一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用，解決現(xiàn)有技術(shù)中的水果保鮮難度大，容易腐爛的問(wèn)題，利用殼聚糖和ZnO納米顆粒制備抗菌保鮮膜并應(yīng)用于水果保鮮。包括以下步驟：1)0.5?2g殼聚糖、1?3g冰醋酸置于去95?100g去離子水內(nèi)溶解，靜置12小時(shí)；2)加入0.02?0.1g ZnO納米顆粒，磁力攪拌3小時(shí)，得混合液備用；3)將上述混合液干燥自動(dòng)化膜，即得保鮮膜。本發(fā)明避免了物理保鮮方法的高成本和化學(xué)保鮮方法的毒副作用，為獼猴桃保鮮提供了新方法；工藝簡(jiǎn)單，整個(gè)制備系統(tǒng)容易構(gòu)建，操作簡(jiǎn)便，條件易控，成本低廉，適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；應(yīng)用方便。
【專利說(shuō)明】
一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及果蔬保鮮技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備 方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年約有8000萬(wàn)噸的水果腐爛，居世界榜首，這種情況嚴(yán)重影響了果 農(nóng)的增收。其中，造成水果腐爛損失最重要的原因是保鮮技術(shù)不完善。在發(fā)達(dá)國(guó)家，借助有 效的儲(chǔ)藏保鮮技術(shù)，可使果蔬的產(chǎn)后損失率降至1.7%_5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中國(guó)水果高達(dá)20%- 25%的損失率。由此可見(jiàn)，中國(guó)的水果保鮮技術(shù)領(lǐng)域還有很大的潛力可挖。
[0003] 獼猴桃是獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinidia)的多年生落葉植物，由 于它是多汁漿果，也是呼吸躍變型果實(shí)，有明顯的生理后熟過(guò)程，采后容易變軟腐爛，所以 獼猴桃是果蔬保鮮的重點(diǎn)。目前獼猴桃的保鮮主要是通過(guò)抑制果實(shí)的呼吸作用、控制貯藏 過(guò)程中的乙烯作用、降低因病菌帶來(lái)的果實(shí)腐爛率實(shí)現(xiàn)的。其中物理保鮮方法，要求投入的 資本較高，對(duì)設(shè)備要求高，在長(zhǎng)途運(yùn)輸中很難做到這一點(diǎn)，而化學(xué)保險(xiǎn)法中化學(xué)試劑的使用 經(jīng)常使用會(huì)導(dǎo)致病菌產(chǎn)生抗藥性而降低防病效果，并且大量的化學(xué)試劑殘留給人們的健康 帶來(lái)巨大隱患。因此開(kāi)發(fā)生物綠色保鮮技術(shù)在解決果蔬保鮮問(wèn)題上顯得尤為重要。
[0004]殼聚糖是甲殼素脫N-乙?；漠a(chǎn)物，是一種抗菌譜較廣的天然物質(zhì)，對(duì)細(xì)菌、酵母 菌、真菌等微生物均有不同程度的抑制作用。其具有無(wú)細(xì)胞毒性、無(wú)刺激、不溶血、不致敏、 生物相容性良好的特點(diǎn)，生物安全性好，廣泛用于生物醫(yī)用材料，紡織工業(yè)，食品添加劑等 眾多領(lǐng)域。ZnO納米顆粒也是一種非常有效的抑菌物質(zhì)。在陽(yáng)光特別是紫外光照射下，ZnO納 米顆粒價(jià)帶中的電子會(huì)激發(fā)到導(dǎo)帶，形成自由移動(dòng)的帶負(fù)電的電子和帶正電的空穴，這種 空穴最終會(huì)激發(fā)空氣和水中的氧變?yōu)榛钚匝?，活性氧具有極強(qiáng)的氧化活性，它們能與多種 微生物中的有機(jī)物（例如：羥基等）發(fā)生反應(yīng)，破壞細(xì)菌細(xì)胞的增殖能力，而抑制或殺滅細(xì) 菌。ZnO在含水介質(zhì)中緩慢釋放鋅離子，鋅離子逐漸地游離出來(lái)，由于鋅離子的氧化還原性， 當(dāng)它和細(xì)菌細(xì)胞膜相結(jié)合時(shí)，與其中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，破壞了膜蛋白的結(jié)構(gòu)，使其失去活 性，達(dá)到殺菌目的；當(dāng)細(xì)菌被殺死后，鋅離子又會(huì)從菌體中游離出來(lái)，再與其他細(xì)菌接觸，完 成新的殺菌任務(wù)。
[0005] 上述的兩種分子在抗菌保鮮方面鮮有應(yīng)用，因此，本發(fā)明中將同時(shí)利用殼聚糖和 ZnO納米顆粒制備抗菌保鮮膜并應(yīng)用于水果保鮮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備方法和應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中 的水果保鮮難度大，容易腐爛的問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例，包括以下組分： 殼聚糖 0.5-2% 冰醋酸 1-3%
[0009] ZnO納米顆粒0.02-0.1% 去離子水 余量
[0010] -種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜的制備方法，包括以下步驟：
[0011] l)〇.5-2g殼聚糖、l-3g冰醋酸置于去95-100g去離子水內(nèi)溶解，靜置12小時(shí)；
[0012] 2)加入0.02-0. lg ZnO納米顆粒，磁力攪拌3小時(shí)，得混合液備用；
[0013] 3)將上述混合液干燥自動(dòng)化膜，即得保鮮膜。
[0014] 步驟2)中ZnO納米顆粒通過(guò)以下步驟制得：
[0015] a)分別稱取2g六水水合硝酸鋅、6g氫氧化鈉和lg十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)置于去 160g去離子水內(nèi)溶解，攪拌約30min，得溶解液；
[0016] b)將上述溶解液置于200g聚四氟乙烯反應(yīng)釜中在100°C下保溫15h;
[0017] C)自然冷卻后，將上述產(chǎn)物經(jīng)過(guò)去離子水、丙酮、無(wú)水乙醇洗滌，后干燥即得所述 ZnO納米顆粒。
[0018] 一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜的的使用方法，包括將上述保鮮膜溶液均勻分散在水 果表面。
[0019] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，將上述保鮮膜溶液均勻分散在獼猴桃表面。
[0020] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述分散方式包括涂布或者噴壺噴灑。
[0021 ]本發(fā)明具有的有益效果是：
[0022] 1.本發(fā)明避免了物理保鮮方法的高成本和化學(xué)保鮮方法的毒副作用，為獼猴桃保 鮮提供了新方法。
[0023] 2.本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，整個(gè)制備系統(tǒng)容易構(gòu)建，操作簡(jiǎn)便，條件易控，成本低廉，適 合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0024] 3.本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用方便，直接將溶液均勻涂抹或噴灑至獼猴桃表面即能形成抗菌 保鮮膜。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方案 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅 是本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1為實(shí)施例5對(duì)照實(shí)驗(yàn)柱狀圖。
[0027]圖2為實(shí)施例5腐敗等級(jí)折線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0029] 實(shí)施例1:
[0030] 將lg水合硝酸鋅[Ζη(Ν03)2 · 6H20]，3g氫氧化鈉(NaOH)和0.4g十二烷基苯磺酸鈉 (SDBS)溶解在67g去離子水中，攪拌約30min，然后轉(zhuǎn)移至85g聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，外加不 銹鋼保護(hù)裝置，在l〇〇°C下保溫15h。反應(yīng)完成后自然冷卻，將所得產(chǎn)物用去離子水、丙酮、無(wú) 水乙醇洗滌多次，待干燥后備用。
[0031] 實(shí)施例2:(表1)
[0032] (1)稱取lg殼聚糖和1.3g的冰醋酸溶解于100g去離子水中，磁力攪拌過(guò)夜。另按相 同方法配置0.6mg/m 1和0.4mg/m 1的殼聚糖溶液。
[0033] (2)培養(yǎng)灰霉菌至107CFU，1500rpm離心，PBS洗兩次，菌體沉淀用制備的不同濃度 的殼聚糖溶液過(guò)夜處理。
[0034] (3)次日將處理后菌液涂布于PDA培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基上未見(jiàn)菌落的組對(duì)應(yīng)的殼聚糖 濃度為其最小抑菌濃度(MIC)。
[0035] 實(shí)施例3:(表1)
[0036] (1)稱取lg殼聚糖和1.25g的冰醋酸溶解于100g去離子水中，磁力攪拌2h，加入 0.02g ZnO，磁力攪拌過(guò)夜。另按相同方法配置0.6mg/ml和0.4mg/ml的殼聚糖/ZnO溶液。 [0037] (2)培養(yǎng)灰霉菌至107CFU，1500rpm離心，PBS洗兩次，菌體沉淀用制備的不同濃度 的殼聚糖溶液過(guò)夜處理。
[0038] (3)次日將處理后菌液涂布于PDA培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基上未見(jiàn)菌落的組對(duì)應(yīng)的殼聚糖 濃度為其最小抑菌濃度(MIC)。
[0039] 實(shí)施例4:(表2)
[0040] (1)稱取lg殼聚糖和1.4g的冰醋酸溶解于100g去離子水中，磁力攪拌2h，加入 0.05g ZnO,磁力攪拌過(guò)夜。
[0041 ] (2)將殼聚糖/ZnO溶液超聲分散，得到0.8mg/ml的殼聚糖/ZnO溶液。密封保存?zhèn)?用。按照同樣的方法配置〇. 6mg/ml和0.4mg/ml的殼聚糖/ZnO溶液。
[0042] (3)培養(yǎng)灰霉菌至107CFU，平板涂布在Yro培養(yǎng)基上。分別用牛津杯測(cè)定0.8mg/ml、 0.6mg/m 1、0.4mg/m 1的殼聚糖/ZnO溶液的抑菌圈大小。
[0043] 實(shí)施例5:(圖1，圖2)
[0044] (1)稱取lg殼聚糖和lg的冰醋酸溶解于100g去離子水中，磁力攪拌2h，加入0.03g ZnO，磁力攪拌過(guò)夜。
[0045] (2)將殼聚糖/ZnO溶液超聲分散，得到0.8mg/ml的殼聚糖/ZnO溶液。
[0046] (3)將所得溶液均勻涂在獼猴桃的上半部分，即上半部為實(shí)驗(yàn)組，下半部為對(duì)照 組。用0-8分作為獼猴桃腐敗指數(shù)，0代表沒(méi)有腐敗，8代表完全腐敗，以此類推，其中腐敗指 數(shù)4是消費(fèi)者日常購(gòu)買獼猴桃時(shí)可接受的最大腐敗程度。每隔一段時(shí)間，分別記錄獼猴桃上 下兩部分的腐敗指數(shù)，下部分(未處理)的腐敗指數(shù)減去上部分(抑菌處理)的腐敗指數(shù)的差 值為腐敗等級(jí)差，當(dāng)腐敗等級(jí)差越大時(shí)，我們認(rèn)為其抑菌材料對(duì)獼猴桃的保鮮效果越好。
[0047]
[0050] 表 2
[0051] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及 其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜，其特征在于，包括w下質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例的組分： 殼聚糖 0.5-2% 冰醋酸 1巧。 ΖηΟ納米顆?；?0.1% 去離子氷 余量2. -種殼聚糖/ΖηΟ抗菌保鮮膜的制備方法，其特征在于，包括W下步驟： 1 )0.5-2g殼聚糖、l-：3g冰醋酸置于去95-lOOg離子水內(nèi)溶解，靜置10-15小時(shí)； 2) 加入0.02-0.1 g ZnO納米顆粒，磁力攬拌2-5小時(shí)，得混合液備用； 3) 將上述混合液干燥自動(dòng)化膜，即得保鮮膜。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜的制備方法，其特征在于，步驟2 中所述化0納米顆粒通過(guò)W下步驟制得： a) 分別稱取2g六水合硝酸鋒、6g氨氧化鋼和Ig十二烷基苯橫酸鋼(SDBS)置于去160g離 子水內(nèi)溶解，攬拌約30min，得溶解液； b) 將上述溶解液置于200g聚四氣乙締反應(yīng)蓋中在100°C下保溫15h; C)自然冷卻后將上述產(chǎn)物經(jīng)過(guò)去離子水、丙酬、無(wú)水乙醇洗涂，后干燥即得所述ZnO納 米顆粒。4. 一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜的制備方法，其特征在于一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜的 的使用方法，包括將上述保鮮膜溶液均勻分散在水果表面。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜的制備方法，其特征在于將上述 保鮮膜溶液均勻分散在雜猴桃表面。6. 根據(jù)權(quán)利要求4-5任一權(quán)利要求所述的一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜的制備方法，其 特征在于其分散方式包括涂布或者噴壺噴灑。
【文檔編號(hào)】A23B7/16GK105837865SQ201610176295
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】李平, 聶韜, 馮駿晨, 陳彬
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)