專利名稱：高強(qiáng)度可降解多糖共混膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜，具體地講，是一種殼質(zhì)多糖和(3-環(huán)糊精的復(fù)合膜的制 備方法。
背景技術(shù)：
凝膠膜一般是通過包裹、浸漬、涂布、噴灑等形式覆蓋于物質(zhì)表面而構(gòu)成的薄
層。凝膠膜可以分為固態(tài)膜、流動(dòng)膜等。其中固態(tài)膜又可分為生物全降解膜，醫(yī) 用膜和涂料。流動(dòng)膜又可分為食品保鮮劑、化肥、農(nóng)藥緩釋劑和化妝品。
《日用化學(xué)工業(yè)》2000年第1期發(fā)表了張東華等人的文章"天然高分子魔芋
葡甘聚糖的復(fù)配產(chǎn)物成膜研究"，對(duì)魔芋葡甘聚糖及其改性或復(fù)配產(chǎn)物(卡拉膠、 卡拉膠和黃原膠、黃原膠)成膜機(jī)理進(jìn)行了探討，并對(duì)膜的性能進(jìn)行了分析研究，
提出了制膜方法。具體操作如下將0.5g魔芋葡甘聚糖與5g卡拉膠和3g黃原 膠加入500ml蒸餾水充分溶脹后水浴煮沸，然后冷卻至50 6(TC，用玻璃棒沾 取少量膠液，均勻涂抹在玻璃板上，成膜后即得成品。
《食品科學(xué)》2000年第21巻第2期發(fā)表了李波的文章"魔芋葡甘聚糖可食 性膜材料研究"，介紹了一種共混膜，即魔芋葡甘聚糖與天然多糖-黃原膠共混的 制備方法(l)魔芋精粉純化魔芋精粉—50%乙醇洗滌—95%乙醇脫水—70°C 烘箱干燥得純粉；(2)共混膜制備①0.9g黃原膠—加100ml水于45。C溶脹2小 時(shí)—溶膠過濾—得溶膠；②0.9g魔芋精粉—加100ml水于5(TC溶脹1小時(shí)—得溶膠；③將上述兩種溶膠以一定比例混合，在55'C下攪拌均勻—涂膜于玻璃板 上—8(TC烘箱干燥成膜。并對(duì)膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。
上述幾種膜不具有抗菌性，且其機(jī)械強(qiáng)度較差，抗水性較弱，且存在著膜 的強(qiáng)度下降等問題。為了解決這個(gè)問題，《膜科學(xué)與技術(shù)》2007年第27巻第6 期發(fā)表了許秀真的文章"魔芋葡甘聚糖抗菌復(fù)合膜的研制及其應(yīng)用"，介紹了一種 共混膜，即:以魔芋葡甘聚糖為基質(zhì)，加入增塑劑、脂質(zhì)、乳化劑、抗菌劑及生 物抑制劑共混的制膜方法(1)魔芋葡甘聚糖水溶膠的制備稱取一定量的 KGM，加500mL蒸餾水，45"C下溶脹0.5h得到魔芋溶膠。(2)殼聚糖水溶膠 的制備稱取一定量的殼聚糖，加入500mL2。/。的乙酸溶液，以45。C水浴加熱 0.5h，使之完全溶解，溶液用100目尼龍過濾得到殼聚糖水溶液。(3)魔芋葡甘 聚糖-殼聚糖復(fù)合抗菌膜的制備將上面的兩種溶膠按一定比例混合均勻，并加 入適量的增塑劑、阻水劑和抗菌劑，在45'C水浴中攪拌均勻，冷卻，靜置24h， 然后均勻涂布于光滑的玻璃板上自然流延成膜，在一定溫度下干燥，揭膜。并 對(duì)膜的性能與結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和測(cè)定。此膜除2種主要成分外，還添加增塑劑、 脂質(zhì)、乳化劑、抗菌劑及生物抑制，共7種成分；膜的成分多，導(dǎo)致組分間相 容性差；相容性差，導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度不高；同時(shí)成分過多也導(dǎo)致了制膜的成本提 咼。
中國(guó)專利CN1781978公開了一種"可食性耐水耐高溫復(fù)合凝膠抗菌膜的制 備方法"，即以殼聚糖和葡甘聚糖酯化改性產(chǎn)物、P-環(huán)狀糊精、黃原膠和卡拉膠 共混的制備方法，其具體制備方法包括膜液配制、加熱、離心脫氣、倒板制 膜、烘干、均濕回軟、揭膜、成品包裝。由于該膜的組分多達(dá)8種，同樣存在 機(jī)械強(qiáng)度不高和制作成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種組分少、成本低的高強(qiáng)度可降解 多糖共混膜的制備方法，由該制備方法得到的膜機(jī)械強(qiáng)度高。
為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種高強(qiáng)度可降解多糖共混膜 的制備方法，按如下步驟進(jìn)行將殼聚糖溶于pH3 4的乙酸溶液中配置成質(zhì)量
分?jǐn)?shù)為2 3%的溶液，再加入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5 5% P-環(huán)狀糊精和質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.018 0.035%苯甲酸鈉的水溶液，于超聲波清洗機(jī)中，混合得共混液，共混液 中殼聚糖、J3-環(huán)糊精和苯甲酸鈉的質(zhì)量比為225 450 : 75 250 : 1;將共混液 減壓脫泡30 40分鐘，再將脫泡的共混液注入模具板中制成厚度0.05 1.0mm 的薄膜，先在冷凍干燥箱中冷凍干燥60 90分鐘，再在60 90。C干燥箱中干燥 10 25min;待膜干燥后，轉(zhuǎn)移至pH 9 10的堿性溶液中浸泡2 3分鐘，移出， 用蒸餾水洗至洗滌水的pH值為7.0 7.5，自然干燥或?qū)⑵渲糜?0 5(TC干燥箱 中烘干，再將烘干的膜取出，于相對(duì)濕度》80%的環(huán)境中，放置30 60分鐘， 最后分割包裝。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，殼聚糖、(3-環(huán)糊精和苯甲酸鈉在超聲波清 洗機(jī)中共混的條件為超聲波頻率15 40KHz，振蕩混合時(shí)間1.5 2h，混合液 的溫度為25 30°C;減壓脫泡的真空度為0.03 0.06MPa;冷凍干燥溫度為 -10 -25°C，真空度為1.5 5.0KPa;所述干燥箱為遠(yuǎn)紅外輻射干燥箱。
作為上述技術(shù)方案的另一優(yōu)選實(shí)施例，所述殼聚糖、P-環(huán)狀糊精和苯甲酸鈉 為食品級(jí)原料，這樣由本發(fā)明制備的膜可用于食品保鮮膜。
本發(fā)明以殼聚糖和P-環(huán)糊精為主要原料，殼聚糖具有抗張強(qiáng)度大、韌性好、 具有較強(qiáng)的耐堿性和耐有機(jī)溶劑性，而且，f3-環(huán)糊精具有疏水的內(nèi)部與親水的外部結(jié)構(gòu)，易溶于水可與疏水性的殼聚糖分子通過非共價(jià)鍵的相互作用形成穩(wěn)定 的包合物，具有協(xié)同增效的作用，達(dá)到了相容的效果，從而使本發(fā)明制備的復(fù) 合膜抗菌膜的性能得到了明顯的提高和改善，同時(shí)，本發(fā)明的復(fù)合抗菌膜對(duì)抗 菌劑具有包合作用，可以達(dá)到長(zhǎng)效抑菌的效果。
本發(fā)明制備的膜可用于食品包裝膜，具有良好的阻水性，可延緩食品中水 和油及其它成分的遷移和擴(kuò)散，具有可選擇的透氣性和抗?jié)B透能力，能阻止食 品中風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā)；該膜也可用于重金屬離子的吸附，可作為可降解的環(huán)境 凈化材料使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列有益效果
(1) 本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，原料廉價(jià)易得，膜的組分只有3種，大大降低了膜 的制作成本；同時(shí)大大提高了膜的組分相容性，提高了其機(jī)械性能；
(2) 通過冷凍干燥法成微孔，提高了此膜的透氣性，同時(shí)也提高了該膜的 保鮮能力；
(3) 利用超聲波技術(shù)的超聲波空化效應(yīng)將殼聚糖、環(huán)糊精、苯甲酸鈉三者 共混，采用冷凍干燥技術(shù)，制備了一種新型可降解抗菌復(fù)合膜；
(4) 最后，此復(fù)合膜的力學(xué)性能、抗菌性能、保濕防潮性能以及透氣性都很好。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
將4.5g殼聚糖溶于pH 3的乙酸溶液中配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的溶液。將 2.5g p-環(huán)糊精和0.018g苯甲酸鈉混合，加入到水中，加熱使之溶解，冷卻后用 水定溶到lOOmL得含質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5% (3-環(huán)狀糊精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.018%苯甲酸鈉的混合溶液，將該混合溶液加入殼聚糖中，置于超聲波清洗機(jī)中，在超聲波頻率
15KHz，超聲波振蕩時(shí)間2h，混合液溫度25'C的條件下混合得共混液；將共混 液在真空度0.06MPa下減壓脫泡30分鐘，再將脫泡的共混液注入模具板中制成 厚度O.lmm的薄膜，先在冷凍干燥箱中冷凍干燥60分鐘(預(yù)凍溫度為-10。C、 真空度為5.0KPa，預(yù)凍時(shí)間為3h，抽真空時(shí)間為0.5h)，再在90'C干燥箱中干 燥20min;待膜干燥后，轉(zhuǎn)移至pH9的氫氧化鈉溶液中浸泡2分鐘，移出，用 蒸餾水洗至洗滌水的pH值為7.0 7.5，將其置于4(TC干燥箱中烘干，再將烘干 的膜取出，于相對(duì)濕度80%的環(huán)境中，放置40分鐘，以保證膜的柔軟性，最后 根據(jù)需要的尺寸分割包裝。 實(shí)施例2
將11.5g殼聚糖溶于pH 3的乙酸溶液中配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的溶液。將 5g卩-環(huán)糊精和0.035g苯甲酸鈉混合，加入到水中，加熱使之溶解，冷卻后用水 定溶到100mL得含質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%卩-環(huán)狀糊精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.035%苯甲酸鈉的混合 溶液，將該混合溶液加入殼聚糖中，置于超聲波清洗機(jī)中，在超聲波頻率30KHz， 超聲波振蕩時(shí)間為1.5h，水溫3(TC的條件下混合得共混液；將共混液在真空度 0.03MPa下減壓脫泡40分鐘，再將脫泡的共混液注入模具板中制成厚度0.5rrnn 的薄膜，先在冷凍干燥箱中冷凍干燥90分鐘(預(yù)凍溫度為-2(TC、真空度為 2.5KPa，預(yù)凍時(shí)間為4h，抽真空時(shí)間為lh)，再在9(TC干燥箱中干燥20min; 待膜千燥后，轉(zhuǎn)移至pH9的氫氧化鈉溶液中浸泡2分鐘，移出，用蒸餾水洗至 洗滌水的pH值為7.0 7.5，自然干燥，再將烘干的膜取出，于相對(duì)濕度85%的 環(huán)境中，放置30分鐘，以保證膜的柔軟性，最后根據(jù)需要的尺寸分割包裝。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度可降解多糖共混膜的制備方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行將殼聚糖溶于pH3～4的乙酸溶液中配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2～3％的溶液，再加入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5～5％β-環(huán)狀糊精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.018～0.035％苯甲酸鈉的水溶液，于超聲波清洗機(jī)中，混合得共混液，共混液中殼聚糖、β-環(huán)糊精和苯甲酸鈉的質(zhì)量比為225～450∶75～250∶1；將共混液減壓脫泡30～40分鐘，再將脫泡的共混液注入模具板中制成厚度0.05～1.0mm的薄膜，先在冷凍干燥箱中冷凍干燥60～90分鐘，再在60～90℃干燥箱中干燥10～25min；待膜干燥后，轉(zhuǎn)移至pH9～10的堿性溶液中浸泡2～3分鐘，移出，用蒸餾水洗至洗滌水的pH值為7.0～7.5，自然干燥或?qū)⑵渲糜?0～50℃干燥箱中烘干，再將烘干的膜取出，于相對(duì)濕度≥80％的環(huán)境中，放置30～60分鐘，最后分割包裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度可降解多糖共混膜的制備方法，其特征在 于殼聚糖、P-環(huán)糊精和苯甲酸鈉在超聲波清洗機(jī)中共混的條件為超聲波頻率 15 40KHz，振蕩混合時(shí)間1.5 2h，混合液的溫度為25 30°C 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度可降解多糖共混膜的制備方法，其特征在 于減壓脫泡的真空度為0.03 0.06MPa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度可降解多糖共混膜的制備方法，其特征在 于冷凍干燥溫度為-10 -25°C，真空度為1.5 5.0KPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度可降解多糖共混膜的制備方法，其特征在 于所述干燥箱為遠(yuǎn)紅外輻射干燥箱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度可降解多糖共混膜的制備方法，其特征在于所述殼聚糖、(3-環(huán)狀糊精和苯甲酸鈉為食品級(jí)原料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度可降解多糖共混膜的制備方法，以殼聚糖、β-環(huán)狀糊精和苯甲酸鈉為主要成膜物，其具體制備方法包括膜液配制、減壓脫泡、制膜、冷凍干燥、加熱干燥、干燥、回軟、成品包裝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具工藝簡(jiǎn)單，原料廉價(jià)易得的優(yōu)點(diǎn)，膜的組分只有3種，大大提高了膜的組分相容性，提高了其機(jī)械性能，同時(shí)降低了膜的制作成本；并且通過冷凍干燥法成微孔，提高了此膜的透氣性，同時(shí)也提高了該膜的保鮮能力。
文檔編號(hào)C08L5/08GK101538371SQ20091010358
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者廖曉玲, 徐志波, 徐文峰 申請(qǐng)人:重慶文理學(xué)院