本發(fā)明屬于食品功能性包裝，具體一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、隨著食品安全問題的日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)的食品保存方法已無法滿足現(xiàn)代消費(fèi)者對食品安全和保鮮的高要求?，F(xiàn)有的抗菌技術(shù)主要包括化學(xué)防腐劑、熱處理、輻射殺菌等。然而，這些方法往往存在一定的局限性，如化學(xué)防腐劑可能對人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響，熱處理可能導(dǎo)致食品營養(yǎng)成分的損失，輻射殺菌則可能影響食品的感官品質(zhì)。因此，開發(fā)一種新型的、無毒且高效的抗菌技術(shù)顯得尤為重要。
2、近年來，光熱殺菌技術(shù)逐漸受到關(guān)注。該技術(shù)利用光熱劑在特定光照條件下，通過非輻射機(jī)制吸收光能并迅速轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生局部高溫效應(yīng)，從而有效破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及其蛋白質(zhì)功能。光熱劑的種類多樣，包括聚多巴胺和可食性金屬氧化物等，這些材料在光照下能夠迅速升溫，形成局部熱效應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對病原微生物的抑制和滅活。與傳統(tǒng)抗菌技術(shù)相比，光熱殺菌技術(shù)具有快速、高效、廣譜且無耐藥性的優(yōu)點(diǎn)。
3、盡管光熱殺菌技術(shù)展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。如現(xiàn)有的抗菌膜材料多為單層膜，抗菌劑和光熱劑的加入可能影響其物理性能，導(dǎo)致膜的機(jī)械性能降低，柔韌性和耐用性不足。申請?zhí)朿n202311374621.1的中國專利公開了一種光熱響應(yīng)殼聚糖保鮮膜的制備方法，申請?zhí)朿n202110482889.1的中國專利公開了一種果膠基納米黑色素可食用光熱抗菌膜及其制備方法，但所得抗菌膜的斷裂伸長率較低，膜的柔韌性和耐用性無法滿足現(xiàn)實(shí)需求。
4、因此，開發(fā)一種新型的雙層膜結(jié)構(gòu)，一層具有光熱抗菌作用，另一層提高膜的機(jī)械性能，能夠有效結(jié)合光熱殺菌技術(shù)與食品包裝材料的優(yōu)點(diǎn)，將是未來研究的一個(gè)重要方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜及其制備方法，開發(fā)一種能夠有效結(jié)合光熱殺菌技術(shù)并提升材料性能的食品抗菌膜的制備方法，其具有雙層膜結(jié)構(gòu)，一層具有光熱抗菌作用，另一層提高膜的機(jī)械性能，滿足食品包裝抗菌要求的同時(shí)具有良好的柔韌性和耐用性。
2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、本發(fā)明提供一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜，所述食品抗菌膜為淀粉-聚乳酸雙層膜結(jié)構(gòu)，淀粉層膜含有光熱劑，聚乳酸層膜位于淀粉層膜之上。
4、本發(fā)明還提供一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，包括以下步驟：
5、(1)制備含有光熱劑的淀粉層膜：將水中加入可溶性淀粉，形成含可溶性淀粉的水分散體，然后加入光熱劑并進(jìn)行加熱、保溫，再加入增塑劑，得到含有光熱劑的淀粉層成膜液，繼續(xù)保溫，最后將含有光熱劑的淀粉層成膜液冷卻，澆鑄在模具中并烘干，得到含有光熱劑的淀粉層膜；
6、(2)制備聚乳酸層膜液：將聚乳酸樹脂溶解于乙酸乙酯中，恒溫加熱攪拌，得到聚乳酸層膜液；
7、(3)制備淀粉-聚乳酸雙層膜：將聚乳酸層膜液均勻涂布在含有光熱劑的淀粉層膜上，形成淀粉-聚乳酸雙層膜，室溫下干燥后得到具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜。
8、進(jìn)一步地，步驟(1)中光熱劑為具有光熱效應(yīng)的仿生高分子材料或可食性金屬氧化物。
9、更進(jìn)一步地，具有光熱效應(yīng)的仿生高分子材料為聚多巴胺，可食性金屬氧化物為氧化鋅。
10、進(jìn)一步地，步驟(1)中增塑劑為甘油、d-山梨醇或丙二醇中一種或幾種的組合。
11、進(jìn)一步地，步驟(1)中水為蒸餾水或者去離子水，淀粉與水的比例為8％-12％(w/v)；光熱劑與水的比例為1％-5％(w/v)；增塑劑與水的比例為3％-20％(v/v)。
12、進(jìn)一步地，步驟(1)中加入光熱劑后加熱溫度為87℃-93℃，保溫時(shí)間為10min-60min；含有光熱劑的淀粉層成膜液繼續(xù)保溫時(shí)間為10min-60min；成膜液澆鑄模具中以后，在35℃-45℃下烘干。
13、進(jìn)一步地，步驟(2)中聚乳酸樹脂與乙酸乙酯的比例為8％-12％(w/v)；恒溫加熱攪拌是指在55℃-65℃下恒溫水浴攪拌0.5h-2h。
14、進(jìn)一步地，步驟(3)制備淀粉-聚乳酸雙層膜時(shí)，淀粉層成膜液在淀粉層和聚乳酸層雙層成膜液中的占比為30％-70％(v/v)，控制干燥后淀粉-聚乳酸雙層膜的厚度為100μm-200μm。
15、本發(fā)明還提供一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的應(yīng)用，用于各類食品的功能性包裝，延長食品保鮮期。
16、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果：
17、相較于傳統(tǒng)抗菌技術(shù)如化學(xué)防腐劑、熱處理和輻射殺菌等方法，本發(fā)明具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜不會(huì)對人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響或影響食品的營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)，符合現(xiàn)代消費(fèi)者對食品安全的高要求；雙層膜結(jié)構(gòu)既結(jié)合了光熱殺菌技術(shù)，能夠在光照條件下迅速產(chǎn)生局部高溫，顯著提高抗菌效果，還提高了機(jī)械性能和抗菌效果的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高食品的保鮮效果和安全性，具有廣泛的應(yīng)用前景。
1.一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜，其特征在于，所述食品抗菌膜為淀粉-聚乳酸雙層膜結(jié)構(gòu)，淀粉層膜含有光熱劑，聚乳酸層膜位于淀粉層膜之上。
2.一種權(quán)利要求1所述的具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求2所述的一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中光熱劑為具有光熱效應(yīng)的仿生高分子材料或可食性金屬氧化物。
4.如權(quán)利要求3所述的一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，其特征在于，具有光熱效應(yīng)的仿生高分子材料為聚多巴胺，可食性金屬氧化物為氧化鋅。
5.如權(quán)利要求2所述的一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中增塑劑為甘油、d-山梨醇或丙二醇中一種或幾種的組合。
6.如權(quán)利要求2所述的一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中水為蒸餾水或者去離子水，淀粉與水的比例為8％-12％w/v；光熱劑與水的比例為1％-5％w/v；增塑劑與水的比例為3％-20％v/v。
7.如權(quán)利要求2所述的一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中加入光熱劑后加熱溫度為87℃-93℃，保溫時(shí)間為10min-60min；含有光熱劑的淀粉層成膜液繼續(xù)保溫時(shí)間為10min-60min；成膜液澆鑄模具中以后，在35℃-45℃下烘干。
8.如權(quán)利要求2所述的一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中聚乳酸樹脂與乙酸乙酯的比例為8％-12％w/v；恒溫加熱攪拌是指在55℃-65℃下恒溫水浴攪拌0.5h-2h。
9.如權(quán)利要求2所述的一種具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)制備淀粉-聚乳酸雙層膜時(shí)，淀粉層成膜液在淀粉層和聚乳酸層雙層成膜液中的占比為30％-70％v/v，控制干燥后淀粉-聚乳酸雙層膜的厚度為100μm-200μm。
10.一種權(quán)利要求1所述的具有光熱效應(yīng)的食品抗菌膜的應(yīng)用，其特征在于，用于各類食品的功能性包裝，延長食品保鮮期。