一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備方法和應用
【專利摘要】一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備方法和應用，解決現有技術中的水果保鮮難度大，容易腐爛的問題，利用殼聚糖和ZnO納米顆粒制備抗菌保鮮膜并應用于水果保鮮。包括以下步驟：1)0.5?2g殼聚糖、1?3g冰醋酸置于去95?100g去離子水內溶解，靜置12小時；2)加入0.02?0.1g ZnO納米顆粒，磁力攪拌3小時，得混合液備用；3)將上述混合液干燥自動化膜，即得保鮮膜。本發明避免了物理保鮮方法的高成本和化學保鮮方法的毒副作用，為獼猴桃保鮮提供了新方法；工藝簡單，整個制備系統容易構建，操作簡便，條件易控，成本低廉，適合于大規模工業生產；應用方便。
【專利說明】
一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發明涉及果蔬保鮮技術領域，尤其是涉及一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備 方法和應用。
【背景技術】
[0002] 據統計，中國每年約有8000萬噸的水果腐爛，居世界榜首，這種情況嚴重影響了果 農的增收。其中，造成水果腐爛損失最重要的原因是保鮮技術不完善。在發達國家，借助有 效的儲藏保鮮技術，可使果蔬的產后損失率降至1.7%_5%，遠遠低于中國水果高達20%- 25%的損失率。由此可見，中國的水果保鮮技術領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，有明顯的生理后熟過程，采后容易變軟腐爛，所以 獼猴桃是果蔬保鮮的重點。目前獼猴桃的保鮮主要是通過抑制果實的呼吸作用、控制貯藏 過程中的乙烯作用、降低因病菌帶來的果實腐爛率實現的。其中物理保鮮方法，要求投入的 資本較高，對設備要求高，在長途運輸中很難做到這一點，而化學保險法中化學試劑的使用 經常使用會導致病菌產生抗藥性而降低防病效果，并且大量的化學試劑殘留給人們的健康 帶來巨大隱患。因此開發生物綠色保鮮技術在解決果蔬保鮮問題上顯得尤為重要。
[0004]殼聚糖是甲殼素脫N-乙酰基的產物，是一種抗菌譜較廣的天然物質，對細菌、酵母 菌、真菌等微生物均有不同程度的抑制作用。其具有無細胞毒性、無刺激、不溶血、不致敏、 生物相容性良好的特點，生物安全性好，廣泛用于生物醫用材料，紡織工業，食品添加劑等 眾多領域。ZnO納米顆粒也是一種非常有效的抑菌物質。在陽光特別是紫外光照射下，ZnO納 米顆粒價帶中的電子會激發到導帶，形成自由移動的帶負電的電子和帶正電的空穴，這種 空穴最終會激發空氣和水中的氧變為活性氧，活性氧具有極強的氧化活性，它們能與多種 微生物中的有機物（例如：羥基等）發生反應，破壞細菌細胞的增殖能力，而抑制或殺滅細 菌。ZnO在含水介質中緩慢釋放鋅離子，鋅離子逐漸地游離出來，由于鋅離子的氧化還原性， 當它和細菌細胞膜相結合時，與其中的有機物發生反應，破壞了膜蛋白的結構，使其失去活 性，達到殺菌目的；當細菌被殺死后，鋅離子又會從菌體中游離出來，再與其他細菌接觸，完 成新的殺菌任務。
[0005] 上述的兩種分子在抗菌保鮮方面鮮有應用，因此，本發明中將同時利用殼聚糖和 ZnO納米顆粒制備抗菌保鮮膜并應用于水果保鮮。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜及其制備方法和應用，以解決現有技術中 的水果保鮮難度大，容易腐爛的問題。
[0007] 本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：
[0008] -種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜，按質量分數比例，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去離子水內溶解，靜置12小時；
[0012] 2)加入0.02-0. lg ZnO納米顆粒，磁力攪拌3小時，得混合液備用；
[0013] 3)將上述混合液干燥自動化膜，即得保鮮膜。
[0014] 步驟2)中ZnO納米顆粒通過以下步驟制得：
[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聚四氟乙烯反應釜中在100°C下保溫15h;
[0017] C)自然冷卻后，將上述產物經過去離子水、丙酮、無水乙醇洗滌，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] 作為優選的技術方案，將上述保鮮膜溶液均勻分散在獼猴桃表面。
[0020] 作為優選的技術方案，所述分散方式包括涂布或者噴壺噴灑。
[0021 ]本發明具有的有益效果是：
[0022] 1.本發明避免了物理保鮮方法的高成本和化學保鮮方法的毒副作用，為獼猴桃保 鮮提供了新方法。
[0023] 2.本發明的工藝簡單，整個制備系統容易構建，操作簡便，條件易控，成本低廉，適 合于大規模工業生產。
[0024] 3.本發明實際應用方便，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。
【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發明實施方案或現有技術中的技術方案，下面將對實施方案 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本發明的一些實施方案，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1為實施例5對照實驗柱狀圖。
[0027]圖2為實施例5腐敗等級折線圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0029] 實施例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，然后轉移至85g聚四氟乙烯反應釜中，外加不 銹鋼保護裝置，在l〇〇°C下保溫15h。反應完成后自然冷卻，將所得產物用去離子水、丙酮、無 水乙醇洗滌多次，待干燥后備用。
[0031] 實施例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 的殼聚糖溶液過夜處理。
[0034] (3)次日將處理后菌液涂布于PDA培養基上，培養基上未見菌落的組對應的殼聚糖 濃度為其最小抑菌濃度(MIC)。
[0035] 實施例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 的殼聚糖溶液過夜處理。
[0038] (3)次日將處理后菌液涂布于PDA培養基上，培養基上未見菌落的組對應的殼聚糖 濃度為其最小抑菌濃度(MIC)。
[0039] 實施例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。密封保存備 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)培養灰霉菌至107CFU，平板涂布在Yro培養基上。分別用牛津杯測定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，即上半部為實驗組，下半部為對照 組。用0-8分作為獼猴桃腐敗指數，0代表沒有腐敗，8代表完全腐敗，以此類推，其中腐敗指 數4是消費者日常購買獼猴桃時可接受的最大腐敗程度。每隔一段時間，分別記錄獼猴桃上 下兩部分的腐敗指數，下部分(未處理)的腐敗指數減去上部分(抑菌處理)的腐敗指數的差 值為腐敗等級差，當腐敗等級差越大時，我們認為其抑菌材料對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明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及 其等效物界定。
【主權項】
1. 一種殼聚糖/ZnO抗菌保鮮膜，其特征在于，包括w下質量分數比例的組分： 殼聚糖 0.5-2% 冰醋酸 1巧。 ΖηΟ納米顆粒化娘-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離子水內溶解，靜置10-15小時； 2) 加入0.02-0.1 g ZnO納米顆粒，磁力攬拌2-5小時，得混合液備用； 3) 將上述混合液干燥自動化膜，即得保鮮膜。3. 根據權利要求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聚四氣乙締反應蓋中在100°C下保溫15h; C)自然冷卻后將上述產物經過去離子水、丙酬、無水乙醇洗涂，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. 根據權利要求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. 根據權利要求4-5任一權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】A23B7/16GK105837865SQ201610176295
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發明人】李平, 聶韜, 馮駿晨, 陳彬
【申請人】同濟大學