[發明專利]一種β?環糊精/聚環氧乙烯抗菌膜及制備方法和用途

在審

• 申請號: 201710082618.0
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106868708A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 林琳;柏梅;崔海英
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: D04H1/4382
• 分類號: D04H1/4382;D04H1/728;D06M10/02;B65D81/28
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技術領域

本發明屬于食品抗菌保鮮領域，具體涉及一種β-環糊精/聚環氧乙烯抗菌膜及制備方法和用途。

背景技術

環糊精(Cyclodextrin)是淀粉在沒有水分子參與的情況下，經環糊精葡萄糖基轉移酶催化降解而得到的一系列環狀低聚物的總稱，通常含有6～12個D-吡喃葡萄糖單元。其中研究得較多并且具有重要實際意義的是含有6、7、8個葡萄糖單元的分子，分別稱為α-環糊精，β-環糊精和γ-環糊精。由于α-環糊精分子空洞孔隙較小，應用范圍較小；γ-環糊精的分子空洞大，但其生產成本高，工業上不能大量生產，其應用受到限制；β-環糊精的分子空洞適中，應用范圍廣，生產成本低，是目前工業上使用最多的環糊精產品。環糊精同時因其生物相溶性、生物可降解性和無污染等特點有很高的使用價值。

靜電紡絲是施加高電壓于毛細管處的滴液，然后滴液帶電，當靜電斥力抵消了表面張力，從而拉伸液滴在表面成絲。靜電紡絲是目前可以連續制備納米纖維且操作方式較溫和的方式，其制備的納米纖維膜具有比表面積大、納米級孔隙及活性化合物的高封裝性等優點。紡絲溶劑也很多，如聚環氧乙烯、聚乙烯醇及聚己內酯等。隨著納米技術的發展，靜電紡絲作為一種簡便有效的可生產納米纖維的新型加工技術，將在生物醫用材料、過濾及防護、催化、能源、光電、食品工程、化妝品等領域發揮巨大作用。

國內有很多關于靜電紡絲的專利申請。中國專利CN105297286A公開了一種功能性聚甲基烯酸甲酯、環糊精與碳納米管復合納米纖維膜的制備方法；中國專利CN105220362A公開了一種β-環糊精基納米纖維膜及其制備方法以及在染料吸附、分離中的應用；中國專利CN102926029A公開了一種靜電紡絲制備納米硝化β-環糊精纖維的方法。

等離子體的概念最早是在1928年首次被提出，并指出等離子體是近似電中性的集合體，由離子與電子群構成，并且能夠對電場和磁場做出響應。等離子體技術是應用等離子體發生器產生的部分電離等離子體完成一定工業生產目標的手段。2008年表面等離子體光催化也正式被提出，這一系列的證明都展示了表面等離子體在光催化中的良好性能。利用等離子體的高溫或其中的活性粒子和輻射來促成某些化學反應，以獲取新的物質是較熱門的研究熱點。

將β-環糊精納米纖維膜與冷等離子體相結合，促成纖維膜發生了變化，從而制備得到具有抗菌效應的抗菌膜，具有較好的應用前景和市場價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種冷等離子體處理的β-環糊精/聚環氧乙烯抗菌膜及制備方法和用途，通過將β-環糊精溶于熱水中攪拌，并加入聚環氧乙烯制備得到靜電紡絲溶液，常溫磁力攪拌過夜后超聲脫氣得到紡絲前驅體溶液。注射器吸取紡絲前驅體溶液進行靜電紡絲，采用平板收集法得到納米纖維膜，經冷等離子體處理后得到納米纖維抗菌膜。

本發明由β-環糊精、聚環氧乙烯制成納米纖維抗菌膜，可用于食品保鮮。

納米纖維抗菌膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)納米纖維膜的制備方法：將β-環糊精緩慢加入65℃的去離子水中恒溫加熱第一次攪拌后加入聚環氧乙烯制備得到聚環氧乙烯靜電紡絲液，常溫攪拌過夜后超聲脫氣得到紡絲前驅體溶液，注射器吸取紡絲前驅體溶液進行靜電紡絲，采用平板收集法制得到納米纖維膜，經過滅菌、冷等離子體處理得到β-環糊精/聚環氧乙烯抗菌膜；助紡劑聚環氧乙烯，在紡絲及冷等離子體處理過程中與β-環糊精相互作用產生抗菌效應。

所述第一次攪拌的時間為10min；超聲脫氣時間為30min。

所述靜電紡絲電壓為5kV-30kV，推進速率為0.1-3mL/h，接收距離為10-20cm，空氣濕度控制在35％以下。

所述聚環氧乙烯、β-環糊精和去離子水的質量比為：6：9：100。

所述的平板收集法是利用兩種材料接受纖維膜，分別為錫箔紙和牛皮紙，經3h后得到納米纖維膜。

所述滅菌指放置于紫外燈下滅菌處理2h。

冷等離子體處理采用氮氣保護，氮氣流量為100sccm，冷等離子體處理時間為4～5min，處理功率為400～500W。

附圖說明

圖1 聚環氧乙烯纖維膜和β-環糊精納米纖維膜。

圖2 β-環糊精納米纖維抗菌膜抗大腸桿菌圖。注：PEO:聚環氧乙烯；NM：納米纖維膜；β-CD：β-環糊精；Plasma:冷等離子體；PVA：聚乙烯醇。

圖3 錫箔紙上β-環糊精納米纖維抗菌膜抗金黃色葡萄球菌圖；注：PEO:聚環氧乙烯；NM：納米纖維膜；β-CD：β-環糊精；Plasma:冷等離子體。