[發明專利]一種抗菌食品包裝膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202110472589.5
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN112940333A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 姚志良;姜善學;曹鑫悅;申現寶
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08J7/14;C08J5/18;C08F212/14;C08F212/08;C08F212/36;C08F2/00;C08L25/18;C08L25/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

本發明公開了一種抗菌食品包裝膜及其制備方法。其制備路線為“交聯聚合?磺化（可選）?離子交換?原位還原”：以苯乙烯和/或對苯乙烯磺酸鹽為單體，對苯二乙烯為交聯劑，通過在多孔聚合物基體中發生交聯聚合反應制備基膜，并通過與銀離子、銅離子等進行交換制備離子基膜，進一步通過原位還原反應制備單質納米基抗菌食品包裝膜。本發明所制備的抗菌膜抗菌成分穩定，抗菌性能優異，且具有抗菌成分可更換的特色。

技術領域

本發明涉及食品包裝技術領域，尤其涉及一種抗菌食品包裝膜及其制備方法。

背景技術

食品安全和人類健康息息相關，食品包裝是影響食品安全的一個重要因素。研發具有優異抗菌特性的食品包裝膜，能夠有效地減緩食品腐敗變質的速度，延長食品的保質期，保障食品安全。

目前制備抗菌食品包裝膜大多采用物理共混法制備，即將聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸等成膜材料作為基質，向其中添加抗菌劑，經物理混合后通過共擠、流延、溶劑蒸發、壓制、靜電紡絲等方法制備成膜。例如，中國專利201710532864.1公開了一種將抗菌劑和成膜材料共混，通過擠出流延法制備抗菌膜的方法。但是，該方法制備抗菌膜的一個顯著問題就是抗菌劑的穩定性問題。這是由于抗菌劑與膜基質之間不存在化學鍵，因此可能會從膜上脫離或者剝落，從而導致抗菌效果下降。此外，該方法使用的抗菌劑為有機酸茴香酸、白樺脂酸、熊果酸。有機酸屬于天然抗菌材料，具有安全無毒的優點，但是抗菌效率不高、抗菌范圍較窄。中國專利201710013317.2公開了一種將抗菌劑和成膜材料共混，通過溶劑蒸發制備新型可食性抗菌食品包裝膜的方法。該方法使用的植物精油為天然抗菌劑，存在易揮發、易分解、抗菌性弱的問題，導致制備的抗菌膜存在穩定性差和抗菌性能不高的缺點。

發明內容

為了解決上述現有技術中食品包裝膜抗菌成分不穩定、抗菌效率不高的問題，本發明提供了一種抗菌食品包裝膜及其制備方法。本發明的抗菌食品包裝膜中的抗菌劑和膜基質之間結合力強，抗菌性能穩定。

本發明采用的技術方案如下。

本發明提供一種抗菌食品包裝膜的制備方法，具體步驟如下：

（1）以對苯乙烯磺酸鹽和苯乙烯為單體，對苯二乙烯為交聯劑，通過在多孔聚合物基體中發生交聯聚合反應制備聚苯乙烯磺酸鹽膜；

（2）將步驟（1）制備的聚苯乙烯磺酸鹽膜浸入金屬離子抗菌劑溶液中，通過離子交換，使金屬離子抗菌劑中的金屬離子與聚苯乙烯磺酸鹽膜中的磺酸根以離子鍵結合；反應結束后洗滌干燥便得到離子基膜；

（3）將離子基膜中的離子原位還原成單質納米粒子，制備得到單質納米基抗菌膜，即抗菌食品包裝膜。

上述步驟（1）中，對苯乙烯磺酸鹽為對苯乙烯磺酸鋰或對苯乙烯磺酸鈉；交聯聚合反應中，包括以下重量份的原料：對苯乙烯磺酸鹽 3-10份，水5-10份，對苯二乙烯0.5-2份，苯乙烯2-5份，多孔聚合物基體1-5份，乳化劑0.2-1.0份，引發劑0.2-0.6份。

本發明還提供抗菌食品包裝膜的另一種制備方法，其區別在于，步驟（1）中，省略單體對苯乙烯磺酸鹽，經過交聯聚合反應制備聚苯乙烯膜，再將聚苯乙烯膜與磺化劑反應，制備聚苯乙烯磺酸膜；步驟（2）中，聚苯乙烯磺酸鹽膜相應替換為聚苯乙烯磺酸膜。

上述步驟（1）中，交聯聚合反應中，包括以下重量份的原料：對苯二乙烯0.5-2份，苯乙烯2-5份，多孔聚合物基體1-5份，引發劑0.2-0.6份。

上述步驟（1）中，磺化劑為氨基磺酸或濃硫酸，多孔聚合物基體和磺化劑的重量比1:30~5:10。

本發明中，多孔聚合物基體為聚乙烯或聚丙烯；金屬離子抗菌劑為硝酸銀、硝酸銅或硝酸鋅中的一種或幾種，其濃度為0.1摩爾/升。多孔聚合物基體和金屬離子抗菌劑溶液的重量比為1:40~5:20。

本發明中，交聯聚合反應中，乳化劑為聚氧乙烯蓖麻油，引發劑為過氧化苯甲酰。