一種漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理木質(zhì)纖維生產(chǎn)抗菌紙的方法

權(quán)利要求書(shū)

1.一種漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理木質(zhì)纖維生產(chǎn)抗菌紙的方法，其特征在于步驟是：

（1）將對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌及沙門(mén)氏菌有良好的抑制作用的酚類(lèi)物質(zhì)用乙醇溶解，濃度為0.2%～0.3%，備用。

（2）未漂硫酸鹽漿料的準(zhǔn)備，對(duì)商品漿進(jìn)行浸泡、疏解、打漿、制出未漂KP 漿。

（3）取上述未漂KP 漿，調(diào)解漿料漿濃度為3%，漿料pH 值為5，加入預(yù)先用乙醇溶解的酚類(lèi)物質(zhì)，空氣充分?jǐn)嚢? min 后加入漆酶，置于溫度已達(dá)到50 ℃的恒溫?fù)u床內(nèi)，以100 r/min 處理4 h。

（4）對(duì)上述處理后漿料抄紙，即得到抗菌紙張。

所述酚類(lèi)物質(zhì)為沒(méi)食子酸丙酯；所述步驟（3）中酚類(lèi)物質(zhì)的添加量相對(duì)于絕干漿為3.5%，漆酶添加量相對(duì)于絕干漿為18 U/g。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到食品包裝領(lǐng)域及造紙領(lǐng)域，特別涉及到一種漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理木質(zhì)纖維生產(chǎn)抗菌紙的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著材料科學(xué)與食品包裝理念的迅速發(fā)展，以及人們對(duì)食品質(zhì)量安全意識(shí)的不斷提高，食品包裝技術(shù)也在不斷發(fā)展，活性包裝（Active Packaging）便是其一。與傳統(tǒng)包裝相比，活性包裝是一種新的包裝，其可以通過(guò)改變包裝環(huán)境來(lái)延長(zhǎng)貨架期、提高食品感官性和安全期，進(jìn)而保持食品品質(zhì)，而抗菌包裝作為活性包裝的一種?？咕b技術(shù)是在包裝材料中添加一定的抗菌劑，使抗菌成分接觸包裝材料表面附著的微生物并抑制其生長(zhǎng)、繁殖或直接將其殺滅，從而延長(zhǎng)食品貨架期的一種活性包裝技術(shù)。

紙是人們生活中不可缺少的日常用品，但是紙制品的頻繁流通容易造成細(xì)菌傳播或交叉感染；特別是食品行業(yè)，隨著消費(fèi)者對(duì)減少防腐劑的用量的要求，尤其是消費(fèi)者希望防腐劑不是直接添加到食品當(dāng)中而是添加到包裝材料中，進(jìn)而最大限度地降低食品與防腐劑的接觸時(shí)間，因此抗菌紙的研究已引起越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注。生活中大部分的抗菌紙是在紙張生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)濕部添加、表面施膠、噴淋、浸漬、涂布等方式制得，使其獲得抗菌性。但是這種生產(chǎn)方式雖然賦予了紙張抗菌性能，也存在一定的缺陷，即大部分抗菌紙張抗菌劑都是分布在紙樣表面容易溶出或遷移至被包裝食品表面，長(zhǎng)期的使用對(duì)人類(lèi)的健康還是有一定的影響。因此，采用一定的技術(shù)將抗菌劑引入到纖維中并與纖維結(jié)合，所得紙張既具有抗菌性又不溶出，已成為人們研究的熱點(diǎn)。

酚類(lèi)物質(zhì)作為有機(jī)抗菌劑的一種，可以作為自由基吸收劑而起到抗氧化作用，已有研究表明一些天然物中提取的酚類(lèi)物質(zhì)可以有效的抵制微生物的生長(zhǎng)。漆酶是一種含銅多酚氧化酶，可催化氧化多種酚類(lèi)及芳香胺底物，進(jìn)而賦予纖維一些特性。因此若能恰當(dāng)利用漆酶與酚類(lèi)物質(zhì)的作用機(jī)理，在造紙漿料體系中適當(dāng)?shù)挠闷崦负头宇?lèi)物質(zhì)處理，使酚類(lèi)物質(zhì)在漆酶的作用下與紙漿纖維表面結(jié)合而不溶出，利用酚類(lèi)物質(zhì)的特性來(lái)增加紙張的抗菌性能，從而開(kāi)發(fā)其在食品包裝紙中作為抗菌紙的應(yīng)用。

檢索后的文獻(xiàn)包括如下幾篇：1.Fillat A,Gallardo O,Vidal T.Evaluation of natural mediators for developing antimicrobial properties to pulp fibres[C]//Proceedings of the 15th ISWFPC,2009:46.一文報(bào)道，應(yīng)用漆酶/對(duì)香豆酸對(duì)丙酮抽提后的麻漿進(jìn)行處理后可有效地改善纖維的性能，其中纖維Kappa 值相比較空白樣有較明顯的提高。2.Elegir G,Kindl A,Sadocco P,et al.Developmentof antimicrobial cellulose packaging through laccase-mediated grafting of phenolic compounds[J].Enzymeand Microbial Technology,2008,43(2):84－92.一文研究報(bào)告表明，未漂KP 漿的手抄片(定量140 g/m2)經(jīng)漆酶/丁香酚處理后，處理后手抄片具有良好的抗菌性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理木質(zhì)纖維生產(chǎn)抗菌紙的方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是：

一種漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理木質(zhì)纖維生產(chǎn)抗菌紙的方法，步驟是：

（1）檢測(cè)抑菌圈，將對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌及沙門(mén)氏菌有良好的抑制作用的酚類(lèi)物質(zhì)用乙醇溶解，濃度為0.2%～0.3%，備用。

（2）未漂硫酸鹽漿料的準(zhǔn)備，對(duì)商品漿進(jìn)行浸泡、疏解、打漿、制出未漂KP 漿。

（3）取上述未漂KP 漿，調(diào)解漿料漿濃度為3%，漿料pH 值為5，加入預(yù)先用乙醇溶解的酚類(lèi)物質(zhì)，通空氣充分?jǐn)嚢? min 后加入漆酶，置于溫度已達(dá)到50 ℃的恒溫?fù)u床內(nèi)，以100 r/min 處理4 h。

（4）對(duì)上述處理后漿料抄紙，即得到抗菌紙張。

而且，所述酚類(lèi)物質(zhì)包括對(duì)羥基苯甲酸丁酯、異丁香酚、沒(méi)食子酸丙酯、對(duì)香豆酸、沒(méi)食子酸丙酯、香草醛及阿魏酸。

而且，所述步驟（3）中酚類(lèi)物質(zhì)的添加量相對(duì)于絕干漿分別為3.5%，漆酶添加量相對(duì)于絕干漿分別為18 U/g。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1.本發(fā)明所采用的對(duì)羥基苯甲酸丁酯、異丁香酚等酚類(lèi)物質(zhì)是食品行業(yè)常用的防腐劑，而漆酶在造紙領(lǐng)域也有廣泛的研究，本發(fā)明利用酚類(lèi)物質(zhì)抗菌性能的特性，協(xié)同漆酶共同處理未漂KP 漿，從而賦予紙張良好的抗菌性能，對(duì)于抗菌紙張的生產(chǎn)、滿(mǎn)足消費(fèi)者最大限度降低防腐劑與食品直接接觸的需求以及拓寬漆酶的應(yīng)用領(lǐng)域都具有十分重要的意義。

2.本發(fā)明選用食品中常用防腐劑及漆酶處理未漂KP 漿，制得的紙張不僅可以賦予紙張良好的抑菌效果，且抗菌基團(tuán)不易溶出而避免了防腐劑與食品的直接接觸，為漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理后的抗菌紙張?jiān)谑称沸袠I(yè)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

3.本發(fā)明處理方法簡(jiǎn)單，易于操作，抗菌劑不易溶出。

4.本發(fā)明處理后所得紙樣屬于非溶出型，避免了與食品的直接接觸，提高了抗菌紙張對(duì)細(xì)菌抑制的范圍。

附圖說(shuō)明

圖1 為本發(fā)明經(jīng)漆酶/對(duì)羥基苯甲酸丁酯處理后紙張對(duì)細(xì)菌抑菌率；

圖2 為本發(fā)明實(shí)施例2 經(jīng)漆酶/異丁香酚處理后紙張對(duì)細(xì)菌抑菌率；

圖3 為本發(fā)明實(shí)施例3 經(jīng)漆酶/沒(méi)食子酸丙酯處理后紙張對(duì)細(xì)菌抑菌率。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施例，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例是敘述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

所用原料：對(duì)羥基苯甲酸丁酯(BPH)，購(gòu)于Sigma-Aldrich；漆酶，諾維信公司提供，商品名NOVOZYM-51003，酶活1 070 U/g；未漂硫酸鹽漿，金星牌商品漿。

一種漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理木質(zhì)纖維生產(chǎn)抗菌紙的方法，步驟是：

（1）對(duì)羥基苯甲酸丁酯本身對(duì)細(xì)菌的抑菌效果評(píng)價(jià)，二甲基亞砜溶解后采用牛津杯法檢測(cè)對(duì)羥基苯甲酸丁酯分別對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌及沙門(mén)氏菌的抑菌圈大小，所使用的對(duì)羥基苯甲酸丁酯對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌及沙門(mén)氏菌有良好的抑制作用；將所得對(duì)羥基苯甲酸丁酯用乙醇溶解，濃度為0.2%～0.3%，備用。

（2）未漂硫酸鹽漿料的準(zhǔn)備：對(duì)商品漿進(jìn)行浸泡、疏解、打漿、制出未漂KP 漿。

（3）取上述未漂KP 漿，用水調(diào)解漿料漿濃度為3%，漿料pH 值為5，加入預(yù)先用乙醇溶解的對(duì)羥基苯甲酸丁酯，對(duì)羥基苯甲酸丁酯的添加量相對(duì)于絕干漿為3.5%；通空氣充分?jǐn)嚢? min 后加入漆酶，漆酶添加量相對(duì)于絕干漿為18 U/g，置于溫度50 ℃的恒溫?fù)u床內(nèi)，以100 r/min 處理4 h。

（4）對(duì)上述處理后漿料抄紙（定量為60 g/m2），得到抗菌紙張。

將上述所得抗菌紙張采用改良奎因法檢測(cè)紙張對(duì)細(xì)菌的抑菌效果。與未經(jīng)處理的紙張相比，經(jīng)漆酶/對(duì)羥基苯甲酸丁酯處理后紙張對(duì)細(xì)菌抑菌率示于圖1。圖1 中經(jīng)漆酶/對(duì)羥基苯甲酸丁酯處理后紙樣對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的抑菌率分別為94.5%、90.87%、98.99%和99.12%。

圖1 經(jīng)漆酶/對(duì)羥基苯甲酸丁酯處理后紙張對(duì)細(xì)菌的抑菌率

漆酶/對(duì)羥基苯甲酸丁酯處理后的漿料依據(jù)FZ/T 73023、GB/T 1546—2004 標(biāo)準(zhǔn)及纖維形態(tài)的測(cè)定方法測(cè)定纖維的溶出類(lèi)型、Kappa 值變化及纖維粗度的變化，測(cè)定結(jié)果示于表1 中。表1 中數(shù)據(jù)表明對(duì)羥基苯甲酸丁酯在漆酶的作用下與纖維產(chǎn)生了化學(xué)鍵鏈接，表現(xiàn)為纖維粗度增加，纖維Kappa 值增加，同時(shí)纖維Zeta 電位絕對(duì)值降低，并且不溶出。

表1 經(jīng)漆酶/對(duì)羥基苯甲酸丁酯處理后漿料的測(cè)定結(jié)果

實(shí)施例2

一種漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理木質(zhì)纖維生產(chǎn)抗菌紙的方法，只是酚類(lèi)物質(zhì)采用異丁香酚（ISO）替代對(duì)羥基苯甲酸丁酯，本實(shí)施例方法中的操作步驟、各參數(shù)、異丁香酚及漆酶的用量、漆酶/異丁香酚處理未漂KP 漿的工藝條件以及手抄片方法與實(shí)施例1 相同，處理后漿料的各性能的檢測(cè)方法與實(shí)施例1 相同，檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)圖2 和表2。

圖2 經(jīng)漆酶/異丁香酚處理后紙張對(duì)細(xì)菌的抑菌率

表2 經(jīng)漆酶/異丁香酚處理后漿料的測(cè)定結(jié)果

圖2 中經(jīng)漆酶/異丁香酚處理后紙樣對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的抑菌率分別為90.25%、89.26%、92.28%和94.21%。

實(shí)施例3

一種漆酶/酚類(lèi)物質(zhì)處理木質(zhì)纖維生產(chǎn)抗菌紙的方法，只是酚類(lèi)物質(zhì)采用沒(méi)食子酸丙酯替代對(duì)羥基苯甲酸丁酯，方法中的操作步驟、各參數(shù)、沒(méi)食子酸丙酯及漆酶的用量、漆酶/沒(méi)食子酸丙酯處理未漂KP 漿的工藝條件以及手抄片方法與實(shí)施例1 相同，處理后漿料的各性能的檢測(cè)方法與實(shí)施例1 相同，檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)圖3 和表3。

圖3 經(jīng)漆酶/沒(méi)食子酸丙酯處理后紙張對(duì)細(xì)菌的抑菌率

表3 經(jīng)漆酶/沒(méi)食子酸丙酯處理后漿料的測(cè)定結(jié)果

圖3 中經(jīng)漆酶/沒(méi)食子酸丙酯處理后紙樣對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的抑菌率分別為96.01%、89.35%、90.14%和95.21%。

此外，其他酚類(lèi)物質(zhì)如對(duì)香豆酸、沒(méi)食子酸丙酯、香草醛及阿魏酸等在漆酶的作用下處理未漂KP漿也可賦予紙張良好的抗菌性能。

本發(fā)明的原理：酚類(lèi)物質(zhì)在漆酶的作用下與纖維產(chǎn)生化學(xué)鍵連接而不溶出，并保留其抗菌基團(tuán)進(jìn)而賦予紙張良好的抗菌性能。