[發明專利]一種阻氣抗菌生物膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201410771563.0
• 申請日: 2014-12-13
• 公開（公告）號: CN105778157A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 顏進華
• 申請（專利權）人: 廣東輕工職業技術學院
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08L5/08;C08J5/18
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種阻氣抗菌生物膜及其制備方法和 應用。

背景技術

殼聚糖是由D-氨基葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵結合而成，具有抗菌性及多種 生物活性、吸附功能等。納米纖維素是植物纖維素經細化處理獲得的直徑在納米 級的纖維素，由此納米纖維素可制成類似塑料薄膜一樣的納米纖維素膜，高強度， 高透明，又保留了纖維素的天然安全生物相容的特點。納米纖維素/殼聚糖復合 材料具有纖維素和殼聚糖共同的特點，具有生物相容性和可生物降解性，克服了 塑料薄膜難降解存在污染的危險，在食品包裝、生物醫藥領域中應用有著重要意 義。

納米纖維素與殼聚糖復合膜的研究很少，只找到一篇(納米纖維素晶須/殼 聚糖可降解包裝復合膜的制備與研究，浙江理工大學碩士論文，2011)，但該研 究是在殼聚糖中添加納米纖維素晶須作為增強劑，并不是納米纖維素為基材。而 纖維素與殼聚糖的研究成果較多，如，纖維素/殼聚糖復合膜的制備及結構表征， 纖維素科學與技術，2010,Vol.18,No.2,P33-38；纖維素/羧甲基殼聚糖共混膜結 構與抗菌性能，高分子材料科學與工程，2002，Vol.18,No.4，P124-128；纖維 素/殼聚糖抗菌膜的制備與表征，福建農林大學碩士論文，2013，等等，納米纖 維素與纖維素已有很大的不同，所形成的膜分別為納米紙和普通紙，前者結構致 密，光學透明，后者疏松多孔，光學不透明。因而纖維素的這些研究成果不具有 通用性。如何將具有極高表面積納米纖維素與抗菌性殼聚糖復合，制備光學透明、 阻氣抗菌的生物膜，且方法簡單方便、容易工業化，是一項新的技術。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種阻氣抗菌生物膜及其制 備方法和應用。

本發明的第一個方面是提供一種阻氣抗菌生物膜，由纖維素和殼聚糖組成， 二者的重量比例為0～2∶0～0.4，且纖維素和殼聚糖均不為0，所述纖維素為納 米纖維素和/或微米纖維素。

優選地，所述阻氣抗菌生物膜的重量為≥2g/m²。

優選地，纖維素和殼聚糖的重量比例為1∶0.05～0.3。

本發明的第二個方面是提供本發明第一個方面所述的阻氣抗菌生物膜的制 備方法，包括以下步驟：

步驟1，將經過化學或生物酶預處理的纖維素配成分散均勻的分散液；將殼 聚糖用酸溶解制備成殼聚糖溶液；

步驟2，將纖維素分散液和殼聚糖溶液混合均勻；

步驟3，脫水，制得阻氣抗菌生物膜。

優選地，步驟1制得的纖維素分散液中纖維素的含量為≤2％(w/w)。

優選地，步驟1制得的殼聚糖溶液中殼聚糖的含量為0.1～3％(w/w)。

優選地，步驟1中溶解殼聚糖的酸為0.5～5％醋酸或者0.005～0.05mol/L鹽 酸。

優選地，步驟2中混合時的攪拌速度為≥1000轉/min，攪拌時間≥30min， 且脫氣完全。

優選地，步驟3中脫水采用微孔膜墊層鑄涂、壓力脫水或模型鑄涂，干燥溫 度為≤40℃。

本發明的第三個方面是提供本發明第一個方面所述的阻氣抗菌生物膜在制 備阻氣和/或抗菌產品中的應用。

本發明的阻氣抗菌生物膜具有阻氣抗菌包裝所要求的阻氣和抗菌性，可應用 于食品包裝、醫用護理和抗菌包裝等。

本發明利用納米/微米纖維素尺寸細小，含豐富羥基及羧基的特點，殼聚糖 分子具有吸附正電性的特點，將兩者混合均勻，并制備成阻氣抗菌生物膜。本發 明的優點如下：

1、本發明的阻氣抗菌生物膜具有優良的阻氣性，即使膜非常薄，如2g/m²時，也具有優良的阻氣性；

2、本發明的阻氣抗菌生物膜具有優良的抗菌性；

3、本發明的阻氣抗菌生物膜制備方法簡單，易于實現工業化，具有突出的 實用價值。

4、所制備的阻氣抗菌生物膜抗菌結合強度好，穩定性高，保留植物纖維素 的天然綠色的特點。

5、所制備的阻氣抗菌生物膜具有類似紙張的性能，如環保、生物相容、可 再生、柔性大面積的特點。

附圖說明

圖1為實施例1制備的阻氣抗菌生物膜的SEM表面圖；

圖2為實施例1制備的阻氣抗菌生物膜的斷面圖；