[發明專利]大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200810220531.6
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN101445615A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 鄒小武;張黎明
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L89/00;C08L3/04;C08K3/08;B65D65/46;B65D81/24
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 裘 暉

技術領域

本發明屬于高分子包裝材料領域，特別涉及一種以大豆蛋白和二醛淀粉為基質的包裝膜——大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜，其具有優異的力學性能及抗菌性能。

背景技術

食品的質量和安全一直是食品企業和消費者非常關注的問題。傳統的聚乙烯包裝膜只能短暫地隔絕外部細菌對食品的污染，而無法阻止細菌在包裝體系內的繁殖，同時，聚乙烯材料在自然界中的降解速率緩慢，大量使用也會給環境帶來巨大的污染。因此，具有抗菌功能的可降解包裝膜的研究與開發具有非常重要的現實意義。

就抗菌機理而言，目前抗菌包裝膜的制備主要是將某些具有抗菌功能的物質直接添加到成膜基體中，所制成的膜會不斷地向與其接觸的食品表面釋放抗菌物質而實現對食品的防腐。中國專利ZL01137391.1采用向聚烯烴原料中共混氯化鋅的方法制備了一類具有抗菌功能的包裝膜；中國專利ZL200720116439.3采用共混納米銀粒子的方法制備了一種三層結構的聚乙烯抗菌膜，在聚乙烯膜之間夾雜具有抗菌功能的納米銀粒子，相對于其它的無機粒子，納米銀粒子具有廣譜抗菌性，且抗菌能力較強，納米銀粒子的存在會影響細菌的呼吸和正常代謝功能，造成細菌的細胞壁破裂，從而殺死細菌，達到抗菌的目的。

大豆蛋白是從大豆中分離提取出來的一類天然高分子，具有非常優良的成膜性，由大豆蛋白制成的膜具有可食無毒、透氧率低、價格低廉等諸多優點，且在自然界中能夠很好地降解。由于大豆蛋白分子中含有許多氨基、羧基等親水性基團，和聚烯烴類材料相比，單純的大豆蛋白膜在強度及耐水性方面尚有不足。交聯改性是提高大豆蛋白材料性能的一個有效方法。目前常用的交聯劑有：甲醛、乙醛、戊二醛及轉谷氨酰胺酶等。中國專利ZL02138823.7采用甲醛交聯大豆蛋白，制備了一類具有優良透氣性、染色性的大豆蛋白纖維；中國專利申請CN1676015A采用轉谷氨酰胺酶對大豆蛋白進行交聯改性，在轉谷氨酰胺酶的作用下，大豆蛋白分子中的部分肽鍵斷裂生成氨基和羧基，同時酶又可以促進氨基和羧基在蛋白質分子間形成新的肽鍵，肽鍵的生成增強了蛋白質分子間的作用力，從而使得材料的綜合性能得以大幅提升。

由于小分子醛類物質的毒性大且容易揮發，而轉谷氨酰胺酶的價格昂貴且不易大量獲取，大大限制了蛋白質膜在食品包裝及醫用材料領域內的應用。

發明內容

為了解決上述現有技術的不足之處，本發明的首要目的在于提供一種具有抗菌功能的大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜。本發明首先合成了一種分子鏈上帶有醛基的淀粉——二醛淀粉。以二醛淀粉作為交聯劑對大豆蛋白進行交聯改性，同時利用二醛淀粉上的醛基將Ag⁺原位還原成納米銀粒子，采用溶液澆鑄成膜的方法，制備大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜。該復合膜具有優良的力學性能及抗菌性能，且在自然界中能夠迅速地降解。

本發明的目的通過下述技術方案實現，一種大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)采用高碘酸鈉氧化可溶性淀粉得到二醛淀粉：

將10g可溶性淀粉溶解于100mL濃度為0.2mol/L～0.8mol/L的NaIO₄溶液中，用酸調pH為2～4，然后于0～30℃下避光反應2～6h，將產物用丙酮沉淀，再用去離子水洗滌至中性，冷凍干燥后得到二醛淀粉。

(2)采用溶液澆鑄成膜的方法制備大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜。

將大豆蛋白和增塑劑丙三醇于60～90℃下分散于水中，得到大豆蛋白水溶液，冷卻至室溫后，將二醛淀粉溶解于大豆蛋白水溶液中，然后在攪拌下將硝酸銀溶液滴加到大豆蛋白水溶液中，控制銀的用量為大豆蛋白質量的0.5％～5％，得到大豆蛋白澆鑄液，將大豆蛋白澆鑄液澆鑄在模具中，烘烤成膜后，得到大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜。

為了更好地實現本發明，步驟(1)中，所述酸優選為1mol/L的硫酸。

步驟(2)中，所述增塑劑丙三醇是大豆蛋白質量的20～30％；所述二醛淀粉占大豆蛋白質量的10～30％。所述硝酸銀溶液的濃度為0.1mol/L。所述大豆蛋白澆鑄溶液的固含量為8％～15％；所述烘烤成膜是采用紅外燈烘烤成膜。

所述大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜的厚度在0.1～0.25um之間，復合膜中銀粒子的直徑在30nm～60nm之間，控制銀粒子的用量為大豆蛋白質量的0.5％～5％。

一種大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜，就是通過上述方法制備而成。

本發明的大豆蛋白/二醛淀粉/納米銀復合膜具有良好的抗菌性能，對大腸桿菌的抗菌率在93％～96％左右，適合于用作食品的包裝材料及醫用材料領域。