一种负载大蒜素的抗菌包装膜及其制备方法与流程

1.本发明属于活性食品包装材料技术领域，尤其涉及一种负载大蒜素的抗菌包装膜及其制备方法。


背景技术：

2.随着消费者越来越重视食品的质量、安全性和新鲜度，活性食品包装的研究得到了迅速的发展。活性包装的独特特性是通过加入功能性活性因子(如抗菌剂)而获得的天然抗菌因子(如肉桂精油、丁香酚等)通常无毒且具有较强的抗菌活性，为抗菌活性包装的开发提供了很好的选择。
3.大蒜素是从大蒜鳞茎中提取的一种有机硫化合物。它具有强大的抗菌作用，在很低的浓度下可以抑制各种革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。大蒜素可与细菌细胞中的硫醇如谷胱甘肽和l-半胱氨酸相互作用，分别形成s-烯丙基巯基谷胱甘肽和s-烯丙基巯基半胱氨酸，可能导致细菌蛋白的有害结构变化。然而，目前还没有关于用大蒜素制备抗菌食品包装膜的报道。
4.目前，溶剂型铸造、挤压、热成型等方法已被应用于活性因子的封装来开发活性包装。然而，常用的方法涉及高温/高压过程，这可能会破坏热敏活性因子的活性。静电纺丝已被认为是一种方便和通用的封装敏感生物活性因子的方法。它是基于电场力制备纳米纤维，可以在室温下进行，并允许有效的包封和活性因子的功能保留。此外，电纺纳米纤维膜具有较大的比表面积和极高的孔隙率，有助于扩大与食品表面的接触面积，纳米尺寸效应也有助于实现较高的表面活性，有利于活性食品包装。
5.聚乙烯醇(pva)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、聚乙烯氧化物(peo)等具有出色的可纺性和高的安全性，常单独电纺或者与食品材料混纺用于食品包装。但是它们亲水性高、水稳定性较差，不利于在高含水率食品样品中应用。目前，电纺纳米纤维膜的交联是解决这一问题的常用方法。然而，大多数交联剂是有害的。例如，戊二醛(ga)是一种常见的交联剂，具有较高的毒性，容易渗入包装材料的食品样品，危害食品安全和消费者健康。一些研究人员也使用京尼平作为无毒的交联剂，但价格昂贵，不适用于食品包装。因此，有必要开发安全经济的方法，使这些亲水性材料更适合食品包装。本研究中，在不使用任何有毒有害有毒溶剂（仅使用乙醇作为溶剂）及交联剂的情况下，通过加入无毒的聚合物pvb进行共混静电纺丝，成功的将亲水性的pvp纳米纤维膜转变为疏水性。此外，由于pvp的存在，制备的pvp/pvb纳米纤维膜具有较大的吸水能力。
6.本发明通过静电纺丝法制备了pvp/pvb-allicin (pb64-a)纳米纤维膜，制备的纤维膜具有广谱抗菌活性、良好疏水性、较强吸水水稳定性及良好光阻隔能力，在食品活性包装材料领域具有广阔的应用前景，尤其针对于肉类食品。


技术实现要素：

7.本发明实施例的目的在于提供一种负载大蒜素的抗菌包装膜及其制备方法，旨在
通过静电纺丝法制备了pvp/pvb-allicin (pb64-a)纳米纤维膜。
8.本发明是这样实现的，一种负载大蒜素的抗菌包装膜，其组成包括：大蒜素抗菌剂、聚合物pvp和pvb；所述pvp和pvb之和占总溶液质量的10%；所述的大蒜素抗菌剂占总聚合物质量的10%。
9.进一步的技术方案，所述pvp与pvb的质量比为3:2。
10.一种负载大蒜素的抗菌包装膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、称取一定量的pvp和pvb加入无水乙醇中；步骤二、室温下进行磁力搅拌12小时，搅拌完毕得到pvp/pvb混合溶液；步骤三、向步骤二所得溶液内加入大蒜素抗菌剂；步骤四、继续搅拌至液体呈半透明淡黄色状态，停止搅拌；步骤五、将步骤四中溶液装入玻璃管内进行静电纺丝。
11.进一步的技术方案，所述步骤五中纺丝参数为：电压18kv，极距18cm。
12.本发明实施例提供的一种负载大蒜素的抗菌包装膜及其制备方法，所选的聚合物材料均安全无毒，来源广泛，本发明通过选择合适的聚合物，避免了有毒有害有机溶剂以及交联剂的使用，通过调整pvp、pvb的比例，可以得到吸水稳定的纤维膜，通过调整pvp、pvb的比例，可以调节纤维膜的亲疏水性，大蒜素的添加，赋予了纤维膜优异的抗菌能力。
附图说明
13.图1为本发明实施例提供的pvp/pvb纳米纤维的sem图像和直径分布：(a, a) pvp, (b, b) pb91, (c, c) pb82, (d, d) pb73, (e, e) pb64, (f, f) ) pb55；图2为本发明实施例提供的电纺pvp/pvb纳米纤维膜的水接触角示意图；图3为本发明实施例提供的pvp/pvb纳米纤维膜的溶胀率(a)和质量损失(b);pb73 (c)、pb64 (d)、pb55 (e)纳米纤维膜在水中浸泡24 h后的sem图像；图4为本发明实施例提供的pb64-a纳米纤维膜的sem图像(a)、直径分布(b)和水接触角(c);pb64和pb64-a纳米纤维膜的透光率(d)、溶胀率和质量损失(f)对比图;pb64-a纳米纤维膜在水中浸泡24 h后的sem图像；图5为本发明实施例提供的pb64和pb64-a纳米纤维膜对大肠杆菌(a, a)和金黄色葡萄球菌(b, b)的抗菌活性评估；图6为本发明实施例提供的鸡胸肉常温贮藏过程中tvb-n和ph值的变化。
具体实施方式
14.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
15.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例
16.称取质量比例为3:2的pvp与pvb加入无水乙醇中，室温下进行磁力搅拌12小时，搅拌完毕得到pvp/pvb混合溶液，向混合溶液内加入大蒜素抗菌剂，继续搅拌至液体呈半透明
淡黄色状态，停止搅拌，所得溶液内大蒜素抗菌剂占总聚合物质量的10%， pvp和pvb的质量之和占总溶液质量的10%，将制得的溶液进行静电纺丝，将溶液装入直径为1mm的玻璃管内，纺丝参数为：电压：18kv，极距：18cm，接收板接收，包覆一层铝箔。
17.对比例一称取质量比例为1:1的pvp与pvb加入无水乙醇中，室温下进行磁力搅拌12小时，搅拌完毕得到pvp/pvb混合溶液，将制得的溶液进行静电纺丝，将溶液装入直径为1mm的玻璃管内，纺丝参数为：电压：18kv，极距：18cm，接收板接收，包覆一层铝箔。
18.对比例二称取质量比例为7:3的pvp与pvb加入无水乙醇中，室温下进行磁力搅拌12小时，搅拌完毕得到pvp/pvb混合溶液， pvp和pvb的质量之和占总溶液质量的10%，将制得的溶液进行静电纺丝，将溶液装入直径为1mm的玻璃管内，纺丝参数为：电压：18kv，极距：18cm，接收板接收，包覆一层铝箔。
19.对比例三称取质量比例为4:1的pvp与pvb加入无水乙醇中，室温下进行磁力搅拌12小时，搅拌完毕得到pvp/pvb混合溶液， pvp和pvb的质量之和占总溶液质量的10%，将制得的溶液进行静电纺丝，将溶液装入直径为1mm的玻璃管内，纺丝参数为：电压：18kv，极距：18cm，接收板接收，包覆一层铝箔。
20.对比例四称取质量比例为9:1的pvp与pvb加入无水乙醇中，室温下进行磁力搅拌12小时，搅拌完毕得到pvp/pvb混合溶液，pvp和pvb的质量之和占总溶液质量的10%，将制得的溶液进行静电纺丝，将溶液装入直径为1mm的玻璃管内，纺丝参数为：电压：18kv，极距：18cm，接收板接收，包覆一层铝箔。
21.对比例五称取一定量的pvp加入无水乙醇中，室温下进行磁力搅拌12小时，搅拌完毕得到pvp溶液， pvp质量占总溶液质量的10%，将制得的溶液进行静电纺丝，将溶液装入直径为1mm的玻璃管内，纺丝参数为：电压：18kv，极距：18cm，接收板接收，包覆一层铝箔。
22.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。