜和壳聚糖膜在冷鲜猪肉4℃贮存条件下ph的变化规律示意图；

36、图8为实施例1至4、对比例1所制备壳聚糖单宁酸膜和壳聚糖膜冷鲜猪肉4℃贮存条件下菌落总数的变化规律示意图。

技术特征：

1.一种壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述将壳聚糖膜液依次进行冷冻和搅拌处理，具体包括：

3.根据权利要求1所述的壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述离心处理，具体包括：

4.根据权利要求1所述的壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，热水浴的温度t≥45℃。

5.根据权利要求1所述的壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，所述浸泡除碱处理具体包括：

6.根据权利要求1所述的壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，配置的单宁酸溶液的浓度为1～12mg/ml。

7.根据权利要求1所述的壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，在得到壳聚糖-单宁酸复合膜之后，还包括：

8.根据权利要求1所述的壳聚糖-单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)之前，还包括：

技术总结
本发明提供一种壳聚糖‑单宁酸抗菌抗氧化膜的制备方法包括：将壳聚糖粉末均匀分散至碱性溶液中，配置壳聚糖膜液；将壳聚糖膜液进行冷冻，后室温条件下机械力搅拌溶解；将溶解后的壳聚糖膜液进行离心处理；将离心后的壳聚糖膜液倒至玻璃基底上，流延形成溶液层，置于热水浴中使其絮凝至自动脱离玻璃基底，以形成壳聚糖膜，并在水中浸泡除碱及尿素；配置单宁酸溶液，将单宁酸溶液的pH调至6.5±0.5，将壳聚糖膜浸入单宁酸溶液中，恒温震荡后得到壳聚糖‑单宁酸复合膜；将壳聚糖单宁酸复合膜浸泡甘油12h后干燥得壳聚糖单宁酸复合膜。基于上述方法所制备的壳聚糖‑单宁酸复合膜表现出较好的机械性能，良好的紫外线阻挡效果，能显著抑制微生物的生长，在食品保鲜、生物医药等领域具有较好的应用前景。

技术研发人员：望运滔,王昱,杜曼婷,白艳红,李瑞,张慧,赵电波,李可,栗俊广,陈博
受保护的技术使用者：郑州轻工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17