專利名稱：一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇復合生物抗菌薄膜及其制備方法
技術領域：
本發明屬于生物化工領域，涉及一種ε -聚賴氨酸聚乙烯醇復合生物抗菌薄膜的制備方法。
背景技術：
ε-聚賴氨酸(ε-PL)是一種微生物產生的賴氨酸同聚物，由賴氨酸殘基通過 α-羧基和ε -氨基連接而成。1977年，Shima和Sakai首次在Mi^ptomyces albulus NBRC 14147菌株的發酵清液中發現這種氨基酸多聚物。ε -聚賴氨酸是一種對人體安全無毒的聚陽離子多肽，能夠抑制革蘭氏陰性細菌、革蘭氏陽性菌、真菌甚至某些病毒，抑菌譜廣泛。 自從通過小鼠實驗證明ε-PL安全性后，日本、韓國、美國等國家將其作為天然食品防腐劑并廣泛應用。聚乙烯醇具有獨特的強力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性，其水溶液有很好的粘接性和成膜性，主要用于紡織行業經紗漿料、織物整理劑、維尼綸纖維原料；建筑裝潢行業107 膠、內外墻涂料、粘合劑；化工行業用作聚合乳化劑、分散劑及聚乙烯醇縮甲醛、縮乙醛、縮丁醛樹脂；造紙行業用作紙品粘合劑；農業方面用于土壤改良劑、農藥粘附增效劑和聚乙烯醇薄膜；還可用于日用化妝品及高頻淬火劑等方面。據檢索，發現以下相關文獻和專利。2003年1月《高分子材料科學與工程》第19卷第1期發表了李莉等人的論文“聚乙烯醇吹塑薄膜的力學性能”，采用哈克擠出-吹塑設備制備了 PVA吹塑薄膜。研究了熱處理條件對薄膜水含量、結晶以及力學性能的影響。2009年5月《材料導報》第23卷第5期發表了王康建等人的論文“殼聚糖/聚乙烯醇共混膜的結構表征及性能研究”，由殼聚糖和聚乙烯醇的醋酸水溶液共混，流延成膜， 然后用lmol/L的NaOH水溶液處理，成功制得具有互穿網絡結構的殼聚糖/聚乙烯醇二元共混膜。采用紅外光譜、X射線衍射和掃描電鏡對共混膜進行了結構表征，并對共混膜的透光率、吸水率、保水率、力學性能、透水汽率、熱穩定性等方面進行了測試。結果表明，共混膜中殼聚糖與聚乙烯醇具有良好的相容性，其中殼聚糖與聚乙烯醇分子間的作用力使共混膜理化性能得到了顯著改善。專利ZL 03120724. 3公開了由聚合度為1500 5000、乙烯單元含量為1 4mol%U,2-乙二醇結合量是1. 4mol%以下的改性聚乙烯醇制膜得到的YI值是20以下的聚乙烯醇系膜。由該聚乙烯醇系膜能夠制造出偏光性能和耐久性良好、色調的變化少，而且不含夾雜物的偏光膜。上述專利文件主要集中在聚乙烯醇膜的制備上，但都沒有研究ε -聚賴氨酸聚乙烯醇復合制備抗菌膜，與本專利存在本質區別
發明內容
本發明的目的是提供一種具有良好抗菌性的ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜的制備方法，本發明通過添加生物防腐劑ε-聚賴氨酸的方法，使ε-聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合抗菌薄膜的抑菌率超過95%。本發明實現目的的技術方案是制備時先在反應器內加入蒸餾水；再加入1 3% (W/V)的增塑劑，打開電動攪拌器將溶液攪拌均勻；再加入0.25 2% (W/V)的ε-聚賴氨酸，攪拌均勻；再加入1 4% (W/V)的聚乙烯醇，于15 40°C溶脹1 3h，于95 100°C 保溫3 4h ；取熔融液倒入模具中，20 80°C干燥成膜。本發明的優點和積極效果是本發明通過在制備過程中添加生物防腐劑ε -聚賴氨酸，較不添加ε -聚賴氨酸的對照組抑菌率達到95%以上，可用作包裝材料和農業地膜。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。實施例1 一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜的制備方法，步驟如下連接水浴鍋、電動攪拌器和三口燒瓶；向水浴鍋中加入自來水，將溫度計放入水浴鍋中，打開水浴鍋于20°C;向三口燒瓶中加入IOOml蒸餾水；加入Ig甘油和0. 25g乙二醇， 打開電動攪拌器將溶液攪拌均勻；加入0. 625g的ε -聚賴氨酸，攪拌均勻；加入2. 875g的聚乙烯醇于20°C溶脹1. 5h，于95°C保溫汕；用量筒量取5ml的熔融液于培養皿中，25°C干燥成膜。對照為不添加ε -聚賴氨酸的處理，其它條件與實施例1 一致，實施例1制備的 ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜抑菌率為95. 0%。實施例2:一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜的制備方法，步驟如下連接水浴鍋、電動攪拌器和三口燒瓶；向水浴鍋中加入自來水，將溫度計放入水浴鍋中，打開水浴鍋于20°C;向三口燒瓶中加入IOOml蒸餾水；加入Ig甘油和0. 25g乙二醇， 打開電動攪拌器將溶液攪拌均勻；加入1.25g的ε-聚賴氨酸，攪拌均勻；加入2.875g的聚乙烯醇于20°C溶脹1. 5h，于95°C保溫汕；用量筒量取5ml的熔融液于培養皿中，25°C干燥成膜。對照為不添加ε -聚賴氨酸的處理，其它條件與實施例2 —致，實施例2制備的 ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜抑菌率為95. 6%。實施例3:一種ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜的制備方法，步驟如下連接水浴鍋、電動攪拌器和三口燒瓶；向水浴鍋中加入自來水，將溫度計放入水浴鍋中，打開水浴鍋于20°C ；向三口燒瓶中加入IOOml蒸餾水；加入0. 75g甘油和0. 5g乙二醇，打開電動攪拌器將溶液攪拌均勻；加入0.625g的ε-聚賴氨酸，攪拌均勻；加入2.875g 的聚乙烯醇于20°C溶脹1. 5h，于95°C保溫3h ；用量筒量取5ml的熔融液于培養皿中，50°C 干燥成膜。對照為不添加ε -聚賴氨酸的處理，其它條件與實施例3 —致，實施例3制備的ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜抑菌率為95. 4%。實施例4 一種ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜的制備方法，步驟如下連接水浴鍋、電動攪拌器和三口燒瓶；向水浴鍋中加入自來水，將溫度計放入水浴鍋中，打開水浴鍋于20°C;向三口燒瓶中加入IOOml蒸餾水；加入Ig甘油和0. 25g乙二醇， 打開電動攪拌器將溶液攪拌均勻；加入0. 625g的ε -聚賴氨酸，攪拌均勻；加入1. 875g的聚乙烯醇于20°C溶脹1. 5h，于95°C保溫3h ；用量筒量取5ml的熔融液于培養皿中，80°C干燥成膜。對照為不添加ε -聚賴氨酸的處理，其它條件與實施例4 一致，實施例4制備的 ε -聚賴氨酸聚乙烯醇生物復合薄膜抑菌率為96. 2%。
權利要求
1.一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇復合抗菌薄膜的制備方法，制備時先在反應器內加入蒸餾水，再加入1 3% (W/V)的增塑劑，將溶液攪拌均勻，再加入0.25 2% (W/V)的ε -聚賴氨酸，攪拌均勻，再加入1 4% (W/V)的聚乙烯醇(聚合度1750士450)，于15 40°C溶脹1 3h，于95 100°C保溫3 4h，取熔融液倒入模具中，20 80°C干燥成膜。
2.根據權利要求1所述的ε_聚賴氨酸聚乙烯醇復合抗菌薄膜的制備方法，其特征在于所述復合膜配方中的抗菌活性成分為ε-聚賴氨酸，ε-聚賴氨酸的聚合度為10 35。
3.根據權利要求1所述的ε_聚賴氨酸聚乙烯醇復合抗菌薄膜的制備方法，其特征在于增塑劑為乙二醇或甘油和乙二醇的混合物，甘油和乙二醇質量比為0 1 4 1。
全文摘要
本發明涉及一種ε-聚賴氨酸聚乙烯醇復合抗菌薄膜的生產方法，以甘油和乙二醇中的一種或兩種為復配增塑劑，采用熔融共混法制備了ε-聚賴氨酸聚乙烯醇復合高分子聚合膜。ε-聚賴氨酸的加入使薄膜具有了很好的抑菌活性，可作為包裝材料和農業地膜使用。
文檔編號C08L29/04GK102492162SQ20111036012
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者喬長晟, 夏苗苗, 姚芳蓮, 戴玉杰, 譚之磊, 賈原媛, 賈士儒, 鐘成, 韓培培 申請人:天津科技大學