本發(fā)明涉及包裝材料，特別涉及一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著對(duì)食品安全和健康問題的關(guān)注不斷增加，生物聚合物膜的發(fā)展受到了越來越多的關(guān)注。食品包裝薄膜需要保護(hù)食品免受外部污染物的侵害，并防止儲(chǔ)存期間的化學(xué)、物理和生物變化。傳統(tǒng)包裝雖然在阻隔氧氣和水分方面發(fā)揮了重要作用，但其不可降解性引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題。

2、為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，材料科學(xué)和生物工程領(lǐng)域的最新研究主要集中在開發(fā)一種新的包裝技術(shù)，以提高食品質(zhì)量和安全性。活性包裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它通過使活性化合物持續(xù)擴(kuò)散到食品環(huán)境中，減少對(duì)防腐劑的需求。這種技術(shù)的核心在于控釋機(jī)制，即通過特定的包裝膜基底和控釋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)抗氧化劑等活性成分的按需釋放。

3、近十年來，隨著控釋技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)高脂肪食品抗氧化需求的增加，基于控釋的抗氧化活性食品包裝已成為活性食品包裝研究領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)。研究人員對(duì)包裝膜基底材料、新的控釋技術(shù)和控釋機(jī)制進(jìn)行了深入研究，這些進(jìn)展不僅提升了包裝的保鮮性能，還為食品行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了新的思路。例如，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的胡冰教授團(tuán)隊(duì)(shi?q,niany,youy,et?al.heterogeneity?in?diameters?ofprotein?fibrils?and?chitosanfor?a?high?co2/o2?selectivity?and?desired?mechanical?properties?ofediblebioplastic?films[j].small,2405346.)開發(fā)了一種基于天然聚合物的生物塑料膜，其在氣體阻隔性和機(jī)械性能方面表現(xiàn)出色，同時(shí)具有顯著的抗菌活性。

4、綜上所述，生物基聚合物薄膜的開發(fā)不僅有助于解決傳統(tǒng)包裝的環(huán)境問題，還通過控釋技術(shù)提升了食品包裝的功能性，為食品保鮮和安全提供了新的解決方案。

5、番茄紅素作為一種具有強(qiáng)抗氧化性和生物活性的天然色素，在食品包裝材料中的應(yīng)用及其作用機(jī)理逐漸受到關(guān)注。番茄紅素作為一種天然抗氧化劑，可以有效延緩食品在儲(chǔ)存過程中的氧化變質(zhì)。其抗氧化能力源于其分子結(jié)構(gòu)中的共軛雙鍵，能夠淬滅活性氧和自由基，從而保護(hù)食品中的營養(yǎng)成分。這種特性使其在食品包裝中可以作為一種活性成分，通過控釋技術(shù)緩慢釋放，持續(xù)保護(hù)食品免受氧化損傷。番茄紅素還可以通過與包裝材料中的其他成分相互作用，增強(qiáng)包裝的整體性能。通過微膠囊化或與其他生物聚合物復(fù)合，番茄紅素可以被包裹在特定的載體中，從而在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中緩慢釋放。這種控釋技術(shù)不僅提高了番茄紅素的生物利用度，還延長了其在食品包裝中的有效作用時(shí)間。此外，番茄紅素的抗氧化活性還可以通過抑制微生物生長來延長食品的保質(zhì)期。

6、綜上所述，番茄紅素在食品包裝材料中的應(yīng)用不僅能夠提供抗氧化保護(hù)和天然著色功能，還能通過控釋技術(shù)增強(qiáng)包裝的保鮮效果。這些特性使其成為未來食品包裝領(lǐng)域中極具潛力的功能性成分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法。在該方法中，番茄紅素與zif-8及聚乳酸的結(jié)合展現(xiàn)出顯著的作用機(jī)理和應(yīng)用潛力。zif-8作為一種金屬有機(jī)框架材料(mofs)，具有高度有序的孔隙結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的氣體吸附性能。在制備過程中，zif-8通過2-甲基咪唑和六水合硝酸鋅的反應(yīng)形成，其多孔結(jié)構(gòu)能夠高效負(fù)載番茄紅素，從而顯著增強(qiáng)番茄紅素在包裝材料中的分散性和穩(wěn)定性。番茄紅素作為一種天然強(qiáng)抗氧化劑，能夠有效抑制食品中的氧化反應(yīng)，延長食品的保質(zhì)期。通過將其溶解在二氯甲烷中并與zif-8混合，番茄紅素可以均勻地分散在zif-8的孔隙中，進(jìn)一步提高其在聚乳酸基質(zhì)中的穩(wěn)定性。聚乳酸作為一種生物可降解的高分子材料，雖然本身具有良好的機(jī)械性能和透明度，但其抗氧化性能有限。通過將番茄紅素負(fù)載的zif-8與聚乳酸結(jié)合，可以顯著提升聚乳酸薄膜的抗氧化性能。這種改性聚乳酸薄膜不僅能夠有效阻隔氧氣和水分，還能通過番茄紅素的抗氧化作用抑制食品中的氧化反應(yīng)，從而延長食品的保質(zhì)期。此外，zif-8的多孔結(jié)構(gòu)還可以吸附食品中的異味物質(zhì)，進(jìn)一步提升包裝的保鮮效果。這種復(fù)合材料在食品包裝中的應(yīng)用，不僅滿足了消費(fèi)者對(duì)天然、健康包裝材料的需求，還為解決傳統(tǒng)塑料包裝的環(huán)境問題提供了新的思路。

2、在食品包裝中，zif-8(沸石咪唑酯框架-8)具有多種重要功能和作用機(jī)制。首先，zif-8的多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積使其能夠高效負(fù)載和緩釋番茄紅素，顯著增強(qiáng)包裝膜的抗氧化性能。此外，zif-8還具有ph響應(yīng)性緩釋功能，能夠在酸性環(huán)境中釋放負(fù)載的活性物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)長效抗菌效果。其次，zif-8的多孔結(jié)構(gòu)能夠吸附和固定細(xì)菌，同時(shí)釋放的zn2+離子可以破壞細(xì)菌細(xì)胞膜，抑制微生物生長。例如，與聚乳酸復(fù)合后，zif-8能夠顯著提高包裝膜的抗菌性能，有效抑制食品中的腐敗菌和致病菌。zif-8還具有良好的紫外線阻隔性能，能夠保護(hù)食品免受紫外線的損害，從而延長食品的保質(zhì)期。此外，zif-8的加入可以改善包裝膜的機(jī)械性能和阻隔性能，使其更適合用于食品包裝。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法及其制備方法。

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法，包括以下步驟：

5、步驟1、將2-甲基咪唑：甲醇：維生素c按照質(zhì)量比為1:20～30:2～5充分混合均勻后，制得配體溶液；將六水合硝酸鋅：n,n-二甲基甲酰胺按照摩爾比為1:25～32充分混合，制得金屬鹽溶液，將兩種溶液充分混合攪拌后，轉(zhuǎn)入反應(yīng)瓶中，在室溫下反應(yīng)45～60h，用甲醇洗滌三次，干燥，得到的zif-8粉末；

6、步驟2、將番茄紅素溶解在二氯甲烷中，加入zif-8粉末在室溫下磁攪拌6～15h后，加入在50℃～60℃烘箱中干燥10～15h的聚乳酸顆粒，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％～35％的聚乳酸溶液，在室溫下，磁力攪拌4h。溶解完全后，利用旋涂法制備出薄膜，真空干燥除去薄膜中多余的溶劑和濕度，即可得到食品用改性聚乳酸包裝材料。

7、進(jìn)一步地，步驟1所述金屬鹽溶液中六水合硝酸鋅和配體溶液中2-甲基咪唑質(zhì)量比為1:0.8～1.17。

8、進(jìn)一步地，步驟2所述番茄紅素為規(guī)格為10％～60％的番茄紅素。

9、進(jìn)一步地，步驟2所述番茄紅素與二氯甲烷以及zif-8粉末的質(zhì)量比為1:25～100:0.5～2。

技術(shù)特征：

1.一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法，其特征在于，步驟1所述金屬鹽溶液中六水合硝酸鋅和配體溶液中2-甲基咪唑質(zhì)量比為1:0.8~1.17。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法，其特征在于，步驟2所述番茄紅素為規(guī)格為10%～60%的番茄紅素。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法，其特征在于，步驟2所述番茄紅素與二氯甲烷以及zif-8粉末的質(zhì)量比為1:25~100:0.5~2。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種食品用改性聚乳酸包裝材料的制備方法及其制備方法，屬于包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，其步驟包括：將2?甲基咪唑、甲醇、維生素C混合，制得配體溶液；六水合硝酸鋅與N,N?二甲基甲酰胺1:25?32混合，制得金屬鹽溶液，兩溶液混合后室溫反應(yīng)，洗滌三次，干燥，得到ZIF?8粉末；將番茄紅素溶于二氯甲烷，加入ZIF?8粉末，再加入干燥的聚乳酸顆粒，攪拌，通過旋涂法制備薄膜，真空干燥，得到改性聚乳酸包裝材料。本發(fā)明制得的食品用改性聚乳酸包裝材料具有優(yōu)異的抗氧化性能和抗菌能力，能夠有效延長食品保質(zhì)期。其結(jié)合了番茄紅素的天然抗氧化特性與ZIF?8的多孔吸附結(jié)構(gòu)，顯著提升了聚乳酸的阻隔性能和穩(wěn)定性，同時(shí)具備良好的生物可降解性，滿足環(huán)保需求。

技術(shù)研發(fā)人員：李鵬,楊持恒,劉艷,王文鋒,李臻,馬開來
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濱州萬佳新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24