【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及食品工業領域，特別涉及一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法。
技術介紹
1、傳統的石油基塑料材料和廢棄塑料材料因難以降解的特性從而引起許多環境問題，人們對于環境友好型材料的需求大大增加。來自自然資源的各種生物聚合物具有豐富、可再生、環保和可持續的特性，是一種生態友好型材料，已被用于生物可降解食品包裝或可食用薄膜的開發。基于生物聚合物為基礎的包裝材料是使用碳水化合物、蛋白質和脂類等天然材料制成。特別地，碳水化合物基生物聚合物具有良好的膠體特性和合理的結構，是一種非常理想的成膜基質。瓊脂是一種從紅藻中提取的線性多糖，由交替的β-(1,3)-和α-(1,4)-連接的半乳糖殘基組成，并含有硫酸化功能團，屬于碳水化合物材料之一，在食品工業中被廣泛用作膠凝劑，也被用于制備透明、柔韌的生物聚合物薄膜。然而，生物聚合物薄膜由于較弱的機械性能和無抑菌能力，限制了其在包裝領域的應用。
2、近年來，使用各種類型的納米填料，如納米粘土、金屬或金屬氧化物納米材料作為增強填料與薄膜結合，改善薄膜的性能，可能是一種很有前途的解決方案。
3、在納米填料中，銀納米顆粒(agnps)由于其廣泛獨特的抗菌活性和高熱穩定性，已被用于制備抗菌活性食品包裝膜。rhim等人(2013)制備了瓊脂/agnps復合薄膜，發現agnps在聚合物基質中分布均勻，薄膜性能受到添加的銀納米顆粒含量影響，對革蘭氏陰性和陽性致病菌都表現出較強的抑制活性。然而，agnps應用于食品工業領域存在許多局限性。例如，傳統的物理化學制備方法需要高成本
4、乳酸鏈球菌素(nisin)是一種陽離子型抗菌肽，具有多種活性且對人類無毒，常被用作食品添加劑以控制食品腐敗微生物。pandit等人(2017)利用檸檬香茅提取物合成agnps，與nisin偶聯形成納米-抗菌肽偶聯物，最終將所得納米顆粒與瓊脂結合制備成膜。實驗結果表明，納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂復合膜相較于agnps瓊脂膜以及純瓊脂膜表現出更高的抑菌活性。這些研究表明，將銀納米顆粒作為納米填料與生物聚合物基質結合制備薄膜，可以改善薄膜的性能，使其具有成為食品抗菌包裝的潛力。
5、但是，目前的瓊脂抗菌膜制備過程大多不是原位制備，制備工藝復雜，且納米-抗菌肽偶聯物制備瓊脂復合膜過程中有毒試劑的使用仍然難以避免；此外，現有原位制備的瓊脂抗菌膜的抗菌效率和機械性能也都較差，難以滿足食品工業的要求。
技術實現思路
1、基于此，本專利技術提出一種原位合成納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的方法，以瓊基為成膜基質，納米銀-抗菌肽偶聯物為納米填料，制備全過程無需使用有毒試劑，且制備的瓊脂抗菌膜具有較高的機械性能和抗菌效率。
2、第一部分：
3、一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，包括如下步驟：
4、將果膠溶解于堿溶液中得到果膠堿溶液；
5、向所述果膠堿溶液中加入乳酸鏈球菌素與銀鹽，混合后得到膠體溶液；
6、向所述膠體溶液中加入瓊脂和乳化劑，混合后得到納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜。
7、本專利技術利用生物大分子果膠作為還原劑和穩定劑，果膠分子中含有大量的羧基，這些羧基在堿性條件下會發生離子化，形成羧負離子，增加了果膠分子的還原能力，有利于將銀離子還原成銀原子，從而促進納米銀的合成；此外，此外堿性條件還能提高反應速率、改善納米銀的分散性以及提高納米銀的穩定性。膠體溶液含有納米銀-抗菌肽偶聯物。
8、乳化劑可以顯著降低膠體溶液與瓊脂之間的界面張力，使得它們可以更好的混合，形成穩定的乳狀液，進而提高成膜的穩定性，改善瓊脂抗菌膜的延展性、可塑性和抗拉伸強度等性質。
9、作為一種優選方案，還包括以下步驟：所述膠體溶液中加入所述瓊脂和乳化劑混合后，在70～100℃下，以500～1000r/min的轉速，輔助溶解10～30min。通過輔助溶解，進一步分散納米銀-抗菌肽偶聯物，提高瓊脂抗菌膜的均一性和機械性能；避免成膜后會出現收縮、卷邊，甚至出現孔洞的現象。
10、作為一種優選方案，還包括以下步驟：輔助溶解后，得到混合溶液，將所述混合溶液置于模具中，在30～60℃條件下烘干1～4h，得到納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜。烘干可以加速成膜，使用模具可以制備固定瓊脂抗菌膜的形狀。
11、作為一種優選方案，所述堿溶液包括氫氧化鈉堿溶液；所述果膠堿溶液中所述氫氧化鈉含量為0.5～5g/l，所述果膠含量為0.1～0.5g/l。若氫氧化鈉的含量過高或過低，則會導致整個反應體系的ph值高于或低于最適反應條件，進而導致果膠無法被充分降解，進而導致還原能力不足，無法將ag+還原成納米銀；若果膠含量過低，同樣會導致還原能力不足，無法將ag+還原成納米銀；若果膠含量過高，可能會影響果膠與ag+的接觸，降低還原效率，還可能影響還原后納米銀的尺寸和分布均勻性。
12、作為一種優選方案，所述膠體溶液中，所述果膠：乳酸鏈球菌素：銀鹽的質量比為1:0.2～0.4:1～2，其中，所述銀鹽按銀離子計。
13、若果膠的含量過低，會導致還原能力不足，無法將ag+還原成納米銀；若果膠含量過高，可能會影響果膠與ag+的接觸，降低還原效率，還可能影響還原后納米銀的尺寸和分布均勻性。若乳酸鏈球菌素過少，則產物無法具備良好的協同效應，無法起到提升抑菌能力的效果；相反，若加入過量，溶解于體系中，則會妨礙果膠還原銀離子的反應等，無法得到理想產物。若銀鹽過少，則產物過少，果膠無法充分利用，制備效率低；銀鹽越多，則無法被充分還原，最終體系變成納米銀和硝酸銀的混合溶液，而硝酸銀對環境和人體都具有一定的毒性作用。綜上所述，三者選擇合適的比例至關重要，這關系到產物的高效制備、抑菌能力的提升以及避免環境污染。
14、作為一種優選方案，所述瓊脂的添加量為所述膠體溶液的1～4wt.％，所述乳化劑添加量為所述膠體溶液的1～1.6wt.％。瓊脂質量分數低于4％有利于成膜，質量分數過低，則干燥后薄膜機械強度過低，無法達到薄膜的基本要求，但是過高質量分數的薄膜雖具有高機械強度，但延展性和透明度會大大降低。選擇1～4％質量分數的瓊脂添加量能兼顧機械強度、水溶性等性能。乳化劑的濃度范圍選擇也是同理得到。
15、作為一種優選方案，所述乳化劑包括甘油。甘油作為乳化劑具有以下優點：
16、(1)甘油在不同的環境條件下都能保持穩定，不易揮發或分解，這有助于乳化體系的長本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.一種權利要求1所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，還包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，還包括如下步驟：
4.根據權利要求1所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，所述果膠堿溶液中所述氫氧化鈉含量為0.5～5g/L，所述果膠含量為0.1～0.5g/L。
5.根據權利要求4所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，所述膠體溶液中，所述果膠：乳酸鏈球菌素：銀鹽的質量比為1:0.2～0.4:1～2，其中，所述銀鹽按銀離子計。
6.根據權利要求1所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，所述瓊脂的添加量為所述膠體溶液的1～4wt.％，所述乳化劑添加量為所述膠體溶液的1～1.6wt.％。
7.根據權利要求1所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，所述乳化劑包括甘油。<...
【技術特征摘要】
1.一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.一種權利要求1所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，還包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，還包括如下步驟：
4.根據權利要求1所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，所述果膠堿溶液中所述氫氧化鈉含量為0.5～5g/l，所述果膠含量為0.1～0.5g/l。
5.根據權利要求4所述一種納米銀-抗菌肽偶聯物瓊脂抗菌膜的原位制備方法，其特征在于，所述膠體溶液中，所述果膠：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李培駿，謝閏生，鐘瑞敏，唐輝，劉國凌，
申請(專利權)人：韶關學院，
類型：發明
國別省市：
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