本發(fā)明涉及薄膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可生物降解的抗菌食品包裝膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
近些年來，中國塑料軟包裝薄膜的生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展迅速，但是對用于食品包裝塑料薄膜可能危害人體健康問題還不夠重視，最好的例子就是目前廣泛使用的常見的PVC保鮮膜對人體安全性有一定的危害，可能致癌。其實在我國PVC薄膜的使用除了保鮮膜，還大量使用在糖果扭結(jié)包裝、小食品扭結(jié)包裝上。糖果、小食品的扭結(jié)包裝都是PVC扭結(jié)膜直接和食品接觸，同時，其消費群體以兒童、青少年為主，因此PVC扭結(jié)膜可能危害人體健康的問題同樣需引起社會各方面的重視。
目前市場上常見的扭結(jié)膜主要有PVC膜，PET膜。在歐美的一些發(fā)達國家已經(jīng)禁止在食品包裝方面使用PVC類的薄膜，取而代之的是PETG和雙向拉伸聚苯乙烯(BOPS)薄膜，我國雖然還沒有明文禁止PVC包裝薄膜使用，但隨著環(huán)保要求的日益提高，大力開發(fā)替代PVC包裝膜的新型綠色產(chǎn)品是環(huán)保要求的根本出路。
聚丙烯本身無味無毒，比重輕，回收工藝簡單，屬于環(huán)保產(chǎn)品，是取代國內(nèi)目前廣泛使用的PVC扭結(jié)膜及PETG扭結(jié)膜的首選材料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，提供一種安全、環(huán)保、具有殺菌消毒功效的可生物降解的抗菌食品包裝膜及其制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，由以下重量份的組分組成：線性低密度聚乙烯35-55份、茂金屬線性低密度聚乙烯10-20份、聚乙烯醇10-20份、改性淀粉9-15份、丙三醇6-8份、納米二氧化硅5-9份、次氯酸鈉4-6份、環(huán)氧植物油3-5份、仿蜘蛛絲纖維2-4份、蛋白質(zhì)纖維素2-3份、抗氧化劑2-3份；
優(yōu)選地，所述的一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，由以下重量份的組分組成：線性低密度聚乙烯45份、茂金屬線性低密度聚乙烯15份、聚乙烯醇15份、改性淀粉12份、丙三醇7份、納米二氧化硅7份、次氯酸鈉5份、環(huán)氧植物油4份、仿蜘蛛絲纖維3份、蛋白質(zhì)纖維素3份、抗氧化劑3份；
優(yōu)選地，所述的聚乙烯醇的聚合度為6000-8000。
優(yōu)選地，所述的改性淀粉為馬鈴薯淀粉、木薯淀粉或者山藥淀粉中的一種；
優(yōu)選地，所述的抗氧化劑為抗氧化劑1076或1010中的一種或者兩種；
優(yōu)選地，所述的環(huán)氧植物油為棕櫚油或大豆油中的一種；
本發(fā)明所述的一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，其制備方法包括以下步驟：
1)選擇新鮮成熟的馬鈴薯、木薯或者山藥，用水清洗干凈并瀝干待用；
2)將所述步驟1)瀝干的馬鈴薯、木薯或者山藥切成薄片，放入冰箱中，在-18℃冷凍溫度下進行冷凍，冷凍時間為20分鐘；目的是減少有效成分的蒸發(fā)及氧化；
3)將所述步驟2)冷凍后的馬鈴薯、木薯或者山藥薄片進行榨汁處理，收集汁液，將汁液置于不銹鋼冷凍床上，冷凍溫度為-4℃，封閉冷凍12小時，保持冷凍溫度為-2-0℃，繼續(xù)冷藏12小時，使其結(jié)晶凝沉，使水分子析漓出來，得到粉塊；
4)將步驟3)中析漓水分子后的粉塊放在60℃烘鉗鍋內(nèi)烘干，使其水分含量在10％以內(nèi)；
5)將步驟4)中烘干的粉塊利用球磨機球磨至250目即制得改性淀粉；
6)在100ml的蒸餾水中，加入所述步驟5)制得的改性淀粉，加熱糊化，溫度67～75℃，時間20min；
7)待糊化完成后，將配方量的線性低密度聚乙烯、茂金屬線性低密度聚乙烯、聚乙烯醇、仿蜘蛛絲纖維、蛋白質(zhì)纖維素和所述步驟6)的糊化改性淀粉一起加入高速混勻機中混合攪拌均勻后送入捏合機再加配方量的入丙三醇、納米二氧化硅、次氯酸鈉、環(huán)氧植物油、抗氧化劑混煉均勻，于120℃處理6小時，配制成膠料，然后按照常規(guī)方法制備成膜。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用環(huán)保無毒的聚丙烯和茂金屬線性低密度聚乙烯，加入改性淀粉植物性成分和次氯酸鈉殺菌劑，次氯酸納具有殺菌、消毒的作用，制備的薄膜具有良好的成型性和彈性等力學性能，軟硬適中，易降解，不會造成環(huán)境污染，是一種新型綠色環(huán)保材料，制備的薄膜包裝食品可以延長食品的保質(zhì)期，防霉殺菌，具有廣闊的市場前景。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但實施例并不限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，由以下重量份的組分組成：線性低密度聚乙烯35份、茂金屬線性低密度聚乙烯10份、聚乙烯醇10份、改性馬鈴薯淀粉9份、丙三醇6份、納米二氧化硅5份、次氯酸鈉4份、棕櫚油3份、仿蜘蛛絲纖維2份、蛋白質(zhì)纖維素2份、抗氧化劑1076 2份；
本發(fā)明所述的一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，其制備方法包括以下步驟：
1)選擇新鮮成熟的馬鈴薯100份，用水清洗干凈并瀝干待用；
2)將瀝干的馬鈴薯切成薄片，放入冰箱中，在-18℃冷凍溫度下進行冷凍，冷凍時間為20分鐘；目的是減少有效成分的蒸發(fā)及氧化；
3)將冷凍后的馬鈴薯薄片進行榨汁處理，收集汁液，將汁液置于不銹鋼冷凍床上，冷凍溫度為-4℃，封閉冷凍12小時，保持冷凍溫度為-2-0℃，繼續(xù)冷藏12小時，使其結(jié)晶凝沉，使水分子析漓出來；
4)將步驟3)中析漓水分子后的粉塊放在60℃烘鉗鍋內(nèi)烘干，使其水分含量在10％以內(nèi)；
5)將步驟4)中烘干的粉塊利用球磨機球磨至250目即制得改性馬鈴薯淀粉；
6)在100ml的蒸餾水中，加入所述步驟5)制得的改性馬鈴薯淀粉，加熱糊化，溫度67℃，時間20min；
7)待糊化完成后，將線性低密度聚乙烯35份、茂金屬線性低密度聚乙烯10份、聚乙烯醇10份、仿蜘蛛絲纖維2份、蛋白質(zhì)纖維素2份和所述步驟6)的糊化改性馬鈴薯淀粉9份一起加入高速混勻機中混合攪拌均勻后送入捏合機再加入丙三醇6份、納米二氧化硅5份、次氯酸鈉4份、棕櫚油3份、抗氧化劑1076 2份混煉均勻，于120℃處理6小時，配制成膠料，然后按照常規(guī)方法制備成膜。
實施例2
一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，由以下重量份的組分組成：線性低密度聚乙烯55份、茂金屬線性低密度聚乙烯20份、聚乙烯醇20份、改性山藥淀粉15份、丙三醇8份、納米二氧化硅9份、次氯酸鈉6份、環(huán)氧大豆油5份、仿蜘蛛絲纖維4份、蛋白質(zhì)纖維素3份、抗氧化劑1010 3份；
本發(fā)明所述的一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，其制備方法包括以下步驟：
1)選擇新鮮成熟的山藥100份，用水清洗干凈并瀝干待用；
2)將瀝干的山藥切成薄片，放入冰箱中，在-18℃冷凍溫度下進行冷凍，冷凍時間為20分鐘；目的是減少有效成分的蒸發(fā)及氧化；
3)將冷凍后的山藥薄片進行榨汁處理，收集汁液，將汁液置于不銹鋼冷凍床上，冷凍溫度為-4℃，封閉冷凍12小時，保持冷凍溫度為-2-0℃，繼續(xù)冷藏12小時，使其結(jié)晶凝沉，使水分子析漓出來；
4)將步驟3)中析漓水分子后的粉塊放在60℃烘鉗鍋內(nèi)烘干，使其水分含量在10％以內(nèi)；
5)將步驟4)中烘干的粉塊利用球磨機球磨至250目即制得改性山藥淀粉；
6)在100ml的蒸餾水中，加入所述步驟5)制得的改性山藥淀粉，加熱糊化，溫度75℃，時間20min；
7)待糊化完成后，將線性低密度聚乙烯55份、茂金屬線性低密度聚乙烯20份、聚乙烯醇20份、仿蜘蛛絲纖維4份、蛋白質(zhì)纖維素3份和所述步驟6)的糊化改性山藥淀粉15份一起加入高速混勻機中混合攪拌均勻后送入捏合機再加入丙三醇8份、納米二氧化硅9份、次氯酸鈉6份、環(huán)氧大豆油5份、抗氧化劑1010 3份混煉均勻，于120℃處理6小時，配制成膠料，然后按照常規(guī)方法制備成膜。
實施例3
一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，由以下重量份的組分組成：所述的一種可生物降解食品包裝膜，由以下重量份的組分組成：線性低密度聚乙烯45份、茂金屬線性低密度聚乙烯15份、聚乙烯醇15份、改性木薯淀粉12份、丙三醇7份、納米二氧化硅7份、次氯酸鈉5份、環(huán)氧大豆油4份、仿蜘蛛絲纖維3份、蛋白質(zhì)纖維素3份、抗氧化劑3份；
優(yōu)選地，所述的抗氧化劑為抗氧化劑1076和1010重量比為1:1的復(fù)合抗氧化劑；
本發(fā)明所述的一種可生物降解的抗菌食品包裝膜，其制備方法包括以下步驟：
1)選擇新鮮成熟的木薯100份，用水清洗干凈并瀝干待用；
2)將瀝干的木薯切成薄片，放入冰箱中，在-18℃冷凍溫度下進行冷凍，冷凍時間為20分鐘；目的是減少有效成分的蒸發(fā)及氧化；
3)將冷凍后的木薯薄片進行榨汁處理，收集汁液，將汁液置于不銹鋼冷凍床上，冷凍溫度為-4℃，封閉冷凍12小時，保持冷凍溫度為-2-0℃，繼續(xù)冷藏12小時，使其結(jié)晶凝沉，使水分子析漓出來；
4)將步驟3)中析漓水分子后的粉塊放在60℃烘鉗鍋內(nèi)烘干，使其水分含量在10％以內(nèi)；
5)將步驟4)中烘干的粉塊利用球磨機球磨至250目即制得改性木薯淀粉；
6)在100ml的蒸餾水中，加入所述步驟5)制得的改性木薯淀粉，加熱糊化，溫度70℃，時間20min；
7)待糊化完成后，將線性低密度聚乙烯45份、茂金屬線性低密度聚乙烯15份、聚乙烯醇15份、仿蜘蛛絲纖維3份、蛋白質(zhì)纖維素3份和所述步驟6)的糊化改性木薯淀粉12份一起加入高速混勻機中混合攪拌均勻后送入捏合機再加入丙三醇7份、納米二氧化硅7份、次氯酸鈉5份、環(huán)氧大豆油4份、抗氧化劑3份混煉均勻，于120℃處理6小時，配制成膠料，然后按照常規(guī)方法制備成膜。
將實施例1-3所得的三種食品包裝膜和對照組即市售某食品包裝膜選擇土壤微生物自然降解，選擇的土壤pH為7.8，有機質(zhì)的質(zhì)量含量為48.00g/Kg，堿解氮的質(zhì)量含量為25mg/100g，速效磷的質(zhì)量含量為32g/Kg，將包裝膜埋在土壤20cm深處，一周后測定其降解率，實驗結(jié)果如表1所示。
將實施例1-3所得的三種食品包裝膜和對照組即市售某食品包裝膜采用Fisher滲透杯(Fisher Scientific的方法ASTM1999)在小燒杯中放入一定量的變色硅膠，用所制得的包裝膜封口，測試杯被放置在25度和50％相對濕度的干燥器中24小時，通過測定燒杯中變色硅膠的增重，按公式計算包裝膜的水蒸氣透過系數(shù)(WVP)，WVP＝(M×d)/(A×t×p)；
式中：M為t時間內(nèi)的硅膠質(zhì)量增重，g；
d為樣品厚度，mm；
A為試樣透水蒸汽的面積，m2；
t為質(zhì)量增重穩(wěn)定后的兩次間隔時間，d；
p為式樣兩側(cè)水蒸氣壓差，Kpa；
實驗結(jié)果如表1所示。
將實施例1-3所得的三種食品包裝膜和對照組即市售某食品包裝膜采用XWL(PC)型號的智能電子拉力實驗機按照GB13022-91標準進行拉力測定，實驗結(jié)果如表1所示。
將實施例1-3所得的三種食品包裝膜和對照組即市售某食品包裝膜采用QB/T 2591-2003標準進行抗菌率實驗，實驗結(jié)果如表1所示。
表1 食品包裝膜性能測試結(jié)果對比
由表1可得知，與對照組相比，本發(fā)明的食品包裝膜具有很好的降解性，降解率100％，完全降解；本發(fā)明的食品包裝膜具有很好的保水性能，可以延長包裝產(chǎn)品的保藏期，降低包裝產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)變；本發(fā)明的食品包裝膜抗拉強度均在20MPa以上，具有很好的力學性能；本發(fā)明的食品包裝膜具有很好的抗菌性能，抗菌率達98％以上。
需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。