CN104126656A - 一种具有抑菌功能的壳聚糖-橘皮精油复合保鲜膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种壳聚糖-橘皮精油抗菌膜及其制备方法，所述的抗菌膜含有壳聚糖和橘皮精油。本发明的壳聚糖-橘皮精油抗菌膜可以在壳聚糖膜的保鲜作用发挥的同时，提高了壳聚糖膜的抑菌作用，并富含柑橘风味，可作为储藏箱中去异味的保鲜膜。本发明的制备方法简单，达到协同抑菌的效果。
Description
技术领域
本发明涉及日用化工品技术领域，特别地，涉及一种壳聚糖-橘皮精油抑菌保鲜膜及其制备方法。
背景技术
果蔬采后贮藏中由于病原菌引起的腐烂严重,据不完全统计,我国贮运的主要水果因采后病害造成的损失达20％～30％。长期以来人们多采用低温、气调、减压等处理措施配合使用化学药剂来防治,而化学药剂的使用会导致病原菌产生抗药性,更严重的是造成果蔬上农药残留量的增加,危害人类健康。因而,开发天然、高效、安全、无毒、性能稳定的天然防腐材料,日益受到人们的普遍关注。近年来,利用食药兼用的天然植物提取物来防治果蔬采后病害的研究已成为热点。
柑橘皮精油主要成分为柠檬精油(limonene)可在常压下被蒸馏出而不致分解。新鲜的柑橘皮中含有2％～3％的精油，它是食品香精、化妆品香精和香水配料的优质原料。食用香料植物提取物精油中含有多种低分子的抗菌物质和抗氧化成分，作为果蔬类天然保鲜剂，能有效地抑菌防腐。这些低分子的抗菌物质，如肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸、桂醛、香茅醇、百里酚、丁香酚等，可抵抗大量的细菌、霉菌和酵母菌。壳聚糖是甲壳素经脱乙酰基反应得来的天然、无毒的生物高聚物,近年来大量研究表明在果蔬保鲜和植物保护中具有较好的抗菌效果。Satnam等人把壳聚糖用于生猪肉沫的保鲜,发现浓度为0.5％左右的壳聚糖可以全面抑菌。
目前已知的壳聚糖是一种非常有价值的天然高分子材料，有抑菌效果、良好的成膜性和可食用性且有较强的抗损害能力对果蔬肉类等均有保鲜作用。
关于壳聚糖膜本身的研究已经有很多报道，技术相对成熟。但是其保鲜效果不明显，由于天然植物源防腐剂对于壳聚糖成膜有不利影响，因此缺乏天然植物源防腐剂做添加成分，未将保鲜抑菌作用发挥到极致。现有技术中虽然也报道了一些精油壳聚糖膜的制备方法，但由于橘皮精油成分与一般精油存在差异，现有的方法难以适合于壳聚糖-橘皮精油抗菌膜的制备。
发明内容
本发明的目的是提供一种壳聚糖-橘皮精油抑菌保鲜膜及其制备方法，在本发明的另一方面，还涉及从橘皮提取橘皮精油的方法。为实现上述发明目的，本发明拟采用如下技术方案：
本发明涉及一种壳聚糖-橘皮精油抑菌保鲜膜，其特征在于所述的抗菌膜含有壳聚糖和橘皮精油。
本发明另一方面还涉及上述壳聚糖-橘皮精油抗菌膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将壳聚糖溶于1-3％冰醋酸溶液配成1-3％壳聚糖溶液，加入甘油，用NaOH溶液调节pH为5-6，抽真空去除气泡。
(2)橘皮精油用吐温-80和酒精配成1-3％橘皮精油溶液，调节pH为5-6。
(3)将固化剂按比例混合后溶于水
(4)将(1)(2)两种溶液按1-2∶1-2(V/V)混合，充分混匀,放置1天以上即得壳聚糖-柑橘皮油复合溶液，将上述复合物溶液配置好后，静置脱泡，浇铸于模具中，置于65℃烘箱中干燥一定时间，蒸发除去部分溶剂，使其失去流动性，再以NaOH溶液中凝同处理。
(5)将模具在所(3)得溶液的水槽中固化，取出，用水洗去多余的固化剂，置于烘箱中干燥完全。最后将复合膜揭下，置于一定温度和相对湿度的环境下保存，得到具有具有抑菌保鲜功能的壳聚糖-柑橘皮油复合保鲜膜。用水洗涤至中性，自然风干。
本发明另一方面还涉及上述壳聚糖-橘皮精油抗菌膜在制备保鲜膜中的应用，优选的，所述的保鲜膜用于水果保鲜。
本发明的有益效果是，可以在壳聚糖膜的保鲜作用发挥的同时，提高了壳聚糖膜的抑菌作用，并富含柑橘风味，可作为储藏箱中去异味的保鲜膜。制备方法简单，达到协同抑菌或保鲜的效果。
附图说明
图1是草莓的失水率变化曲线结果。
图2是草莓的腐烂率变化曲线结果。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
实施例
取0.5mL冰乙酸，加入到100mL水中，搅拌，得到冰乙酸水溶液；取1g壳聚糖、0.4g甘油，将其加入到上述冰乙酸水溶液中，搅拌均匀后静置过夜使其完全溶解，抽真空去除气泡，得到壳聚糖-甘油的冰乙酸水溶液(记A液)；取0.2g橘皮精油，加入到10mL酒精与吐温-80混合溶液中，磁力搅拌，得到橘皮精油-吐温溶液(记B液)；将上述AB两种溶液按各50mL混合，充分混匀,放置1天以上即得壳聚糖-柑橘皮油复合溶液(记C液)，将上述复合物溶液配置好后，静置脱泡，浇铸于模具中，置于65℃烘箱中干燥一定时间，蒸发除去部分溶剂，使其失去流动性，再以NaOH溶液中凝同处理。取10g柠檬酸钠和5g氯化钙，溶于100mL水中，得到固化剂溶液,将模具取出，用水冲洗膜表面以除去多余的固化剂溶液，置于65℃烘箱中干燥完全，揭膜，即制备得到一种具有具有抑菌保鲜功能的壳聚糖-柑橘皮油复合保鲜膜。
应用例
(1)原料
柑橘皮精油采取水蒸汽蒸馏法提取获得,壳聚糖购自上海金穗生物科技有限公司；供试菌种:大肠杆菌、灰霉菌(Botrytiscinerea)、链格孢(Alternariaalter-nate)、青霉菌(Penicilliumcitrinum)、浆孢菌(Emericellanidulans)由上海海洋大学微生物实验室提供。
(2)方法
1.壳聚糖-橘皮精油复合物溶液的制备
柑橘皮精油的提取采用水蒸气蒸馏法提取。准确称取5.0g新鲜破碎的柑橘皮，浸泡2h，加入一定量的蒸馏水，蒸馏4h后，收集提取液，向提取液中加入25g/LNaCl，静置一段时间后，用无水乙醚萃取两次，分出醚层，加入无水硫酸钠进行干燥除去水分和精油中残存的溶剂，得到柑橘皮精油，橘皮精油的得率可达4.2％。
将壳聚糖溶于2％冰醋酸溶液配成2％壳聚糖溶液,用1mol/LNaOH溶液调节pH为5.4，橘皮精油用吐温-80配成1％橘皮油,同样调节pH为5.4；两种溶液按1∶1(V/V)混合,充分混匀,放置2d,能形成稳定溶液(不发生相分离现象,也不发生沉淀和凝絮现象),即得壳聚糖-柑橘皮油复合物溶液。
2.壳聚糖-橘皮精油复合物溶液抑菌实验
培养基的制备
分别配制牛肉膏蛋白胨培养基、土豆培养基，待用。
菌悬液的制备
将各菌种活化，制成菌悬液。细菌使用平板计数法，霉菌使用显微镜直接记数法测菌体个数，调至浓度为含菌体106～107个/mL的菌悬液，备用。
滤纸片扩散法测定抑菌圈
将各种待测菌悬液各取0.10mL均匀涂布于相应的固体培养基表面，制成含菌平板。将平板用彩笔平均划分为4个区域，用灭菌后直径为5.5mm的圆形滤纸片蘸取体积分数为100％壳聚糖-橘皮精油复合物溶液分别轻轻地贴于其中的两个区域，另两个区域作为对照，细菌置培养箱中37℃下培养24h，霉菌于培养箱中28℃下培养48h。每种菌做3个平行，选取抑菌圈比较明显的平板测定抑菌圈直径，结果取3次重复实验的平均值。
3.壳聚糖-橘皮精油抑菌保鲜膜保鲜效果检验
对比试验设计
一号：空白样+草莓
二号：包裹上述制备的壳聚糖-柑橘皮精油复合膜+草莓
三号：普通PE保鲜膜+草莓
草莓保鲜实验
将上述三种膜分别包裹于相同生长程度的草莓。置入室温为25℃的环境中静置一月，记录草莓好果率变化并制成曲线图、日平均失水率并制成变化图。
4.结果与分析
抑菌实验结果
通过测定壳聚糖-柑橘皮精油复合溶液对大肠杆菌、白色葡萄球菌和青霉的的抑菌圈直径大小，比较壳聚糖-柑橘皮精油复合溶液对这3种菌的抑菌效果，结果见表1。
表1壳聚糖-柑橘皮精油复合溶液对供试菌的抑菌圈直径mm
抗菌素抑菌圈实验结果的判定标准是：抑菌圈直径大于15mm时为高度敏感、10～15mm时为中度敏感，7～9mm时为低度敏感、无抑菌圈者为不敏感。由表2可知，柑橘皮精油对供试的3种细菌均有较强的抑制效果，对大肠杆菌和白色葡萄球菌的抑菌圈直径均大于15mm，属高度敏感；对青霉的抑菌圈直径为14.1mm属中度敏感，对大肠杆菌的抑制作用最强。说明壳聚糖-柑橘皮精油复合溶液对两种细菌的抑制作用要好于对霉菌的抑菌作用。
草莓保鲜实验结果与讨论
从草莓腐烂率和失水率变化曲线图(如图1和2)中可以看出,在低温条件橘皮精油-壳聚糖复合膜保鲜要比传统的保鲜膜保鲜时间要长,平均可以增加10天左右,而且用橘皮精油-壳聚糖复合膜保鲜,草莓从开始腐烂到完全腐烂的时间较长。
这主要是因为壳聚糖-橘皮精油复合膜有较强的抑菌作用。从日平均失水率变化图中可以看出,橘皮精油-壳聚糖复合膜对水分的保持比敞口保鲜的空白样要好很多,但是比传统保鲜膜差。这主要是由于传统保鲜膜拥有致密的分子结构,而壳聚糖-橘皮精油复合膜是一种半透膜。在营养的保持方面,橘皮精油-壳聚糖复合膜保鲜的水果营养损失的速度最小,它可以保证保鲜期内水果良好的营养和口感。
5.结论
通过对橘皮精油-壳聚糖复合膜的物理表征和多组水果保鲜实验,结果显示出复合柑橘皮精油的壳聚糖膜无论从成膜性还是保鲜效果上来说都是最好的。经过长期性实验用它保鲜草莓,常温条件下可以保鲜32天,低温条件下可以保鲜58天。用它保鲜樱桃,常温条件下可以保鲜19天，低温条件下可保存42天。
以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种具有抗菌功能的壳聚糖-橘皮精油复合保鲜膜膜，其特征在于所述的抗菌膜含有壳聚糖和橘皮精油，其特征在于，该包装膜利用海洋多糖壳聚糖与橘皮精油形成复合膜，最后通过固化剂的固化工艺制备而成。
2.根据权利要求1所述的的具有抑菌保鲜功能的壳聚糖-柑橘皮油复合保鲜膜，其基本组成为:橘皮精油1-3％、增塑剂甘油20-30％、表面活性剂吐温-8010-25％、壳聚糖30-50％。
3.如权利要求1所述的具有抑菌保鲜功能的壳聚糖-柑橘皮油复合保鲜膜，其固化剂基本组成为:2-10％柠檬酸钠和2-8％氯化钙。
4.如权利要求1所述的具有具有抑菌保鲜功能的壳聚糖-柑橘皮油复合保鲜膜，其壳聚糖脱乙酞度≥90％，分子量为10万-50万。
5.权利要求1或2所述壳聚糖-橘皮精油抗菌膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将壳聚糖溶于1-3％冰醋酸溶液配成1-3％壳聚糖溶液，加入甘油，用NaOH溶液调节pH为5-6，抽真空去除气泡；
(2)橘皮精油用吐温-80和酒精配成1-3％橘皮精油溶液，调节pH为5-6；
(3)将固化剂按比例混合后溶于水；
(4)将(1)(2)两种溶液按1-2∶1-2(V/V)混合，充分混匀,放置1天以上即得壳聚糖-柑橘皮油复合溶液，将上述复合物溶液配置好后，静置脱泡，浇铸于模具中，置于65℃烘箱中干燥一定时间，蒸发除去部分溶剂，使其失去流动性，再以NaOH溶液中凝同处理；
(5)将模具在所(3)得溶液的水槽中固化，取出，用水洗去多余的固化剂，置于烘箱中干燥完全，最后将复合膜揭下，置于一定温度和相对湿度的环境下保存，得到具有具有抑菌保鲜功能的壳聚糖-柑橘皮油复合保鲜膜，用水洗涤至中性，自然风干。
6.权利要求1或2所述壳聚糖-橘皮精油抗菌膜在制备保鲜膜中的应用，优选的，所述的保鲜膜用于水果保鲜。
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