纳米Fe~(3+)-TiO_2改性聚乙烯醇基紫胶复合涂膜材料工艺优化

以新型纳米Fe3+-TiO2、紫胶、琥珀酸单甘油酯(succinylated monoglycerides,SMG)添加量为影响因素,对乳化紫胶聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)溶液体系改性,以成膜透湿率为指标,通过响应面试验方法优化复合膜制备工艺,并对复合膜抑菌性能进行研究。结果表明:紫胶协同纳米Fe3+-TiO2交联改性PVA能显著降低PVA基膜材料的透湿率(P0.05);复合膜中紫胶添加量与纳米Fe3+-TiO2及SMG添加量对成膜透湿率有显著的交互作用(P0.05);以复合膜透湿率为指标的回归优化结果:纳米Fe3+-TiO2添加量9.18 mg/100 m L、紫胶添加量1.33 g/100 m L、SMG添加量0.92 g/100 m L,此时成膜透湿率为(392.43±8.37)g/(m2·24 h),比PVA单膜降低了60%以上;复合膜在可见光催化反应180 min后,与PVA单膜相比,沙门氏菌和李斯特菌的活菌数量分别降低1.8(lg(CFU/m L))和1.6(lg(CFU/m L)),说明纳米Fe3+-TiO2改性PVA基紫胶复合涂膜材料能赋予其可见光催化靶向抑菌性能。     

纳米TiO2与SiO2改性PVA基复合涂膜研究

为有效提高聚乙烯醇(PVA)的成膜阻湿与抑菌性能,在PVA基膜材料中添加纳米Si O2、Ti O2及TAIC(异氰脲酸三烯丙酯),利用响应曲面实验方法研究纳米Si O2、Ti O2对PVA基涂膜包装材料成膜透湿性能的影响及交互作用。结果表明:纳米Si O2、Ti O2与TAIC对成膜透湿率有显著的交互作用,随TAIC添加量的增加,涂膜材料成膜阻湿抑菌性能随着纳米Si O2和纳米Ti O2比例的适当增大而提高。回归优化的最优组,纳米Si O2添加量0.04g/100m L,纳米Ti O2添加量0.05g/100m L,TAIC添加量2.42g/100m L时透湿率最低,成膜透湿率比对照降低48.09%(p<0.05),在光催化条件下,抑菌性能比对照提高62.39%。     

硼砂协同纳米SiO2、TiO2交联改性PVA基膜材料及其透湿和抑菌性分析

为提高聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）基涂膜保鲜材料的阻湿性能,以水蒸气透过系数（water vapor permeability,WVP）为响应值,采用响应面法研究硼砂协同纳米SiO2、TiO2交联改性PVA基膜材料对WVP的影响。结果表明：硼砂协同纳米SiO2、纳米TiO2交联改性PVA能显著降低PVA基膜材料的WVP（P＜0.05）,硼砂与纳米SiO2及TiO2添加量对WVP有显著的交互作用（P＜0.05）;以膜材料WVP最低为响应值,优化成膜工艺条件为纳米SiO2添加量0.033 g/100 mL、纳米TiO2添加量0.042 g/100 mL、硼砂添加量0.032 g/100 mL,此条件下WVP为（9.729±0.074）mg/（m·d·kPa）,比PVA单膜降低了44.68%。优化的PVA基复合膜抑菌性提高,可以使大肠杆菌菌落总数降低1 个数量级。     

可降解大豆分离蛋白复合薄膜制备技术的研究

研究并确定了大豆分离蛋白成膜的关键技术,包括复合膜配方、成膜温度和时间、干燥条件、涂膜和揭膜方式等.制备出可以降解,并具有一定机械强度、弹性、阻气性、阻水性的复合蛋白包装薄膜,部分替代塑料用于食品包装领域(方便面或茶叶料包;果腊、糖衣、糯米纸;禽蛋、水果、蔬菜的涂膜保鲜包装等),以减少环境污染,具有十分广阔的市场应用前景.研究结果表明:大豆分离蛋白浓度4.0%,增塑剂2.0%,还原剂1.0%,成膜性能较好,抗拉强度可达6 315.551 g,厚度为0.11 mm,透H2O性16.204 me/(cm2·d),透O2性0.313 mg,/(cm2·d),透CO2性3.016 mg/(cm2·d).     

聚乙烯醇基涂膜保鲜包装材料制备及对成膜效能特性的影响

为研究开发传统蛋制品新型保鲜包装材料,用聚乙烯醇(PVA)、硬脂酸等通过化学交联制备复合涂膜保鲜包装材料,研究其制备工艺条件对成膜效能特性的影响。结果表明：以体积分数为0.4%(相对于溶解PVA 的100mL 水为基质来计算)的戊二醛作交联剂制成的PVA- 硬脂酸复合涂膜保鲜材料成膜后的透水率(WVTR)为22.3g/(m2·24h),比PVA- 硬脂酸二元共混膜阻水性提高2.5 倍左右;交联时间越长、成膜干燥温度越低,其阻水性和耐水性提高越明显(P ＜ 0.05),成膜的抗菌性随戊二醛体积分数的增加而显著增强(P ＜ 0.05)。聚乙烯醇基涂膜保鲜材料制备及成膜优化工艺条件为：聚乙烯醇质量浓度5g/100mL,硬脂酸质量浓度5g/100mL(95%乙醇)(以上两种溶液体积比为10:4),戊二醛体积分数0.4%,交联反应时间45min,pH6.2,成膜干燥温度55℃,成膜干燥时间6h。     

无机纳米粒子增强大豆蛋白膜功能特性的比较

大豆分离蛋白作为完全可降解性的生物聚合物,无抗菌性、机械性能及阻隔性能差限制了其在包装领域中的应用,该研究通过将纳米ZnO和纳米TiO2分别加入大豆分离蛋白（Soy Protein Isolate,SPI）中制备SPI/纳米ZnO复合膜和SPI/纳米TiO2复合膜,并对复合膜的包装特性进行比较,确定一种更有利于提升大豆分离蛋白基薄膜相关性能的纳米材料。分析结果表明：纳米ZnO在SPI膜液中的分散性优于纳米TiO2在SPI膜液中的分散性,纳米ZnO和大豆蛋白的相容性更好,且成膜后能更好的发挥协同作用,SPI/纳米ZnO复合膜较SPI/纳米TiO2复合膜的机械性能、阻隔性能和抗菌性能更为突出（P<0.05）。纳米ZnO和大豆蛋白以3%的质量比制备复合膜时,SPI/纳米ZnO（SZ3）复合膜相比较于SPI膜,拉伸强度从6.64 MPa升至18.33 MPa,水蒸气透过率从 20.63×10-2 g•mm/(m2•h•kPa)降至2.94×10-2 g•mm/(m2•h•kPa),氧气透过率从3.32×10-5 g•m/(m2•d•kPa)降至1.54×10-5 g•m/(m2•d•kPa)。此外,复合膜对大肠杆菌和短小芽孢杆菌表现出优异的抗菌性能,抑菌性随着纳米粒子的添加呈上升趋势,在活性包装应用中具有极大潜力。以上研究结果将为大豆蛋白基薄膜的未来应用提供理论参考。     

响应面法优化纳米SiO_2改性大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜工艺

为增强大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜的综合性能,以纳米SiO2含量、分散剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK-30)的含量、膜液pH值为影响因子,以薄膜拉伸强度、断裂伸长率、透光率、吸水率为主要评价指标,通过响应曲面试验确定纳米SiO2改性大豆蛋白/聚乙烯醇复合膜的最佳工艺条件。试验结果表明:当加入1.75%的SiO2纳米粒子(占大豆蛋白和PVA干重),1.20%的PVP(占纳米粒子干重),膜液的pH值控制在5.50时,复合薄膜的综合性能最好;与原大豆蛋白/PVA复合膜相比,改性后薄膜的抗张强度由4.61 MPa增加到9.76 MPa,断裂伸长率由64.98%提升到92.76%,透光率由15.54%升到24.12%,而吸水率由46.37%略降到45.28%。本试验为大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能的改善以及生产应用提供理论和试验基础。     

柠檬醛/纳米SiO_2交联改性PVA复合材料阻水性能和结构研究

本研究采用柠檬醛和纳米SiO_2交联改性聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)膜材料,以提高PVA膜材料的阻水性,并对改性膜材料的结构进行表征。结果表明,柠檬醛和纳米SiO_2能显著(P0.05)降低PVA膜材料的成膜溶胀率及水蒸气透过率,当柠檬醛和纳米SiO_2的添加量分别为3.93 mL/100 mL、0.62 g/100 mL时,PVA膜材料水蒸气透过率最低,为(768.73±20.51) g/(m~2·d)。采用水接触角、扫描电镜、红外光谱和X射线衍射等对膜的结构进行表征,结果表明,在上述添加条件下,柠檬醛和纳米SiO_2通过化学交联法可以均匀的填充在PVA膜材料中,降低其水接触角并改变其结构和结晶性能,从而显著提高复合膜材料的阻水性能。     

甜菜羧甲基纤维素与聚乙烯醇复合膜阻隔特性影响因素的研究

甜菜纤维改性后的羧甲基纤维素(CMC)和聚乙烯醇(PVA)以不同配比制备复合包装膜.实验结果表明:CMC溶液在成膜液中占30%,氨水添加量为0.75%,成膜液浓度为5%,戊二醛用量为6%时,制备的复合膜有良好的阻氧性及透湿性.     

卡拉胶/魔芋胶复合膜保鲜纳米SiO2修饰工艺优化

利用绿色合成方法以卡拉胶/魔芋胶为基膜,添加纳米SiO_2和甘油对其进行修饰,并通过正交试验设计优化卡拉胶/魔芋胶/纳米SiO_2复合涂膜的制备工艺条件,且通过电子扫描显微镜(SEM)、红外光谱分析(FTIR)、X射线衍射光谱分析(XRD)和紫外光谱分析(UV)对复合膜的微观结构进行表征。结果表明,当纳米SiO_2添加量、卡拉胶与魔芋胶质量比、甘油添加量分别为0.03%,1∶3,0.7%时,复合膜具有最佳综合性能,其透光率为84.26%,透氧性为0.15 g/(m2·d),透CO2性为0.207 g/(m2·d),水溶性值为51.78%,溶胀度为76.90%,透水率为62.31%。比未修饰的卡拉胶/魔芋胶复合膜的性能更优。纳米SiO_2的添加使复合膜中的氢键加强。将制备的纳米复合膜用于双孢蘑菇的保鲜,保鲜质量和保鲜时间比对照组均有明显提高。     

改性处理对大豆分离蛋白/壳聚糖/黑木耳多糖复合膜性质的影响

利用超声波、微波、紫外光及其协同改性制备大豆分离蛋白、壳聚糖、黑木耳多糖复合膜,研究不同改性方法对膜性质影响。结果表明：超声波、微波、紫外光改性处理可改善膜的机械性能、阻隔性能,其中超声波微波协同改性作用最明显,膜的抗拉强度和断裂伸长率达到最大值（21.67 MPa和78.02%）;水蒸气透过系数和氧气透过率达到最小值（1.34×10－12 g/（cm·s·Pa）、0.47×10－2 g/（m2·d））。超声波微波协同改性亦可显著增加膜的亮度和白度,提高膜的透光率。利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和热重分析对复合膜进行表征,表明经过超声波、微波、紫外光改性处理加强了膜分子间氢键作用,形成致密、稳定的网络结构,提高了复合膜热稳定性。     

豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸复合膜的制备及其性能

本文以豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸为主要基材,以甘油、海藻酸钠等为增塑剂制备复合膜包装材料。采用单因素、正交实验等方法,在设定的工艺条件下流延成膜,进行复合膜的配方研究和最佳条件下膜性能研究。结果表明:最佳配方为100 mL水中加入10.5 g豌豆淀粉、1.5 g聚赖氨酸(调pH9)、1.80%甘油、0.50%海藻酸钠;产品性能检测表明,抗拉强度约为18.35 MPa,断裂延伸率约为34.79%,水蒸气透过率为12.10 g/(m²·h),透油率为0.682 g·m/(m²·h),对大肠杆菌具有较好的抑制性。本研究表明豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸复合膜具有功能性包装应用的基础。     

响应面法优化可食性鸡蛋清蛋白膜的酶法改性工艺

采用响应面分析法（RSM）对可食性鸡蛋清蛋白膜的酶法改性工艺进行优化。以谷氨酰胺转移酶（TG-B）浓度、p H、注模前酶作用时间及干燥温度为单因素,对膜的机械性能（拉伸强度、断裂伸长率）和阻隔性能（水蒸气透过系数、透油系数）进行测定,得出各指标的二次回归模型。结果表明,TG-B酶浓度0.13%、p H8.34、注模前酶作用时间45 min、干燥温度20℃时膜的各项性能最佳。该工艺参数下膜各性能指标分别为:拉伸强度（5.225±0.108）MPa、断裂伸长率70.492%±3.172%、水蒸气透过系数（3.405±0.067）g·mm/（m2·d·k Pa）、透油系数（0.812±0.007）g·mm/（m2·d）。      

配比与紫外老化对PLA/PBAT包装膜性能及其中增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯迁移的影响

制备聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PLA/PBAT)复合食品包装薄膜,探究了配比和紫外老化时间对其性能及其中增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)迁移的影响。制备了10:90、20:80、30:70三种不同配比的PLA/PBAT复合薄膜,经过72、150、300 h紫外老化时间后,对薄膜的拉伸强度、阻隔性、可见光透过率、结晶度等性能进行测试。借助GC-MS建立增塑剂ATBC的检测方法,探究不同配比及紫外老化时间对薄膜中ATBC迁移的影响。结果显示3种配比对力学性能、透光率无明显影响,30:70配比薄膜的阻隔性及结晶度最优,ATBC迁移率最低,氧气透过率和水蒸气透过率分别为894 mL/(m²·d·0.1 MPa)和520 g/(m²·day),结晶度为5.99%,ATBC的迁移率为25%;紫外老化以后会破坏薄膜内部结构,同时使表面生成致密层,降低力学性能的同时阻碍了其中ATBC的迁移。     

改性扇贝壳粉与壳聚糖复合膜的制备及性质研究

以扇贝壳为原料,硬脂酸钠为改性剂,通过湿法改性制备了改性扇贝壳粉。采用单因素和响应面试验探讨改性温度、改性剂用量、改性时间对扇贝壳粉改性效果的影响,利用傅里叶红外光谱仪、电子扫描电镜和X射线衍射仪对扇贝壳粉进行表征。将制成的改性扇贝壳粉与壳聚糖制成复合膜,考察改性扇贝壳粉质量分数对复合膜性质的影响。结果表明,扇贝壳粉最佳改性条件为:硬脂酸钠添加量2.53%,改性温度80.70 ℃,改性时间43.19 min,在此条件下制得的扇贝壳粉活化度最高可达到76.41%,结合表征图谱分析,硬脂酸钠成功结合到壳粉表面,壳粉粉体粒子间团聚作用减弱,制得的改性扇贝壳粉具有良好的分散性。添加改性扇贝壳粉可以有效提高壳聚糖膜的机械性能、透光性和水蒸气阻隔性能。当改性扇贝壳粉的质量分数为1%时,改性扇贝壳粉与壳聚糖复合膜的性能最佳,此时膜拉伸强度为30.19 MPa,断裂伸长率为10.2%,水蒸气透过量为35.1 g·h?1·m?2,透光性为2.9 mm·%。     

抗菌性无定型纳米二氧化钛/聚乳酸膜的制备及表征

溶胶-凝胶法水解异丙醇钛制备纳米二氧化钛（TiO2）溶液,进行粒径优化及表征。紫外光谱、红外光谱、X射线衍射、粒径测试结果表明制备的纳米TiO2为较高可见光利用率的无定型纳米粒子。采用溶液共混法制备聚乳酸/纳米二氧化钛（polylactic acid/nano-TiO2,PLA/nano-TiO2）复合膜,研究不同纳米TiO2质量分数对PLA/nano-TiO2复合膜的性质影响。结果表明,PLA/nano-TiO2复合膜中纳米TiO2质量分数为0.6%时拉伸强度达到最大值,为63.3 MPa,此时断裂伸长率最小,为2.3%。PLA/nano-TiO2复合膜接触角均低于纯PLA膜,从78.40°减小到72.83°;PLA/nano-TiO2复合膜的吸水率显著高于纯PLA膜,从0.56%提高为1.48%;PLA/nano-TiO2复合膜水蒸气透过率比纯PLA膜高,从3.46×10－8（g·m）/（m2·h·Pa）提高到4.66×10－8（g·m）/（m2·h·Pa）。由PLA/nano-TiO2复合膜的抑菌性实验可知,添加纳米TiO2的复合膜在紫外光照下有明显的抑菌效果。     

响应面法优化可食性鸡蛋清蛋白膜的磷酸化改性工艺

以鸡蛋清粉为成膜原料,制备可食性膜,研究磷酸化改性工艺对膜性能的影响。以三聚磷酸钠添加量、反应时间、反应温度及反应p H为因素,以断裂伸长率、拉伸强度、透油系数及水蒸气透过系数为响应值,采用响应面分析法,优化膜的磷酸化改性工艺。结果表明,以三聚磷酸钠添加量21.24 g/100 g蛋白、反应2 h、反应温度45℃、p H9.6的最佳工艺制备所得膜各性能指标的预测值分别是:断裂伸长率77.124%、拉伸强度4.911 MPa、透油系数0.868 g·mm/(m~2·d)、水蒸气透过系数3.458 g·mm/(m~2·d·k Pa),对应的验证值分别为:75.394%±5.276%、(4.887±0.119)MPa、(0.882±0.009)g·mm/(m~2·d)、(3.501±0.088)g·mm/(m~2·d·k Pa),所得的回归模型拟合度良好,并具有较好的预测性。      

柠檬烯—玉米淀粉复合膜的制备及性能研究

采用流延成膜法,利用玉米淀粉、柠檬烯及甘油制备一种新型可降解复合包装膜——柠檬烯—玉米淀粉复合膜。通过测试复合膜的力学性能、水蒸气透过率、吸水率等指标来分析复合膜的综合性能。结果表明,相比纯玉米淀粉膜,柠檬烯的加入使复合膜的透光率降低,力学性能和阻湿性能均得到改善,尤其是大大提高了复合膜的断裂伸长率。在玉米淀粉添加量20g,甘油添加量6g、柠檬烯添加量1.6g时断裂伸长率最高,为42.92%,且拉伸强度最高,为15.02MPa。该复合包装膜预期能够用作新型食品包装材料。     

改性玉米苞叶纤维素/纳米滑石粉/豌豆淀粉复合膜的制备及性能表征

为开发绿色可降解的食品包装材料,本文以豌豆淀粉（pea starch,PS）为主要成膜基质,改性玉米苞叶纤维素（modified corn bract cellulose,MCBC）、纳米滑石粉（nano talcum powder,NTP）为增强材料,甘油为增塑剂,共混流延制备复合膜,测定其膜性能,并用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对复合膜进行表征,最后对其进行热重分析与降解性分析。结果表明,经单因素实验及正交试验得到最佳复合膜制备工艺为PS 8%,甘油2.5%,MCBC 0.8%,NTP 0.15%,在此条件下制得的复合膜厚度为0.042 mm,透光率32.58%,抗拉强度32.48 MPa,断裂伸长率33.61%,水蒸气透过率0.19×10?10 g/（m·s·Pa）,透油系数0.006 g·mm/m2d,吸水率55.79%,溶解度18.04%。扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）结果显示,复合膜表面光滑均匀,结构致密;傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR）结果显示,MCBC、NTP、PS三者之间相容性良好,分子间氢键作用增强;热重分析（thermal gravimetric analyzer,TGA）结果显示,复合膜热分解温度为318.12 ℃,热稳定性提高;降解性分析表明土壤掩埋8 d时自然降解率为96.47%,可完全生物降解,本研究为MCBC/NTP/PS复合膜在食品工业中的应用提供了参考。