一种壳聚糖/纳米银活性气凝胶及其制备方法和应用

本发明属于材料，具体涉及一种壳聚糖/纳米银活性气凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、鲜肉在加工、贮藏和销售流通过程中易受到微生物侵染，导致其货架期短，一般只有3-5天，严重制约了其发展。而目前对于食品保鲜防腐的处理，大多是将防腐剂作为食品添加剂直接添加在食品里，或者是采用冷冻、密封避光保存。首先，大多数防腐剂都是低毒性的，与食品一同进入人体，长期食用本身对人的身体就有一定危害；而冷冻保存食品虽可以有效防止食品变质，但会增加商品运输与存储的成本。

2、为了延长鲜肉的保鲜时间，市场上目前已有鲜肉吸水垫，取尺寸适当的吸水垫置于冷鲜肉类的塑料盘子底部，可用于各种生鲜肉制品的远距离运输并长时间保持良好的颜色和外观。目前市场上鲜肉吸水垫通常由难降解的化学合成聚合物制成，如聚乙烯、聚丙烯和聚酯纤维等，这些合成聚合物由于其良好的机械性能、加工特性和高性价比成为包装材料的首选。然而，这些材料很难自然降解和人工处理，废弃后对环境造成巨大压力，并不能起到很好的抑菌作用。因此，需要研发一款具有良好吸水能力、抗菌活性以及可生物降解的新型材料作为肉类吸水垫来使用。

3、气凝胶因其高比表面积、低密度、良好的吸液性能而备受关注。然而，这些多孔结构材料很少在食品包装中用作吸湿剂以延长其货架期，这是食品包装中的一个新应用。用于食品应用的气凝胶研究尚处于早期阶段，其全部潜力仍有待评估。此外，传统的不含抗氧化剂或抗菌剂的气凝胶不能满足活性包装的要求。因此，有必要在传统气凝胶中引入功能材料，以提高其抗菌和抗氧化活性。纳米银颗粒(ag nps)因其强大的抗菌活性和高热稳定性而备受关注。然而，纳米银颗粒容易从包装基质中泄漏，导致累积毒性，限制了其在食品保鲜领域的应用。为了进一步扩大纳米银颗粒在食品包装中的应用，固定并控制纳米银颗粒的释放非常重要。

4、因此，开发一种能够固定并控制纳米银颗粒的释放的活性气凝胶，并将其用于鲜肉包装中，具有重要意义。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种壳聚糖/纳米银活性气凝胶及其制备方法和应用。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、本发明提供了一种壳聚糖/纳米银活性气凝胶的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖溶液和agno3溶液混合，加热反应，分离得到银纳米颗粒；之后向所述银纳米颗粒中加入增强剂和交联剂，模具成型后，干燥固化，即得所述壳聚糖/纳米银活性气凝胶。

4、作为本发明的优选方案，所述壳聚糖溶液的浓度为8～12g/l，所述agno3溶液的浓度为0.008～0.012mol/l。

5、作为本发明的优选方案，所述反应温度为40～60℃，时间为0.5～2h。

6、作为本发明的优选方案，所述增强剂为细菌纤维素，所述交联剂为柠檬酸。

7、作为本发明的优选方案，所述壳聚糖溶液和所述agno3溶液的质量比为(15～19):1，所述银纳米颗粒、增强剂和交联剂的质量比为100:(0.02～0.3):(0.0625～1)。

8、作为本发明的优选方案，所述干燥温度为80～100℃，时间为8～12h。

9、本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制备得到的壳聚糖/纳米银活性气凝胶。

10、本发明同时提供了一种根据上述所述的壳聚糖/纳米银活性气凝胶在食品保鲜材料中的应用。

11、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

12、本发明以天然线性多糖壳聚糖(cs)为合成气凝胶的基质，加入增强剂和交联剂，制备机械性能好并且可生物降解的气凝胶。通过原位固定纳米银，负载纳米银的同时减少纳米银颗粒在复合气凝胶材料的释放，从而更加有效延长冷鲜肉的保质期。

13、本发明制备的气凝胶可高效抑菌，且生物可降解，价格低廉，制备方法简单，性能优异，适于推广。

技术特征：

1.一种壳聚糖/纳米银活性气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将壳聚糖溶液和agno3溶液混合，加热反应，分离得到银纳米颗粒；之后向所述银纳米颗粒中加入增强剂和交联剂，模具成型后，干燥固化，即得所述壳聚糖/纳米银活性气凝胶。

2.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米银活性气凝胶的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液的浓度为8～12g/l，所述agno3溶液的浓度为0.008～0.012mol/l。

3.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米银活性气凝胶的制备方法，其特征在于，所述反应温度为40～60℃，时间为0.5～2h。

4.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米银活性气凝胶的制备方法，其特征在于，所述增强剂为细菌纤维素，所述交联剂为柠檬酸。

5.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米银活性气凝胶的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液和所述agno3溶液的质量比为(15～19):1，所述银纳米颗粒、增强剂和交联剂的质量比为100:(0.02～0.3):(0.0625～1)。

6.根据权利要求1所述的壳聚糖/纳米银活性气凝胶的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为80～100℃，时间为8～12h。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的制备方法制备得到的壳聚糖/纳米银活性气凝胶。

8.一种根据权利要求7所述的壳聚糖/纳米银活性气凝胶在食品保鲜材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种壳聚糖/纳米银活性气凝胶及其制备方法和应用，属于材料技术领域。将壳聚糖溶液和AgNO3溶液混合，加热反应，分离得到银纳米颗粒；之后向所述银纳米颗粒中加入增强剂和交联剂，模具成型后，干燥固化，即得所述壳聚糖/纳米银活性气凝胶。本发明以壳聚糖为基质，加入增强剂和交联剂，制备机械性能好并且可生物降解的气凝胶。通过加入原位固定后的纳米银，负载纳米银的同时减少纳米银颗粒在复合气凝胶材料的释放，从而更加有效延长冷鲜肉的保质期。本发明制备的气凝胶可高效抑菌，且生物可降解，价格低廉，制备方法简单，性能优异，适于推广。

技术研发人员：张帆
受保护的技术使用者：福州大学至诚学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15