一种搭载姜黄素皮克林乳液的智能包装膜

摘要

本发明提供一种搭载姜黄素皮克林乳液的智能包装膜，将姜黄素包埋在皮克林乳液再做成智能包装膜，其抑菌抗氧化性能更加优秀，对于颜色的反应更加明显改善，更加提高了机械性能和阻湿阻氧性能。其制备方法是S1、制备皮克林乳液：将辛烯基琥珀酸淀粉溶于水中搅拌均匀得到辛烯基琥珀酸淀粉颗粒分散液，再加入油相，再用均质机分散2‑6min得到皮克林乳液，油相是将姜黄素溶于中链甘油三酯中；S2、制备皮克林乳液膜：分别取质量百分比为1‑3％的玉米淀粉和1‑3％的聚乙烯醇加制备为成膜液；将成膜液与S1所得皮克林乳液混合得到膜液；S3、制备皮克林乳液膜：将膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜。

说明书

技术领域

本发明属于食品包装材料邻域，具体涉及一种搭载姜黄素皮克林乳液的智能包装膜。

技术背景

随着科技的进步，人们对于对于食品包装的要求也不再局限于外观。因此在包装中添加不同的因子以使其具有不同的性能就成了最近的包装材料技术的研究重点，所以对于内部食品具有监测作用的智能包装也逐渐走入人们的视野。

姜黄素是一种提取自姜科植物姜黄、郁金或莪术之中的亮黄色疏水性多酚，化学式为C

姜黄素中间的碳链将两端的亲水性的酚羟基分离，并且碳链本身含有大量的亲脂性的次甲基基团，使得姜黄素呈现脂溶性，在水中的溶解度极低，仅有0.6μg/mL,易溶于一些有机溶剂如氯仿、乙醇、碱性溶液等。姜黄素在碱性环境下可以溶解的原因是因为姜黄素在碱性环境下易分解，当溶液呈中性或者碱性时，姜黄素苯环上的氢离子会失去，从而导致共轭结构的破坏，其中反式-6-(4'-羟基-3'-甲氧基苯基)-2,4-二氧基-5-己醛为主要降解产物，香兰素、阿魏酸、阿魏酸甲烷为次要降解产物。姜黄素在碱性条件下发生的颜色的改变是由于姜黄素作为一种弱质子酸，存在着三个不稳定的氢原子，当外界的pH由酸性改变为碱性时，姜黄素的颜色就会从黄色转变为红色，而微生物的存在是大多数动物性蛋白质变质的原因，大量的TVBN(总挥发性碱性氮)会在动物蛋白质腐败时产生，从而改变pH值。pH的变化会使得姜黄素发生颜色的改变，因此姜黄素可以用来作为食品的腐败检测器。

姜黄素很容易溶于如丙酮、甲醇、乙醇和异丙醇等。并且姜黄素对光具有高度的敏感性，其在有机溶剂中很容易发生光降解，当被暴露在光照条件下时姜黄素处于非常不稳定的状态，当环境较为潮湿时，姜黄素受光照射会迅速降解为香草酸、阿魏醛和阿魏酸和香草醛。姜黄素在碱性条件也会高速分解，一部分原因是因为苯基化阴离子的形成增加了自由基的产生，这些基团和其他的基团发生反应就会生成二聚体分解代谢物，主要产物是反式-6-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-2,4-二酮-5-己烯醛，只有微量的香草醛，阿魏酸和阿魏酸甲酯。

姜黄素不稳定，所以采用皮克林乳液来包埋姜黄素可以提高稳定性。皮克林乳液由于减少或免除了表面活性剂的应用而为食品行业提供了一种新型乳液稳定剂的选择，利用皮克林乳液可以大大提高物质的稳定性。皮克林乳液主要是通过增加空间位阻从而改变界面性质，或者改变连续相的流变学性质来稳定乳液。使用的稳定乳液的粒子在水相和油相之间具有一定的润湿性，因此可以通过在油水界面上吸附形成较为密集的颗粒膜来防止乳液液滴的聚集。通常用来制备皮克林乳液的固体颗粒粒径较小，一般都比乳液的粒径小一个数量级。皮克林乳液也可用于油脂的抗氧化，因油脂氧化主要发生在油水界面，而经过皮克林乳化之后的乳液，其界面厚度有了一定的提高，并且还可以阻隔氧气、清除自由基，因此可以极大降低被包覆物质的氧化速率。皮克林乳液还可以用于制备如环境敏感性材料(pH、温度、光/电/磁等)和温敏性材料之类的敏感性材料。

智能包装是一种能够进行如检测、传感、记录、跟踪、通信、应用科学逻辑等智能功能的包装系统，可以延长保质期、提高安全性、保证质量、提供信息并对可能存在的问题作出预警。利用皮克林乳液包埋姜黄素既可以提高姜黄素的稳定性，同时也利用姜黄素的抑菌抗氧化以及随pH变化而改变颜色的特性，但皮克林乳液的稳定性也受到颗粒浓度、pH值、表面电荷等因素的影响，需要通过粒子修饰、调节环境因素、多组分协同稳定等来调控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搭载姜黄素皮克林乳液的可降解的智能包装膜，可以改善姜黄素的稳定性，能够对内部食品的腐败情况做出响应，具有良好的机械性能和阻湿阻氧性能，对食品的腐败变质快速做出响应。

一种搭载姜黄素皮克林乳液的智能包装膜，其步骤如下，

S1、制备皮克林乳液：

将辛烯基琥珀酸淀粉溶于水中搅拌均匀得到辛烯基琥珀酸淀粉颗粒分散液，再加入油相，再用均质机分散2-6min得到皮克林乳液，所述的油相的加入量为辛烯基琥珀酸淀粉质量的45-70％，所述的均质机转速为13000-18000r/min，每次45s，间隔20s；所述的油相是将姜黄素溶于中链甘油三酯中，所述的辛烯基琥珀酸淀粉颗粒分散液的质量百分比浓度为10-30％；所述的姜黄素含量为油相的0.4-1.2％；

S2、制备皮克林乳液膜：分别取质量百分比为1-3％的玉米淀粉和1-3％的聚乙烯醇加入水中后，于水浴锅在80-90℃下糊化1.5-3h，加入溶液体积1-2％的甘油后用电动搅拌器搅拌25-55min制备为成膜液；将成膜液与S1所得皮克林乳液混合，皮克林乳液和成膜液的体积比为4:100-12：100，电动搅拌器混合10-30min后用超声探针超声处理，制备皮克林乳液膜的膜液备用；

S3、制备皮克林乳液膜：将S2中得到的皮克林乳液膜的膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

作为本发明更优的技术方案：所述的油相加入量为辛烯基琥珀酸淀粉质量60％。

作为本发明更优的技术方案：所述的姜黄素添质量为中链甘油质量的0.5％。

作为本发明更优的技术方案：所述的均质机分散时间为3min，转速为13000r/min。

作为本发明更优的技术方案：所述的玉米淀粉质量百分比浓度为2％；聚乙烯醇质量百分比浓度为2.5％

作为本发明更优的技术方案：所述的甘油添加量为溶液体积的1.5％。

作为本发明更优的技术方案：所述的糊化时间为2h。

作为本发明更优的技术方案：所述的电动搅拌器搅拌时间为40min。

作为本发明更优的技术方案：所述的皮克林乳液和成膜液的体积比为6:100。

作为本发明更优的技术方案：所述的电动搅拌器搅拌时间为20min。

作为本发明更优的技术方案：所述的超声探针超声功率为400W，以超声3s，间断2s超声模式超声15min。

有益效果如下：

本发明实现了将姜黄素应用于智能包装膜，姜黄素的抑菌抗氧化性能可以对食品的腐败变质做出响应，对比直接加入姜黄素而言，将姜黄素包埋在皮克林乳液再做成智能包装膜，其抑菌抗氧化性能更加优秀，对于颜色的反应更加明显改善，更加提高了机械性能和阻湿阻氧性能。

附图说明

图1是本发明的实施例1制备得到的智能包装膜的电镜图(正面)；

图2是本发明的实施例1制备得到的智能包装膜的电镜图(断面)；

图3是本发明的实施例2制备得到的智能包装膜的电镜图(正面)；

图4是本发明的实施例2制备得到的智能包装膜的电镜图(断面)。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进一步详细说明。

本发明的原材料姜黄素为分析纯级，购自天津市光复精细化工研究所；玉米淀粉为食品级；中链甘油三酯为食品级，购自广州市巴狸食品配料有限公司；辛烯基琥珀酸变性淀粉为食品级，购自广州市合诚实业有限公司。

实施例1

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。60mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取4g玉米淀粉和5g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入3mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取12ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

实施例2

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。120mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取4g玉米淀粉和5g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入3mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取12ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

如图1和3所示，实施例1和2制备得到的智能包装膜的正面较为平坦均匀，皮克林乳液液滴能够结合到基质之间，如图1和3所示，实施例1和2制备得到的智能包装膜的显示膜基质之间没有大孔洞出现，基质结合紧密。

实施例3

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。60mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取2g玉米淀粉和4g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入3mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取12ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

实施例4

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。60mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取6g玉米淀粉和4g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入3mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取18ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

实施例5

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。60mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取4g玉米淀粉和2g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入3mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取18ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

实施例6

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。60mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取4g玉米淀粉和6g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入3mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取18ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

实施例7

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。60mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取4g玉米淀粉和5g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入2mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取18ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

实施例8

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。60mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取4g玉米淀粉和5g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入4mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取18ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

实施例9

步骤一：皮克林乳液的制备

(1)将20g辛烯基琥珀酸淀粉溶于100mL水中，搅拌均匀。60mg姜黄素溶于12g中链甘油三酯中。

(2)将溶解姜黄素后的中链甘油三酯加入淀粉分散液中，均质机分散3min，转速为13000r/min，每次45s。间隔20s。

步骤二：皮克林乳液膜的制备

(1)分别称取4g玉米淀粉和5g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入3mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，形成膜液备用。

(2)取24ml皮克林乳液与步骤二(1)200mL膜液用电动搅拌器搅拌混合20min，混合后用功率为400W的超声探针超声处理，以超声3s，间隔2s模式超声15min后备用。

(3)将步骤二(2)得到的皮克林乳液的成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

实施例10：对照组

(1)取24mg姜黄素溶于100mL 80％乙醇中，制备为姜黄素溶液备用。

(2)分别称取4g玉米淀粉和5g聚乙烯醇，加200mL水后，于90℃水浴锅中糊化2h，糊化后加入3mL甘油用电动搅拌器搅拌40min，加入姜黄素溶液30mL，形成成膜液备用。

(3)将成膜液真空脱气后于有机玻璃板流延成膜，其中成膜液流延量为0.31mL/cm

将实施例1至10制备的智能包装膜的机械性能和阻湿阻氧性能测试结果如表1所示。

膜的厚度按照国标《塑料薄膜和薄片厚度测定-机械测量法》(GB/T6672-2001)测定。膜的抗拉强度和断裂伸长率按照国标《塑料薄膜拉伸性能试验方法》(GB/13022-1991)采用拉力机测定。膜的水蒸气透过率按照国标《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法》(GB1037-1988)和《包装材料试验方法-透湿率》(GB/T16928-1997)采用水蒸气透过仪测定。膜的透氧性按照国标《包装材料、塑料薄膜和薄片氧气透过性试验》(GB/T19789-2005)和《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法-压差法》(GB/T1038-2000)，采用GDP-C型气体渗透性测试仪测定。

表1

由表1可知，实施例1至9得到的产品具有良好的机械性能能和阻湿阻氧性能，优于对照组实施例10。

将实施例1至10制备的智能包装膜的抑菌圈测试的结果如表2所示。

表2

由表2可知：与对照组实施例10相比，实施例1至9所得产品的抑菌圈更大，抑菌效果更好。

将实施例1至10制备的智能包装膜的抗氧化测试的结果如表3所示。

表3

由表3可知：与对照组实施例10相比，实施例1至9的抗氧化性更好。

将实施例1至10制备的智能包装膜的在与25g鱼肉置于培养基中，室温下保鲜膜密封放置2d后由色差仪测得的色差值变化如表4所示。

表4

由表4可知，与对照组相比，实施例1至9的颜色变化明显，具有智能指示作用。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多种实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。