CN115572397A - 一种ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ε‑聚赖氨酸改性的壳聚糖膜及其应用，该壳聚糖膜的制备方法包括以下步骤：(1)采用TEMPO/NaClO/KBr氧化体系制备TEMPO氧化壳聚糖TO–CH；(2)采用EDC/NHS介导反应将ε‑聚赖氨酸接枝到壳聚糖上制备ε‑聚赖氨酸改性的壳聚糖TO‑CH‑PL；(3)制备TO‑CH‑PL薄膜。研究表明，由于TO‑CH‑PL膜显著延缓了菌落总数、TVBN和TBARS的增加，以及包装猪肉的pH值和颜色的变化，对猪肉样品的品质有较好的保存效果。因此，PL改性壳聚糖薄膜可作为猪肉冷藏保存过程中保持猪肉品质指标、延长猪肉货架期的一种替代方法。

Description

一种ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜及其应用
技术领域
本发明属于食品包装材料技术领域，具体涉及一种ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜及其应用。
背景技术
食品工业的迅速发展使消费者意识到在食品中广泛使用化学防腐剂可能会引起健康问题。因此，人们对食品加工和储存过程中的天然防腐剂和先进的包装方法进行了许多尝试。在食品包装材料中加入天然抗微生物和/或抗氧化物质等活性成分可以控制食品质量的不良变化，是一种很有前途的包装技术。这些活性成分会从包装材料和食品周围的环境中吸收或释放，以保证食品的质量和安全效益。
近年来，壳聚糖等可食用、可生物降解、抗菌的食品包装材料被用作活性包装的基础材料。壳聚糖的线性结构由D-氨基葡萄糖和N-乙酰-D-氨基葡萄糖通过β-(1,4)糖苷键形成，过甲壳素的去乙酰化可以得到无毒和生物相容性的壳聚糖。壳聚糖的抗菌机制可以归因于壳聚糖的正电荷与细胞表面带负电荷的大分子相互作用使细胞膜破裂。然而，由于壳聚糖的亲水性，其较低的耐水性和较差的力学性能限制了其在功能膜中的应用。为了克服这些缺陷，在壳聚糖基包装材料中添加其他天然物质如茶多酚、植物提取物和蛋白分离物已成为当前的研究热点。ε-聚赖氨酸(PL)是一种无臭水溶性物质，是一种很有前途的抗菌物质，可以加入壳聚糖基质，以提高食品的货架期。
ε-聚赖氨酸(ε-polylysine，PL)是由白色链霉菌产生的天然多肽。聚合物的分子量通常为2000-5000Da，它是由赖氨酸通过ε-氨基和α-羧基聚合得到。由于其优良的热稳定性和抗菌活性，PL将在食品工业中获得良好的应用前景。目前，PL已被批准用于果蔬保鲜，并在苹果、菠菜、白菜、藕等果蔬保鲜方面得到了研究和应用。PL的抗菌机理在于酸性环境下PL分子结构上游离α-氨基的阳离子表面活性。带正电荷的聚合物可以增强细胞膜和微生物壁的渗透性，使细胞内容物渗出，
近年来，许多研究成功制备了由壳聚糖和PL组成的生物膜，并将其应用于肉类、水果和蔬菜的保鲜。对于肉类和肉制品，由于水分和营养成分含量高，容易受到微生物的污染，导致其品质变差，失去风味和变色。Lin等(2018)证明了壳聚糖和PL复合组成的生物膜对鸡肉具有良好的抗菌和保鲜效果。Alirezalu等(2021)报告了PL-壳聚糖复合膜对牛肉具有良好的防腐效果。然而，在以往的研究中，PL与壳聚糖在生物膜中的结合方式为物理结合。由于PL的水溶性，PL可以溶解在薄膜中，当应用于高含水量的食品，如肉类和肉制品中时，可能会溶解到食品周围环境中，降低膜的抑菌保鲜性能。因此，需要提供一种新型PL改性壳聚糖膜，通过化学方式将PL接枝到壳聚糖上以进一步扩大其应用范围和食品保鲜效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，该壳聚糖膜的制备方法包括以下步骤：
(1)采用TEMPO/NaClO/KBr氧化体系制备TEMPO氧化壳聚糖TO–CH；
(2)采用EDC/NHS介导反应将ε-聚赖氨酸接枝到壳聚糖上制备ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖TO-CH-PL：先活化所述TO–CH的羧基得到活化的TO–CH悬浮液，再向活化的TO-CH悬浮液中加入ε-聚赖氨酸进行接枝反应，反应结束后洗涤并收集ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖TO-CH-PL冻干粉末；
(3)制备TO-CH-PL薄膜：将所述的TO-CH-PL粉末溶解于乙酸溶液中后，再加入甘油并搅拌均匀制成TO-CH-PL溶液，将TO-CH-PL溶液成膜并中和干燥得到ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜。
作为一种优选技术方案，步骤(1)中采用TEMPO/NaClO/KBr氧化体系制备TEMPO氧化壳聚糖TO–CH的过程为：先将KBr和TEMPO均匀溶解于去离子水中制成溶解溶液，再将干燥的壳聚糖与所述的溶解溶液混合均匀制成悬浮液，将pH调整在10.5～11范围内得到混合液，将所述的混合液在室温下搅拌反应得到TEMPO氧化壳聚糖(TO-CH)。
进一步优选的，上述的混合液中各成分的浓度含量为：KBr为0.25～0.35g/100mL，TEMPO为0.05～0.06g/100mL，壳聚糖为1.9～2.1g/100mL。更进一步优选为：KBr为0.3g/100mL，TEMPO为0.06g/100mL，壳聚糖为2g/100mL。
进一步优选的，将所述的混合液在室温下搅拌反应6～6.5h后，加入乙醇停止反应得到TEMPO氧化壳聚糖TO-CH，将得到的TEMPO氧化壳聚糖TO-CH用纯水离心洗涤后制成冻干粉。
进一步优选的，调整pH时，先滴加10％-14％的NaClO溶液于悬浮液中，再采用0.5MHCl将pH调整在10.5～11范围内。
作为一种优选技术方案，步骤(2)中活化所述TO–CH的羧基的过程为：将TO–CH冻干粉在去离子水中均匀搅拌，再加入EDC和NHS，在24～25℃下反应10～15min活化TO-CH的羧基得到悬浊液，然后将所述的悬浊液离心除去未反应的EDC和NHS得到活化的TO-CH悬浮液；
所述TO–CH冻干粉、EDC和NHS的质量比为：(4.9～5.1)：(1.7～1.74)：(1.03～1.05)；
所述的TO–CH在活化的TO-CH悬浮液中的浓度为：0.82～0.85％(w/v，g/100ml)。
进一步优选的，步骤(2)中所述的TO–CH与ε-聚赖氨酸的质量比为：(4.9-5.1):(4.5～5.0)；
所述接枝反应的条件为在25～26℃下反应24～25h。
作为一种优选技术方案，步骤(3)中制备TO-CH-PL薄膜的过程为：将所述的TO-CH-PL粉末溶解于体积百分浓度为3％～3.2％的乙酸溶液中，在25～26℃下搅拌12～13小时至完全溶解后，再加入甘油并搅拌均匀制成TO-CH-PL溶液，将TO-CH-PL溶液成膜并中和干燥得到ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜。
进一步优选的，步骤(3)中所述的TO-CH-PL粉末在所述乙酸溶液中的添加量为1.5～1.6g/100mL，所述甘油的添加量为所述TO-CH-PL溶液体积的0.1％～0.3％。
上述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜在食品保鲜中的应用。
本发明所述的室温为25±5℃。
本研究采用TEMPO/EDC/NHS氧化体系合成了一种新型PL改性壳聚糖膜(TO-CH-PL)。首先，利用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和能谱仪对TO-CH-PL的理化性质进行了表征。结果证明，PL成功地接枝到壳聚糖分子上。基于水蒸气和氧气的渗透性，以及力学分析，TO-CH-PL薄膜显示出比其他所选薄膜更高的物理性能。其次，考察了TO-CH-PL膜对猪肉片的保鲜效果。由于TO-CH-PL膜显著延缓了菌落总数、TVBN和TBARS的增加，以及包装猪肉的pH值和颜色的变化，对猪肉样品的品质有较好的保存效果。因此，PL改性壳聚糖薄膜可作为猪肉冷藏保存过程中保持猪肉品质指标、延长猪肉货架期的一种替代方法。
本发明技术方案的关键点在于：
(1)先采用TEMPO/NaClO/KBr氧化体系制备氧化壳聚糖TO–CH，其中TEMPO浓度为本步骤关键点，目的是将壳聚糖氧化为TO–CH，添加终浓度为0.05～0.06g/100mL，
(2)在(1)基础上采用EDC/NHS介导反应将ε-聚赖氨酸接枝到壳聚糖上制备ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖TO-CH-PL，其关键点在于加入EDC/NHS活化所述TO–CH的羧基得，再向活化的TO-CH悬浮液中加入ε-聚赖氨酸进行接枝反应，从而得到改性的壳聚糖TO-CH-PL。
本发明的有益效果：
采用化学氧化方法合成了一种新型PL改性壳聚糖膜，克服了原有仅以物理方式混合制成的壳聚糖膜易导致活性成分流失的缺陷。与市面上其他同类产品相比，制备的PL改性壳聚糖薄膜具有较好的物理性能，且对猪肉样品的品质有较好的保存效果，可延长产品货架期。
附图说明
图1 TO-CH-PL,TO-CH和CH的FTIR光谱分析。
图2两种膜的SEM电镜。
具体实施方式
下面实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
本研究中，首先，通过TEMPO氧化将PL与壳聚糖共价结合形成新型壳聚糖膜(TO-CH-PL)。其次，对其物理力学性能进行了研究。最后，研究了在4℃、12d条件下制备的膜对猪肉微生物和理化性质的影响。
一、制备ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜
1材料与方法
1.1材料
PL(ε-聚赖氨酸，平均分子量:5000Da)购自Solarbio有限公司(中国北京)。壳聚糖(平均粘度分子量:10万Da)、2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧基(TEMPO)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基羧二亚胺盐酸盐(EDC-HCl)购自上海雷龙股份有限公司。溴化钾(KBr)、次氯酸钠(NaClO)、LB肉汤培养基和LB琼脂培养基均来自国药股份(上海)有限公司。其他的化学试剂都被选为分析等级。
1.2 PL-壳聚糖膜的制备
1.2.1 TEMPO氧化壳聚糖(TO-CH)
采用TEMPO/NaClO/KBr氧化体系制备羰基壳聚糖。先将1.5g KBr和0.3g TEMPO均匀溶解于460mL去离子水中。将10g干燥的壳聚糖与溶解溶液混合，滴加30mL NaClO溶液(10％-14％)于悬浮液中。采用0.5M HCl将pH调整在10.5～11范围内。定容混合液终体积至500mL，在室温下搅拌6h后，加入200mL乙醇停止反应(乙醇的添加量为混合液体积的40％)。TEMPO氧化壳聚糖(TO-CH)用纯水离心洗涤4次(4000rpm,5min)后制成冻干粉。根据电导滴定法测定冻干TO-CH的羧酸盐含量为0.39mmol/g。
1.2.2壳聚糖接枝PL(TO-CH-PL)
采用EDC/NHS介导反应制备TO-CH-PL。首先，将5g冻干的TO-CH在600mL去离子水中均匀搅拌，加入1.72g EDC和1.04g NHS，在25℃下反应10min以活化TO-CH的羧基。将悬浊液离心3次(4000转/分，离心5min)，除去未反应的EDC和NHS。然后，在活化的TO-CH悬浮液中加入4.5g PL，在25℃下反应24h。最后用250mL去离子水洗涤TO-CH-PL悬液4次。收集冻干的TO-CH-PL制备薄膜。
1.2.3 TO-CH-PL薄膜的制备
为了得到完全溶解的TO-CH-PL溶液，将6g TO-CH-PL粉末溶于400mL 3％(v/v)乙酸溶液中，在25℃下搅拌12小时。随后将0.5mL甘油加入壳聚糖溶液中，搅拌30min制成TO-CH-PL溶液。将50mL TO-CH-PL溶液倒入直径为14cm的培养皿中，24℃干燥48h，制备壳聚糖活性膜。最后用5％(w/v)NaOH溶液中和，然后用纯水洗涤。中和干燥后的薄膜在25±1℃、60±1％相对湿度条件下平衡处理48h，可得PL修饰的壳聚糖膜。
二、ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜的表征
1.性能分析
表1 PL-壳聚糖膜的性能
Figure BDA0003832800970000051
1每行a～b字母不同表示差异显著(p<0.05)
2聚乙烯膜的水蒸气透过率和透氧率分别为6.23±0.37g mm/m2·24h和5.20±0.16cm3mm/m2·24h·0.1MPa。
薄膜厚度可用于进一步确定膜的机械性能和隔水能力，这是影响薄膜质量的关键因素。如表1所示，PL与壳聚糖的共价结合使壳聚糖膜的厚度从60.45μm显著增加到73.81μm。这一结果证实了PL中的胺基与壳聚糖的羟基反应形成了更复杂的膜结构。
如表1所示，与CH膜相比，TO-CH-PL膜的水蒸气透过率较低(5.19g mm/m·24h)，表明PL与壳聚糖的交联赋予了活性膜高度致密的结构。本研究中PE膜的水蒸气透过率为6.23±0.37g mm/m·24h，与TO-CH-PL相似。此外，CH膜的水蒸气透过率值较高，表明膜的耐水性较低，对于Yu等(2019)的制备的复合膜，其最小水蒸气透过率约为7gmm/m·24h。因此，本研究通过TEMPO/EDC/NHS氧化体系构建的PL-壳聚糖生物膜具有较好的耐水性。
膜透氧率的性质是影响包装食品感官特性，特别是氧化过程中食品成分降解的重要因素。由表1可以明显看出，壳聚糖与PL共价结合后，透氧率明显降低。TO-CH-PL薄膜致密复杂的结构是其抗氧性能的主要原因。由于目前尚未有研究报道过PL-壳聚糖膜的透氧率，因此可以参考Levan/普鲁兰/壳聚糖可食用膜的相关研究来比较活性壳聚糖膜的透氧率(Gan等，2022)，其制备膜的透氧率值介于44.5～487.5cm mm/m·24h·0.1MPa，而本研究的透氧率值为4.06～335.98cm mm/m·24h·0.1MPa。因此本研究通过TEMPO/EDC/NHS氧化体系构建的PL-壳聚糖生物膜具有较好的阻隔氧气能力。
机械性能通常是表征薄膜防水性能的重要指标，尤其是在食品包装中。薄膜的抗拉强度(TS)和断裂伸长率(EB)分别表现出对断裂前拉伸应力和形状变化的抵抗能力。经共价结合后，壳聚糖薄膜的TS从23.96MPa提高到50.94MPa,EB从26.02提高到36.45％。壳聚糖与PL共价结合会形成复杂的支链结构，导致TO-CH-PL膜的TS和EB增加。因此，本研究中共价结合PL修饰的壳聚糖膜具有良好的力学性能。
2.FTIR光谱分析
为了确定在TEMPO/EDC/NHS氧化体系下PL与壳聚糖之间的共价键形成情况，采用FTIR技术检测CH、TO-CH和TO-CH-PL的二级结构(图1)。壳聚糖的特征振动波段为CH的FTIR光谱，897和1157cm-1处的峰属于-C-O-C-反对称拉伸振动，是壳聚糖的特征吸收峰。1090cm-1处的强吸收峰为-OH基团的拉伸振动。1048cm-1处的峰与壳聚糖骨架中β-1,4-糖苷键的伸缩振动有关。壳聚糖的其他典型谱带如下:1320cm-1(-CH的弯曲振动和-CH的变形振动)，2870cm-1(-CH的拉伸振动)；3411 cm-1(壳聚糖中的OH和-NH基团的氢键)。
在TO-CH的光谱中，在1735cm-1的波数处出现了一个明显的峰，代表羧基振动。结果表明，吡喃环上6号位的C-OH已经成功氧化为羧基。有趣的是，在TO-CH进一步与PL交联后，1604cm-1处的一个新增加的峰可以被识别为TO-CH-PL中N-H的振动。此外，TO-CH-PL的FTIR光谱中1260cm-1处的峰为C-N的振动。结合前述确定的C＝O基团(1640cm-1)和N-H基团(3411cm-1)振动，可证实PL与壳聚糖之间形成了共价键。因此，PL在TEMPO/EDC/NHS氧化体系下成功地接枝到壳聚糖分子上，形成网络结构。
3.电镜观察
组分之间的相互作用可以直接影响薄膜的物理、机械和阻隔性能，并可以反映在活性薄膜的形貌。由图2可以看出，TO-CH-PL膜呈现出均匀、清晰、光滑的结构，表明膜中PL与壳聚糖共价结合形成了完整的结构。但CH膜呈鳞片状，有气孔，在膜表面可以观察到固体颗粒。这些事实可以解释CH膜的高水蒸气透过率和透氧率值。此外，为了避免膜表面出现裂纹和不规则现象，添加甘油也有利于形成均匀结构。
三、ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜的应用
1.猪肉贮存期间pH值分析
由表2可知，TO-CH-PL、CH和PE膜包装的猪排在贮存过程中pH值不断升高。不同包装膜的猪肉在贮藏前4天pH值无显著差异(p<0.05)。贮藏6d后，pH值由最低的5.88上升到最高的7.19，表明猪肉中存在微生物生长和变质现象。用PE薄膜包装的样品在冷藏结束时pH值最高。用TO-CH-PL和CH包装的猪肉贮藏12d后pH值分别达到6.86和7.09,pH值低于PE膜。对于水蒸气透过率和透氧率最低的TO-CH-PL膜，壳聚糖和PL通过共价结合可以显示出良好的抑菌活性。
2.猪肉颜色分析
不同保鲜膜包装猪肉在贮存期间的颜色见表2。从L*值来看，贮藏前4天各组的L*均有所增加，主要是水分流失导致肉表面折光增加所致。但由于肌红蛋白的氧化和微生物的生长，L*在储存6天后呈下降趋势。PE膜包裹的样品有较快的下降趋势。贮藏结束(12d)时，TO-CH-PL膜包装猪肉的L*值最高(47.86)。由上述pH值分析可知，水蒸气透过率和透氧率值较低以及TO-CH-PL的抑菌活性都有助于延缓猪肉L*的下降速度。
从a*来看，由于CH的透氧率值较高，猪肉的a*值在贮藏的前4天呈上升趋势。尽管如此，所有处理组的猪肉的a*值都有所降低。贮藏结束时，TO-CH-PL组的a*值最高，这与TO-CH-PL膜的抗菌和抗氧化性能有关。
表2不同壳聚糖膜包装猪肉在冷藏过程中的pH值和颜色分析
Figure BDA0003832800970000071
1同一列各指标a～e不同字母表示差异有统计学意义(p<0.05)
2同一行各指标x～z不同字母表示差异有统计学意义(p<0.05)
3.猪肉贮藏期间菌落总数、TVBN和TBARS的分析
由表3可知，贮藏期间，各处理组菌落总数值均逐渐升高。PE膜包裹的猪肉中菌落总数含量增加较快。贮藏末期，TO-CH-PL包装猪肉菌落总数最低(6.15lg CFU/g)，PE膜包装猪肉菌落总数最高(7.97lg CFU/g)。
肉类和肉制品的新鲜度可以用TVBN指数来表征。由表3可知，TVBN的变化与菌落总数和pH的变化相似。PE组猪肉的TVBN在贮藏12天时变化范围为6.33～27.29mg/100g。同时，CH和TO-CH-PL的TVBN分别为23.26和19.84mg/100g。因此，TO-CH-PL膜对猪肉贮藏后期的变质过程有一定的保护作用。
TBARS是评价脂质氧化的指标。由表3可知，猪肉里脊的TBARS值随贮藏时间的延长而增加。贮藏第6天至贮藏结束，各处理组的TBARS均显著升高，而TO-CH-PL膜包裹的猪肉在各贮藏时间的TBARS均显著低于其他各组。而在整个冷藏过程中，PE组的TBARS均较高。PL作为天然抗氧化剂，与壳聚糖共价结合增强了壳聚糖膜的抗氧化活性。因此，TO-CH-PL膜对微生物生长的抑制作用也有助于减少冷藏期间的脂质氧化。
表3不同壳聚糖膜包装猪肉在冷藏过程中的菌落总数、TVBN和TBARS分析
Figure BDA0003832800970000081
1同一列各指标a～e不同字母表示差异有统计学意义(p<0.05)
2同一行各指标x～z不同字母表示差异有统计学意义(p<0.05)
四、结论
通过TEMPO/EDC/NHS氧化体系成功制备了一种新型PL改性壳聚糖膜。通过FTIR和SEM表征，证实了PL成功接枝到壳聚糖上。PL与壳聚糖的共价结合提高了改性膜的水蒸气透过率、透氧率和机械性能。结果表明，与单独使用壳聚糖膜和PE膜相比，PL改性壳聚糖膜通过延缓pH值和颜色变化、微生物生长、TVBN和脂质氧化对猪肉里脊品质性能具有更好的保存效果。壳聚糖与PL的共价结合表现出协同抗氧化和抗菌作用。总之，由于PL和壳聚糖的生物降解性和无毒性，PL改性壳聚糖膜(TO-CH-PL)有望被认为是一种用于肉类保存的天然膜。

Claims (9)

1.一种ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，其特征在于，该壳聚糖膜的制备方法包括以下步骤：
(1)采用TEMPO/NaClO/KBr氧化体系制备TEMPO氧化壳聚糖TO–CH；
(2)采用EDC/NHS介导反应将ε-聚赖氨酸接枝到壳聚糖上制备ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖TO-CH-PL：先活化所述TO–CH的羧基得到活化的TO–CH悬浮液，再向活化的TO-CH悬浮液中加入ε-聚赖氨酸进行接枝反应，反应结束后洗涤并收集ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖TO-CH-PL冻干粉末；
(3)制备TO-CH-PL薄膜：将所述的TO-CH-PL粉末溶解于乙酸溶液中后，再加入甘油并搅拌均匀制成TO-CH-PL溶液，将TO-CH-PL溶液成膜并中和干燥得到ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜。
2.根据权利要求1所述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，其特征在于，步骤(1)中采用TEMPO/NaClO/KBr氧化体系制备TEMPO氧化壳聚糖TO–CH的过程为：先将KBr和TEMPO均匀溶解于去离子水中制成溶解溶液，再将干燥的壳聚糖与所述的溶解溶液混合均匀制成悬浮液，将pH调整在10.5～11范围内得到混合液，将所述的混合液在室温下搅拌反应得到TEMPO氧化壳聚糖(TO-CH)。
3.根据权利要求2所述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，其特征在于，所述的混合液中各成分的浓度含量为：KBr为0.25～0.35g/100mL，TEMPO为0.05～0.06g/100mL，壳聚糖为1.9～2.1g/100mL。
4.根据权利要求2所述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，其特征在于，将所述的混合液在室温下搅拌反应6～6.5h后，加入乙醇停止反应得到TEMPO氧化壳聚糖TO-CH，将得到的TEMPO氧化壳聚糖TO-CH用纯水离心洗涤后制成冻干粉。
5.根据权利要求1所述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，其特征在于，步骤(2)中活化所述TO–CH的羧基的过程为：将TO–CH冻干粉在去离子水中均匀搅拌，再加入EDC和NHS，在24～25℃下反应10～15min活化TO-CH的羧基得到悬浊液，然后将所述的悬浊液离心除去未反应的EDC和NHS得到活化的TO-CH悬浮液；
所述TO–CH冻干粉、EDC和NHS的质量比为：(4.9～5.1):(1.7～1.74):(1.03～1.05)；
所述的TO–CH在活化的TO-CH悬浮液中的浓度为：0.82～0.85％。
6.根据权利要求1所述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，其特征在于，步骤(2)中所述的TO–CH与ε-聚赖氨酸的质量比为：(4.9～5.1):(4.5～5.0)；
所述接枝反应的条件为在25～26℃下反应24～25h。
7.根据权利要求1所述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，其特征在于，步骤(3)中制备TO-CH-PL薄膜的过程为：将所述的TO-CH-PL粉末溶解于体积百分浓度为3％～3.2％的乙酸溶液中，在25～26℃下搅拌12～13小时至完全溶解后，再加入甘油并搅拌均匀制成TO-CH-PL溶液，将TO-CH-PL溶液成膜并中和干燥得到ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜。
8.根据权利要求1或7所述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜，其特征在于，步骤(3)中所述的TO-CH-PL粉末在所述乙酸溶液中的添加量为1.5～1.6g/100mL，所述甘油的添加量为所述TO-CH-PL溶液体积的0.1％～0.3％。
9.权利要求1～8中任意一项所述的ε-聚赖氨酸改性的壳聚糖膜在食品保鲜中的应用。
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