專利名稱：一種原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液的制備方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液的制備方法及其應用。
背景技術：
食品保鮮涂膜是將成膜物質如殼聚糖、明膠與保鮮劑混合后制成涂膜液，通過浸潰、涂抹、噴灑等方式敷于食品表面來提高其品質、延長貨架期。納米保鮮涂膜法是將納米材料添加至成膜物質中制成涂膜，并應用于食品保鮮，以延長食品貨架期。納米材料在結構和特性上具有獨特效應，將納米材料應用到食品涂膜中，不僅可以提高涂膜的抑菌性能，改變涂膜的通透性，而且可以增強涂膜的強度和韌性，因此，納米涂膜在某種意義上具有更優越的性能。殼聚糖是自然界中的唯一堿性多糖，具有良好的成膜性能，且具有抑菌性能，在食品保鮮材料領域具有廣泛應用。納米SiOx是一種非晶態的無機非金屬材料，白色粉末，無毒性、無味，對環境無污染，具有表面效應、小尺寸效應等基本特性，可提高成膜物的效能特性及保鮮效果。納 米SiOx中的硅氧鍵具有對CO2和O2的吸附、釋放溶解、擴散的作用，加入到食品涂膜液中，可以調節涂膜液的微氣調環境，增強涂膜的強度和韌性。目前，制備含納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜的主要方法是將具有親水基團的納米SiOx粉體改性為親油性的納米SiOx粉體后，直接加入到殼聚糖成膜液中，制得含納米SiOx的食品保鮮涂膜液。該方法須先將納米SiOx進行改性，然后制備納米SiOx殼聚糖涂膜液，改性過程中需要加水混勻、加溫改性，然后再烘干，工藝復雜，消耗能源較多，生產成本較高。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液的制備方法及其應用，該方法生產工藝簡單，生產成本較低。本發明的技術解決方案是:
一種原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液的制備方法，其具體步驟如下:
O配制水玻璃溶液
將去離子水加入至Na2O ^fflSiO2中，配制濃度以SiO2計為0.3 mol/L 3mol/L的水玻璃溶液；
2)制備酸性硅溶膠
在20°C 60°C攪拌條件下，將水玻璃溶液在0.1 h 2 h內加入到濃度為0.5 mol/L 5 mol/L的無機酸水溶液中，所述無機酸為鹽酸或硝酸，加至無機酸水溶液的pH為3 5.5后，停止攪拌，陳化1 h 2 h，得酸性硅溶膠；
3)制備原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液 取殼聚糖加入到質量濃度為0.2% 3%的有機酸溶液中，所述有機酸為冰醋酸、檸檬酸或乙二酸中的至少一種，在20°C 80°C下攪拌，配制質量體積濃度為5g/L 50 g/L的殼聚糖溶液，向其中加入殼聚糖質量0.05% 2%的表面活性劑，所述表面活性劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、六偏磷酸鈉、酪蛋白酸鈉、甘油、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的至少一種，待其充分溶解后，在攪拌條件下，0.1 h 2 h內將酸性硅溶膠加至含有表面活性劑的殼聚糖溶液中，酸性硅溶膠的加入量以SiO2計為0.1 g/L 0.5 g/L,混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液。所述表面活性劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、六偏磷酸鈉、酪蛋白酸鈉、甘油、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一種。一種原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液在食品保鮮涂膜中的應用。將食品浸潰于原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液中Imin 2min后取出，風干，即在食品表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜。所述食品為果蔬類產品或水產類產品。所述果蔬類產品為草莓、蘋果、桔子、梨或甜柿。所述水產類產品為魚類或蝦類。本發明的有益效果:以水玻璃為硅源制備酸性硅溶膠，再將其加入至殼聚糖的溶液中，在表面活性劑的作用下，通過原位合成法將納米SiOx均勻分散于殼聚糖的溶液內，不但簡化了納米SiOx的殼聚糖涂膜保鮮的生產工藝，降低了生產成本，而且提高了涂膜內納米SiOx的分散性能,進一步提升了納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜的韌性和機械強度,提高了食品保鮮效果，可以作為草莓、蘋果、梨、桔子、甜柿等水果，魚類、蝦類等水產品的涂膜保鮮劑。
具體實施例方式實施例1
O配制水玻璃溶液
取含0.03mol SiO2的水玻璃(Na20.SiO2),用去離子水定容至100 mL容量瓶中，配制水玻璃溶液；
2)制備酸性硅溶膠
在20°C攪拌條件下，將水玻璃溶液在0.1 h內滴加到5 mL濃度為5 mol/L的鹽酸溶液中，至鹽酸溶液pH為3時止，陳化I h，得酸性硅溶膠；
3)制備原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液
取0.5 g殼聚糖加入到100 mL體積濃度為3%的冰醋酸溶液中，再加入ImL濃度為5g/L的十二烷基苯磺酸鈉溶液，在60°C下攪拌，待其充分溶解后，在攪拌條件下，在0.1 h內滴加3.10 mL酸性硅溶膠，混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液；
4)原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液的應用
將蘋果浸潰于原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液中2 min后取出，風干，即在蘋果表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜；室溫貯藏蘋果，保鮮期達到三個月以上。
實施例2
O配制水玻璃溶液
取含0.1 mol SiO2的水玻璃(Na2O ^LSSiO2),用去離子水定容至100 mL容量瓶中，配制水玻璃溶液；
2)制備酸性硅溶膠
在40°C攪拌條件下，將水玻璃溶液在2 h內滴加到100 mL濃度為0.5 mol/L的鹽酸溶液中，加至鹽酸溶液pH為5.5，陳化2 h，得酸性硅溶膠；
3)制備原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液
取2.0 g殼聚糖加入到100 mL體積濃度為0.2%的冰醋酸溶液中，再加入ImL濃度為40g/L的十二烷基苯磺酸鈉溶液，在20°C下攪拌，待其充分溶解后，在攪拌條件下，在0.2h內滴加0.85 mL酸性硅溶膠，混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液；
4)原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜的應用
將桔子浸潰于原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液中I min后取出，風干，即在桔子表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜；在室溫下貯藏桔子，保鮮期達到40CL實施例3
O配制水玻璃溶液` 取含0.05 mol SiO2的水玻璃(Na20.2.4Si02)，用去離子水定容至100 mL容量瓶中，配制水玻璃溶液；
2)制備酸性硅溶膠
在60°C攪拌條件下，將水玻璃溶液在I h內滴加到10 mL濃度為2 mol/L的鹽酸溶液中，加至鹽酸溶液pH為4.5，陳化1.5 h，得酸性硅溶膠；
3)制備原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液
取1.5 g殼聚糖加入到100 mL體積濃度為0.2%的冰醋酸溶液中，再加入ImL濃度為1.5g/L的十二烷基苯磺酸鈉溶液，在60°C下攪拌，待其充分溶解后，在攪拌條件下，在I h內滴加1.00 mL酸性硅溶膠，混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液；
4)原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液的應用
將對蝦浸潰于原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液中I min后取出，風干，即在對蝦表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜；在4°C條件下冷藏對蝦，貨架期延長至6 d以上。實施例4
O配制水玻璃溶液
取含0.04 mol SiO2的水玻璃(Na20.3.1SiO2),用去離子水定容至100 mL容量瓶中，配制水玻璃溶液；
2)制備酸性硅溶膠
在60°C攪拌條件下，將水玻璃溶液在0.1 h內滴加到20 mL濃度為2mol/L的硝酸溶液中，加至硝酸溶液PH值為4.5，陳化1.5 h，得酸性硅溶膠； 3)制備原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液
取1.5 g殼聚糖加入到100 mL體積濃度為0.2%的檸檬酸溶液中，再加入ImL質量濃度為1.5%的甘油溶液，在60°C下攪拌，待其充分溶解后，在攪拌條件下，在1.5 h內滴加1.50mL酸性硅溶膠，混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液；
4)原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜的應用
將草莓浸潰于原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液中I min后取出，風干，即在草莓表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜；在01: 4°C條件下貯藏草莓，貯藏期為10 d以上。實施例5
O配制水玻璃溶液
取含0.3 mol SiO2的水玻璃(Na20.SiO2),用去離子水定容至100 mL容量瓶中，配制水玻璃溶液；
2)制備酸性硅溶膠
在40°C攪拌條件下，將水玻璃溶液在2h內滴加到100 mL濃度為0.5 mol/L的硝酸溶液中，加至硝酸溶液PH值為5.5，陳化2 h，得酸性硅溶膠；
3)制備原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液
取2.0 g殼聚糖加入到100 mL體積濃度為0.2%的冰醋酸溶液中，再加入ImL質量濃度為1%的聚乙二醇1000溶液，在20°C下攪拌，待其充分溶解后，在攪拌條件下，在2 h內滴加2.50 mL酸性硅溶膠，混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液；
4)原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液的應用
將鯽魚浸潰于原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液中I min后取出，風干，即在鯽魚表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜；在室溫25°C條件下貯藏鯽魚，貯藏期為2 d以上。實施例6
O配制水玻璃溶液
取含0.2 mol SiO2的水玻璃(Na2O-LSSiO2),用去離子水定容至100 mL容量瓶中，配制水玻璃溶液；
2)制備酸性硅溶膠
在20°C攪拌條件下，將水玻璃溶液在0.1 h內滴加到20 mL濃度為5 mol/L的硝酸溶液中，加至硝酸溶液PH值為3，陳化I h，得酸性硅溶膠；
3)制備原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液
取5 g殼聚糖加入到100 mL體積濃度為3%的乙二酸溶液中，再加入I mL質量濃度為1%的甘油溶液，在80°C下攪拌，待其充分溶解后，在攪拌條件下，在0.3 h內滴加0.60 mL酸性硅溶膠，混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液；
4)原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液的應用
將梨浸潰于原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液中2 min后取出，風干，即在梨表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜。在25°C下貯藏梨，貨架期延長至30 d以上。
實施例1 實施例6中的鹽酸、硝酸可以相互替代，冰醋酸、檸檬酸、乙二酸可以相互替代，硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、六偏磷酸鈉、酪蛋白酸鈉、甘油、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺可以相互替代。
權利要求
1.一種原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液的制備方法，其特征是:具體步驟如下: O配制水玻璃溶液 將去離子水加入至Na2O ^fflSiO2中，配制濃度以SiO2計為0.3 mol/L 3mol/L的水玻璃溶液； 2)制備酸性硅溶膠 在20°C 60°C攪拌條件下，將水玻璃溶液在0.1 h 2 h內加入到濃度為0.5 mol/L 5 mol/L的無機酸水溶液中，所述無機酸為鹽酸或硝酸，加至無機酸水溶液的pH為3 5.5后，停止攪拌，陳化I h 2 h，得酸性硅溶膠； 3)原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液 取殼聚糖加入到質量濃度為0.2% 3%的有機酸溶液中，所述有機酸為冰醋酸、檸檬酸或乙二酸中的至少一種，在20°C 80°C下攪拌，配制質量體積濃度為5g/L 50 g/L的殼聚糖溶液，向其中加入殼聚糖質量0.05% 2%的表面活性劑，所述表面活性劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、六偏磷酸鈉、酪蛋白酸鈉、甘油、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的至少一種，待其充分溶解后，在攪拌條件下，0.1 h 2 h內將酸性硅溶膠加至含有表面活性劑的殼聚糖溶液中，酸性硅溶膠的加入量以SiO2計為0.1 g/L 0.5 g/L,混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液。
2.根據權利要求1所述的原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液的制備方法，其特征是:所述表面活性劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、六偏磷酸鈉、酪蛋白酸鈉、甘油、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一種。
3.如權利要求1所述的原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液在食品保鮮涂膜中的應用。
4.根據權利要求3所述的原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液在食品保鮮涂膜中的應用，其特征是:將食品浸潰于原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液中Imin 2min后取出，風干，即在食品表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜。
5.根據權利要求4所述的原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液在食品保鮮涂膜中的應用，其特征是:所述食品為果蔬類產品或水產類產品。
6.根據權利要求5所述的原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液在食品保鮮涂膜中的應用，其特征是:所述果蔬類產品為草莓、蘋果、桔子、梨或甜柿。
7.根據權利要求5所 述的原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液在食品保鮮涂膜中的應用，其特征是:所述水產類產品為魚類或蝦類。
全文摘要
一種原位合成納米SiOx的殼聚糖食品保鮮涂膜溶液的制備方法及其應用，將去離子水加入至Na2O·mSiO2中，配制水玻璃溶液；將水玻璃溶液加入到無機酸水溶液中，陳化，得酸性硅溶膠；取殼聚糖加入到有機酸溶液中，配制殼聚糖溶液，向其中加入表面活性劑，待其充分溶解后，將酸性硅溶膠加至含有表面活性劑的殼聚糖溶液中，混合均勻，超聲脫氣，得原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜溶液；將食品浸漬于涂膜溶液中，風干，即在食品表面形成了原位合成納米SiOx的殼聚糖保鮮涂膜。通過原位合成法將納米SiOx均勻分散于殼聚糖溶液內，簡化了生產工藝，降低了生產成本，提高了食品保鮮效果，用來作為水果、水產品的涂膜保鮮劑。
文檔編號A23B7/154GK103120207SQ20131004022
公開日2013年5月29日 申請日期2013年2月1日 優先權日2013年2月1日
發明者孫彤, 勵建榮, 董志儉, 郝文婷, 郝晗, 李學鵬 申請人:渤海大學