專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生物基抑菌保鮮材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種生物基抑菌保鮮材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上用于食品保鮮的產(chǎn)品主要為保鮮膜，隨著人們對(duì)食物保鮮的要求越來(lái)越高，一些采用抑菌、抗菌材料制作的保鮮產(chǎn)品也逐漸出現(xiàn)在人們的視野中。例如為了進(jìn)一步提高食品保鮮膜對(duì)食品的抑菌保鮮作用，人們通過(guò)在食品保鮮膜材料中添加一些化學(xué)抗菌成分來(lái)使食品保鮮膜獲得抑菌的效果。國(guó)內(nèi)外在此方面有不少報(bào)道。專(zhuān)利號(hào)ZL 03101545. X的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種抗菌薄膜及其制造方法，包含熱塑性樹(shù)脂材料、IOOppm 20重量％分散于所述熱塑性樹(shù)脂材料中的抗菌劑、以及任選的其他添加劑，其中，抗菌劑選自Ag化合物、Cu化合物、Zn化合物和稀土元素化合物的至少一種。申請(qǐng)?zhí)枮?00810045473. 8的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種果蔬納米抗菌保鮮膜，由重量百分比60 % 80 %的聚乙烯、10 % 20 %的乙烯-醋酸乙烯共聚物、2 % 5 %的納米抗菌母粒、2% 7%的防結(jié)露母粒和2% 5%的可降解母粒聚乙烯，其中納米抗菌母粒中的抗菌成分是納米銀和納米二氧化鈦的混合物。申請(qǐng)?zhí)枮?00810153856. 7的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種食品納米保鮮膜，包括100重量份的低密度聚乙烯樹(shù)脂、10 30重量份的線性聚乙烯樹(shù)脂、10 25重量份的乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂、0. 5 5重量份的抗氧化劑、1 10重量份的20%防霧劑母粒、1 10重量份的20%抗菌母粒、1 5重量份的25%碳酸鈣母粒和1 5重量份的納米氧化鋅。申請(qǐng)?zhí)枮?00910273052. 5的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種保濕性、抗菌性保鮮膜及其制備方法，重量百分比為70% 90%聚乙烯或偏二氯乙烯、10% 30%殼聚糖、占聚乙烯或偏二氯乙烯和殼聚糖總量的0. 5% 5%的銅化合物以及占聚乙烯或偏二氯乙烯和殼聚糖總量的0. 0.5%的表面改性劑，其中，銅化合物為銅的氧化物、銅鹽類(lèi)化合物或銅鋅混合物。申請(qǐng)?zhí)枮?00910306633. 4的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種高透明物理抗菌聚烯烴果蔬貯運(yùn)保鮮膜，包括極性PVC樹(shù)脂、主增塑劑、輔助增塑劑、液體熱穩(wěn)定劑、物理殺菌劑、抗菌劑、固體熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、開(kāi)口劑及染料，其中物理抗菌劑為納米銀、納米二氧化鈦、沸石、銀沸石中的一種或多種，抗菌劑為三氧化二鋁、活性炭、分子篩中的一種或多種。申請(qǐng)?zhí)枮?01010142812. 1的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種特效抗菌PE(聚乙烯)保鮮膜，包括聚乙烯、玻璃載體銀離子抗菌劑，或者進(jìn)一步含有增粘劑、防霧劑、食用油中的一種或者一種以上。申請(qǐng)?zhí)枮?2117095. 9的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種抗菌塑料制備方法，采用聚乙烯、聚丙烯、聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹(shù)脂、尼龍作為載體，利用二氧化鈦光催化劑和其它助劑作為抗菌成分。上述的這些專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)中所用抗菌成分主要包括納米銀、納米二氧化鈦、銀化合物、銅化合物、鋅化合物等納米金屬或金屬化合物，其主要通過(guò)與細(xì)菌細(xì)胞膜蛋白質(zhì)結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)菌蛋白質(zhì)變性從而達(dá)到抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的目的。其中，銀及其化合物具有最好的抑菌效果，但其價(jià)格較昂貴，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，沒(méi)有較好的經(jīng)濟(jì)效益，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)、推廣和應(yīng)用，另外，納米金屬或金屬化合物基本上都為重金屬，人們長(zhǎng)期接觸重金屬化合物也增加了不利健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種生物基抑菌保鮮材料，易于注射、擠出、吹膜加工，采用該材料制備的食品保鮮膜、容器具有綠色安全、抑菌保鮮性好的特點(diǎn)同時(shí)具有一定的生物降解性。本發(fā)明還提供了一種生物基抑菌保鮮材料的制備方法，其制備方法簡(jiǎn)單，可控性好，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。一種生物基抑菌保鮮材料，由以下重量百分比的原料組成聚烯烴65% 80%;相容劑10% 15% ；生物基抑菌成分 5% 20%;抗氧劑0.1% 0.5%;加工助劑0.2% 1.0%。在本發(fā)明中生物基抑菌成分與聚烯烴、相容劑、抗氧劑和加工助劑組合在一起，使材料具有了一定的抑菌、保鮮性，同時(shí)綠色安全，并具有一定的生物降解性。為了取得更好的發(fā)明效果，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行優(yōu)選所述的聚烯烴為聚乙烯或聚丙烯，進(jìn)一步優(yōu)選線性低密度聚乙烯或共聚聚丙烯。所述的線性低密度聚乙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)范圍為15g/10min 20g/10min，所述的共聚聚丙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)范圍為5g/10min 10g/10min(以上熔體流動(dòng)指數(shù)測(cè)試條件為190°C /2. 16KG)。采用以上熔體流動(dòng)指數(shù)的聚烯烴能保證材料具有更加良好的流動(dòng)性，有利于后續(xù)加工。所述的相容劑選用乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂，且乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂分子中醋酸乙烯的摩爾百分含量大于25% ；由于極性分子的存在它能很好的結(jié)合生物基粉體和聚烯烴基體，提高抗菌粉體的分散性和整體材料的力學(xué)性能。所述的生物基抑菌成分選用孜然粉、小茴香粉、八角粉中的一種、兩種或三種。所述的生物基抑菌成分的目數(shù)最好大于等于1000目，較高的材料目數(shù)有利于增加有效比表面積，提高材料的抑菌效果。所述的生物基抑菌成分為達(dá)到目數(shù)大于等于1000目，可采用現(xiàn)有的干燥粉碎方法制得，一般包括步驟將生物基抑菌成分原料如孜然、小茴香、八角果實(shí)中的一種、兩種或三種(根據(jù)實(shí)際需要選用的原料而定)干燥至水分重量百分含量低于2%，然后加入密封粉碎機(jī)中，在18°C 冷卻水循環(huán)下粉碎，粉碎后粉末經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)揚(yáng)起并通過(guò)目數(shù)大于等于1000目的篩網(wǎng)過(guò)濾，沉積待用，得到目數(shù)大于等于1000目的生物基抑菌成分。現(xiàn)代研究表明，孜然、小茴香和八角三種生物果實(shí)中包含的抑菌成分有反式小茴香腦、對(duì)烯丙基小茴香醚、愛(ài)草腦、小茴香酮、檸檬烯、枯茗醛、枯茗酸等，對(duì)許多食源性致病菌如金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、單核細(xì)胞增生李斯特氏菌、大腸桿菌、傷寒沙門(mén)氏菌、嗜鹽副溶血性弧菌、痢疾志賀氏菌以及腐敗性真菌如黑曲霉、假絲酵母等具有高效廣譜的殺滅抑制效果，是天然綠色的抑菌物質(zhì)。本發(fā)明研究將具有抑菌性的生物基抑菌成分引入材料，設(shè)計(jì)了合理的配方和制備工藝，有效地發(fā)揮了其抑菌性能。所述的抗氧劑選用抗氧劑1010、抗氧劑168中的一種或兩種。抗氧劑能保證聚烯烴材料加工過(guò)程中不會(huì)交聯(lián)或分解、變色。所述的加工助劑選用乙撐雙硬脂酰胺(EBQ、硬脂酸鈣中的一種或兩種。加工助劑主要起潤(rùn)滑作用，能降低加工過(guò)程的摩擦力，降低能耗，同時(shí)提高生物基抑菌成分粉體的分散性。所述的生物基抑菌保鮮材料的制備方法，包括以下步驟將聚烯烴、相容劑、抗氧劑以及加工助劑加入到高速攪拌機(jī)中混合均勻后從主喂料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，將生物基抑菌成分從側(cè)位料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出后經(jīng)過(guò)水冷、切粒和干燥，得到生物基抑菌保鮮膜材料。所述的高速攪拌機(jī)選用本領(lǐng)域常用的高速攪拌機(jī)，一般可選用如轉(zhuǎn)速為3000RPM(轉(zhuǎn)/分鐘)或者轉(zhuǎn)速為6000RPM的高速攪拌機(jī)，一般混合的時(shí)間為0. 5min 1. 5min。所述的雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到機(jī)頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度設(shè)定范圍分別為 125 °C 195°C、i:35°C 195°C、1!35°C 195°C、1!35°C 195°C、125°C 195 °C、120°C 185°C、115°C 185°C、115°C 185°C，模頭的溫度范圍為 145°C 195°C。所得生物抑菌保鮮材料可經(jīng)過(guò)吹膜、注射、擠出等現(xiàn)有成型方法制備保鮮膜或各種容器、制件。以注射成型為例，可將該材料在80士5°C的烘箱中干燥池 4h，然后再通過(guò)注射機(jī)加工成制件，注射機(jī)各區(qū)溫度范圍130°C 200°C，注射壓力30ΜΙ^ 80MPa，注射速度30% 80%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明生物基抑菌保鮮材料，利用該生物基抑菌保鮮材料制備的食品保鮮容器或膜具有綠色安全、抑菌保鮮效果好、氣味芳香的優(yōu)點(diǎn)，并且具有一定的生物降解能力，尤其適合肉類(lèi)食品的保鮮，符合低碳、可持續(xù)的社會(huì)發(fā)展理念。本發(fā)明生物基抑菌保鮮材料的制備方法，操作簡(jiǎn)單，可控性好，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11)生物基抑菌成分原料的預(yù)處理將孜然果實(shí)(生物基抑菌成分原料)干燥至水分重量百分含量為1%，加入高速(轉(zhuǎn)速6000RPM)粉碎機(jī)中，在23°C循環(huán)冷卻水下高速粉碎0.證，粉碎后粉末經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)揚(yáng)起并通過(guò)1000目篩網(wǎng)過(guò)濾、沉積待用，得到目數(shù)為1000目的孜然粉(生物基抑菌成分)。2)生物基抑菌保鮮材料的制備生物基抑菌保鮮材料的原料的重量百分比組成為80%線性低密度聚乙烯(大慶石化牌號(hào)7042，190 0C /2. 16KG條件下測(cè)試其熔體流動(dòng)指數(shù)15g/10min)、13. 8%乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂(TPI公司牌號(hào)EVA1055，乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂分子中醋酸乙烯的摩爾百分含量為30% )、0· 2%抗氧劑1010(雅寶公司)、0· 5% EBS(市售)、0· 5%硬脂酸鈣(市售)和5%步驟1)得到的孜然粉。將原料線性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂、抗氧劑1010、EBS和硬脂酸鈣加入高速攪拌機(jī)中高速(轉(zhuǎn)速3000RPM)混合Imin后從主喂料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，將步驟1)得到的孜然粉從側(cè)位料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到機(jī)頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度設(shè)定為130 0C、140 0C、140 °C、140 °C、130 °C、125 °C、120°C、120°C，模頭的溫度為150°C，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出后經(jīng)過(guò)室溫水冷、切粒(粒子直徑2mm 4mm，長(zhǎng)度4mm 8mm)，然后干燥，密封包裝，得到生物基抑菌保鮮材料。實(shí)施例21)生物基抑菌成分原料的預(yù)處理將八角果實(shí)、小茴香果實(shí)(生物基抑菌成分原料)分別干燥至水分重量百分含量為1%，按重量比1 1的配比加入高速(轉(zhuǎn)速6000RPM)粉碎機(jī)中，在23°C循環(huán)冷卻水下高速粉碎0.證，粉碎后粉末經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)揚(yáng)起并通過(guò)1000目篩網(wǎng)過(guò)濾、沉積待用，得到目數(shù)為1000目的八角粉和小茴香粉混合粉(生物基抑菌成分)。2)生物基抑菌保鮮材料的制備生物基抑菌保鮮材料的重量百分比組成為69%共聚聚丙烯(上海石化牌號(hào)M2600R, 1900C /2. 16KG條件下測(cè)試其熔體流動(dòng)指數(shù)5g/10min)、10 %乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂(TPI公司牌號(hào)EVA1055，乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂分子中醋酸乙烯的摩爾百分含量為30% )、0. 2%抗氧劑1010 (雅寶公司)、0· 4% EBS (市售)、0· 4%硬脂酸鈣(市售)和20%步驟1)得到的八角粉和小茴香粉混合粉。將共聚聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂、抗氧劑1010、EBS和硬脂酸鈣加入高速攪拌機(jī)中高速(轉(zhuǎn)速3000RPM)混合Imin后從主喂料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，將步驟1)得到的八角粉和小茴香粉混合粉從側(cè)位料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到機(jī)頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度設(shè)定為190°C、190 °C、190 °C、190 °C、180 °C、175°C、170°C、170°C，模頭的溫度為195°C，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出后經(jīng)過(guò)室溫水冷、切粒(粒子直徑2mm 4mm，長(zhǎng)度4mm 8mm)，然后干燥，密封包裝，得到生物基抑菌保鮮材料。實(shí)施例31)生物基抑菌成分原料的預(yù)處理將孜然果實(shí)、八角果實(shí)、小茴香果實(shí)(生物基抑菌成分原料)分別干燥至水分重量百分含量為1%，按重量比1 1 1的配比加入高速粉碎機(jī)中，在23°c循環(huán)冷卻水下高速粉碎0.證，粉碎后粉末經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)揚(yáng)起并通過(guò)1000目篩網(wǎng)過(guò)濾、沉積待用，得到目數(shù)為1000目的孜然、八角和小茴香混合粉(生物基抑菌成分)。2)生物基抑菌保膜材料的制備生物基抑菌保鮮膜材料的重量百分比組成為65%共聚聚丙烯(上海石化牌號(hào)M2600R, 1900C /2. 16KG條件下測(cè)試其熔體流動(dòng)指數(shù)5g/10min)、15 %乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂(TPI公司牌號(hào)EVA1055，乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂分子中醋酸乙烯的摩爾百分含量為30% )、0. 2%抗氧劑1010(雅寶公司)、0· 2%抗氧劑168(雅寶公司)、0. 5% EBS(市售)、0· 5%硬脂酸鈣(市售)和18. 6%步驟1)得到的孜然、八角和小茴香混合粉。將共聚聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯樹(shù)脂、抗氧劑1010、EBS和硬脂酸鈣加入高速攪拌機(jī)中高速(轉(zhuǎn)速3000RPM)混合Imin后從主喂料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，將步驟1)得到的孜然、八角和小茴香混合粉從側(cè)位料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到機(jī)頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度設(shè)定為195 °C、195 °C、195 °C、190 °C、185 °C、180°C、180°C、175°C，模頭的溫度為195°C，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出后經(jīng)過(guò)室溫水冷、切粒(粒子直徑2mm 4mm，長(zhǎng)度4mm 8mm)，然后干燥，密封包裝，得到生物基抑菌保鮮材料。將實(shí)施例1、2、3所得生物基抑菌保鮮材料通過(guò)注射機(jī)成型加工為厚度為1mm、尺寸為150mmX IOOmmX 60mm保鮮盒，并對(duì)以下幾種食物進(jìn)行存放試驗(yàn)(溫度20°C )，結(jié)果如表1所示表 1
實(shí)施例保鮮時(shí)間(天)鮮牛肉熟牛肉白豆腐151522520336203對(duì)比例391注對(duì)比材料為純PP樹(shù)脂。將實(shí)施例1、2、3所得生物基抑菌保鮮材料通過(guò)注射機(jī)成型加工為厚度為1mm、尺寸為150mmX IOOmmX60mm保鮮盒，按照GB/T2591-2003標(biāo)準(zhǔn)對(duì)保鮮盒進(jìn)行了大腸桿菌、金色葡萄球菌抑菌試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2 表 2
實(shí)施例抑菌率％176. 5280. 4382. 權(quán)利要求
1.一種生物基抑菌保鮮材料，由以下重量百分比的原料組成聚烯烴相容劑65% 80% ； 10% 15% ；生物基抑菌成分菌成分 5% 20%;抗氧劑加工助劑0. 0. 5% ；0. 2% 1. 0%。
2.如權(quán)利要求1所述的生物基抑菌保鮮材料，其特征在于所述的聚烯烴為聚乙烯或聚丙烯。
3.如權(quán)利要求2所述的生物基抑菌保鮮材料，其特征在于所述的聚烯烴為線性低密度聚乙烯，且熔體流動(dòng)指數(shù)范圍為15g/10min 20g/10min ；或者，所述的聚烯烴為共聚聚丙烯，且熔體流動(dòng)指數(shù)范圍為5g/10min lOg/lOmin。
4.如權(quán)利要求1所述的生物基抑菌保鮮材料，其特征在于所述的相容劑為乙烯_醋酸乙烯樹(shù)脂，且乙烯_醋酸乙烯樹(shù)脂分子中醋酸乙烯的摩爾百分含量大于25%。
5.如權(quán)利要求1所述的生物基抑菌保鮮材料，其特征在于所述的生物基抑菌成分為孜然粉、小茴香粉、八角粉中的一種、兩種或三種。
6.如權(quán)利要求5所述的生物基抑菌保鮮材料，其特征在于所述的孜然粉、小茴香粉、 八角粉的目數(shù)均大于等于1000目。
7.如權(quán)利要求1所述的生物基抑菌保鮮材料，其特征在于所述的抗氧劑為抗氧劑 1010、抗氧劑168中的一種或兩種。
8.如權(quán)利要求1所述的生物基抑菌保鮮材料，其特征在于所述的加工助劑為乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鈣中的一種或兩種。
9.如權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的生物基抑菌保鮮材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟將聚烯烴、相容劑、抗氧劑以及加工助劑混合均勻后從主喂料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，將生物基抑菌成分從側(cè)位料料斗加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出后經(jīng)過(guò)水冷、切粒和干燥，得到生物基抑菌保鮮材料。
10.如權(quán)利要求9所述的生物基抑菌保鮮材料的制備方法，其特征在于所述的雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到機(jī)頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度設(shè)定范圍分別為125°C 195 "C、135 "C 195 "C、135 "C 195 "C、135 "C 195 "C、125 "C 195 "C、120 "C 185 "C、 115°C 185°C、115°C 185°C，模頭的溫度范圍為145°C 195°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物基抑菌保鮮材料，由重量百分比65％～80％的聚烯烴、10％～15％的相容劑、5％～20％的生物基抑菌成分、0.1％～0.5％的抗氧劑和0.2％～1.0％的加工助劑組成，易于注射、擠出、吹塑加工，采用生物基抑菌保鮮材料制備的食品保鮮膜和保險(xiǎn)容器具有綠色安全、抑菌保鮮效果好、氣味芳香的優(yōu)點(diǎn)，并且具有一定的生物降解能力，尤其適合肉類(lèi)食品的保鮮存放，符合低碳、可持續(xù)的社會(huì)發(fā)展理念。本發(fā)明還公開(kāi)了一種生物基抑菌保鮮材料的制備方法，其制備方法簡(jiǎn)單，可控性好，生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C08L23/08GK102382349SQ201110256438
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者周淑芬, 田際波, 陳佰全, 黃志杰 申請(qǐng)人:上?？栃虏牧嫌邢薰? 浙江俊爾新材料有限公司