木聚糖基抗氧化活性包装膜的制备及性能研究
发布时间：2021-06-06 23:40
食品在储存、运输、销售过程中应尽可能降低微生物、氧气等因素带来的负面影响,因此,食品包装膜对保证食品质量起到了重要作用。传统食品包装膜材料取材于化石能源造成环境污染,且难以达到延长食品保质期的理想效果。目前,绿色可降解的活性包装膜的相关研究成为当下包装材料领域的热点。本论文以来自于溶解浆厂的工业副产物木聚糖为原料,先对其进行醚化改性得到羧甲基木聚糖（CMX）,再以CMX为原料制备活性包装膜,为工业木聚糖在食品包装材料方面的应用奠定基础。以乙醇作为反应介质,在碱性条件下,使工业木聚糖与醚化剂氯乙酸发生反应,制备出CMX。通过改变醚化反应条件制备出不同取代度的CMX产物,最佳制备条件为:木聚糖糖单元与氢氧化钠和氯乙酸的摩尔比为1:2.5:1,乙醇体积为25 m L,碱化时间为30 min,醚化反应温度为75°C,醚化反应时间为75 min。傅里叶红外光谱和核磁共振碳谱的特征峰变化均可证明成功制备出CMX。研究发现,改性后的木聚糖具有良好的水溶性且分子量明显降低。将CMX与明胶-单宁酸纳米粒子（NPS）混合,以淀粉为增强剂制备复合膜材料。通过探究不同NPS用量对制备的复合膜材料机械性能的影响...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
组成半纤维素的糖单元结构
羧甲基木聚糖基抗氧化活性包装的制备及性能研究4（CMX）、羟丙基化（HPX）后制备木聚糖薄膜。10%丙三醇的加入虽然提高了成膜性，改善了CMX和HPX膜的水蒸气阻隔性，但降低了杨氏模量和拉伸强度。Azeredo等（2015）对比不同添加量的柠檬酸对麦秆半纤维素膜的影响。在高温条件下，柠檬酸不仅能增加薄膜的断裂伸长率，而且可以与多糖分子之间发生交联形成酯键。这种交联使得水分子难以扩散，进而降低了薄膜的水蒸气透过率，柠檬酸与半纤维素共价交联机理如图1-2所示。图1-2柠檬酸与半纤维素共价交联机理Fig.1-2Themechanismforcovalentcrosslinkingbetweencitricacidandhemicellulose由上可知，增塑剂的加入可以提高半纤维素的成膜性，随着增塑剂含量的增加，虽然薄膜拉伸强度下降，但薄膜的断裂伸长率和柔性有所增加，且水蒸气阻隔性能也得到了提高。1.2.2聚合物增强除添加增塑剂以外，另一个提高半纤维素成膜性和柔韧性的方法就是将半纤维素与其它天然高分子（纤维素及其衍生物、壳聚糖、木质素、淀粉等）共混后制备的复合材料。这种方法不仅能缓解半纤维素机械性能差等问题，同时也能保持半纤维素的绿色可降解性，甚至可以通过添加其他高分子而引入更多优良特性，如壳聚糖所具备的抗菌性。因此，半纤维素与天然高分子材料共混制备复合膜是一种极具应用潜能的新材料开发方式。纳米纤维素纤维（CNF）是天然纤维经一定的方法处理制成的、具有纳米尺寸的纤维。CNF具有高强度和高的氧气阻隔性能，这使其在复合材料领域具有极大的应用价值（Fukuzumietal.,2008）。Peng等（2011）制备了直径在10-70nm的CNF，并将CNF与木聚糖共混制备纳米复合包装材料。CNF的引入不仅改善了半纤维素成膜
羧甲基木聚糖基抗氧化活性包装的制备及性能研究8常用的合成抗氧化剂结构如图1-3所示。图1-3常用的合成抗氧化剂Fig.1-3Commonlyusedsyntheticantioxidants在食品中直接添加抗氧化剂最大的缺点是一旦抗氧化剂在反应中被消耗，保护作用就会停止，食品氧化降解速度就会迅速增加（Mastromatteoetal.,2010），此外，合成抗氧化剂也具有一定副作用和潜在毒性（Traberetal.,2005）。如今，消费者对健康安全的食品品质需求促使新型保鲜技术研究的发展。抗氧化活性包装膜是指通过在成膜基材中加入活性剂赋予其抗氧化功能，所制备出的膜材料在其使用过程中会将活性剂释放至食品表面，起到维持食品品质并延长食品保质期的作用（Estacaetal.,2014）。相比于将抗氧化剂添加至食品中，该技术能够更长时间的保证食品品质的稳定，并减少抗氧化剂对人体的危害。抗氧化活性包装膜主要有两种作用方式：一是向食品表面释放抗氧化剂，二是清除来自食品和包装环境中的不良组分如氧气、自由基、金属离子等。目前，抗氧化活性包装膜可以归纳为三类释放型、吸收型和其他（Hanetal.,2000）。释放型抗氧化活性包装膜是将包装膜材料中含有的抗氧化功能的活性剂通过扩
【参考文献】：
期刊论文
[1]羧甲基半纤维素/壳聚糖/氧化石墨烯复合膜的制备及性能研究[J]. 关莹,饶俊,吴玉乐,杨冉,高慧. 林产化学与工业. 2019(06)
[2]天然包装材料在食品包装设计中的应用[J]. 李继鸿. 食品与机械. 2019(11)
[3]创新第一生产力——新型纸包装技术在食品行业的应用[J]. 魏风军. 今日印刷. 2019(07)
[4]食品中微生物污染分析及其检测技术[J]. 孟云,张燕. 食品安全导刊. 2019(16)
[5]农林废弃生物质吸附材料在水污染治理中的应用[J]. 易锦馨,霍志鹏,Abdullah M.Asiri,Khalid A.Alamry,李家星. 化学进展. 2019(05)
[6]可再生能源替代化石能源的基本途径及发展模式研究[J]. 安慧昱. 资源信息与工程. 2019(02)
[7]羧甲基半纤维素的制备及其与湿强剂PAE的联用[J]. 宋飞宇,魏琪,马浩,刘霄,武书彬. 中国造纸. 2019(03)
[8]农林生物质直燃电厂灰渣资源化技术分析与展望[J]. 石炎,薛聪,邱宇平. 农业资源与环境学报. 2019(02)
[9]肉类食品保鲜包装材料与技术的研究进展[J]. 骆双灵,张萍,高德. 食品与发酵工业. 2019(04)
[10]不同油脂及抗氧化剂对韧性饼干氧化变质的影响[J]. 刘荣,王慧. 现代食品科技. 2018(08)
博士论文
[1]半纤维素均相化学改性及其材料制备[D]. 张雪琴.华南理工大学 2017
[2]半纤维素—壳聚糖基生物功能材料研究及其应用[D]. 吴述平.武汉大学 2014
[3]功能化半纤维素高效合成及其材料应用研究[D]. 彭新文.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]基于茶多酚-壳聚糖纳米缓释体系的纳米纤维素/淀粉活性包装膜的研究[D]. 刘雅云.华南理工大学 2019
[2]茶多酚/淀粉活性膜的制备及性能表征[D]. 冯明月.华南理工大学 2018
[3]无机添加剂对聚乙烯醇/木聚糖复合膜性能的影响[D]. 陈晓枫.华南理工大学 2017
[4]添加剂对聚乙烯醇/木聚糖复合膜性能的影响[D]. 王帅阳.华南理工大学 2014
[5]中国化石能源消费、碳排放与经济增长关系研究[D]. 牛庆静.山东大学 2014
本文编号：3215381
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
组成半纤维素的糖单元结构
羧甲基木聚糖基抗氧化活性包装的制备及性能研究4（CMX）、羟丙基化（HPX）后制备木聚糖薄膜。10%丙三醇的加入虽然提高了成膜性，改善了CMX和HPX膜的水蒸气阻隔性，但降低了杨氏模量和拉伸强度。Azeredo等（2015）对比不同添加量的柠檬酸对麦秆半纤维素膜的影响。在高温条件下，柠檬酸不仅能增加薄膜的断裂伸长率，而且可以与多糖分子之间发生交联形成酯键。这种交联使得水分子难以扩散，进而降低了薄膜的水蒸气透过率，柠檬酸与半纤维素共价交联机理如图1-2所示。图1-2柠檬酸与半纤维素共价交联机理Fig.1-2Themechanismforcovalentcrosslinkingbetweencitricacidandhemicellulose由上可知，增塑剂的加入可以提高半纤维素的成膜性，随着增塑剂含量的增加，虽然薄膜拉伸强度下降，但薄膜的断裂伸长率和柔性有所增加，且水蒸气阻隔性能也得到了提高。1.2.2聚合物增强除添加增塑剂以外，另一个提高半纤维素成膜性和柔韧性的方法就是将半纤维素与其它天然高分子（纤维素及其衍生物、壳聚糖、木质素、淀粉等）共混后制备的复合材料。这种方法不仅能缓解半纤维素机械性能差等问题，同时也能保持半纤维素的绿色可降解性，甚至可以通过添加其他高分子而引入更多优良特性，如壳聚糖所具备的抗菌性。因此，半纤维素与天然高分子材料共混制备复合膜是一种极具应用潜能的新材料开发方式。纳米纤维素纤维（CNF）是天然纤维经一定的方法处理制成的、具有纳米尺寸的纤维。CNF具有高强度和高的氧气阻隔性能，这使其在复合材料领域具有极大的应用价值（Fukuzumietal.,2008）。Peng等（2011）制备了直径在10-70nm的CNF，并将CNF与木聚糖共混制备纳米复合包装材料。CNF的引入不仅改善了半纤维素成膜
羧甲基木聚糖基抗氧化活性包装的制备及性能研究8常用的合成抗氧化剂结构如图1-3所示。图1-3常用的合成抗氧化剂Fig.1-3Commonlyusedsyntheticantioxidants在食品中直接添加抗氧化剂最大的缺点是一旦抗氧化剂在反应中被消耗，保护作用就会停止，食品氧化降解速度就会迅速增加（Mastromatteoetal.,2010），此外，合成抗氧化剂也具有一定副作用和潜在毒性（Traberetal.,2005）。如今，消费者对健康安全的食品品质需求促使新型保鲜技术研究的发展。抗氧化活性包装膜是指通过在成膜基材中加入活性剂赋予其抗氧化功能，所制备出的膜材料在其使用过程中会将活性剂释放至食品表面，起到维持食品品质并延长食品保质期的作用（Estacaetal.,2014）。相比于将抗氧化剂添加至食品中，该技术能够更长时间的保证食品品质的稳定，并减少抗氧化剂对人体的危害。抗氧化活性包装膜主要有两种作用方式：一是向食品表面释放抗氧化剂，二是清除来自食品和包装环境中的不良组分如氧气、自由基、金属离子等。目前，抗氧化活性包装膜可以归纳为三类释放型、吸收型和其他（Hanetal.,2000）。释放型抗氧化活性包装膜是将包装膜材料中含有的抗氧化功能的活性剂通过扩
【参考文献】：
期刊论文
[1]羧甲基半纤维素/壳聚糖/氧化石墨烯复合膜的制备及性能研究[J]. 关莹,饶俊,吴玉乐,杨冉,高慧. 林产化学与工业. 2019(06)
[2]天然包装材料在食品包装设计中的应用[J]. 李继鸿. 食品与机械. 2019(11)
[3]创新第一生产力——新型纸包装技术在食品行业的应用[J]. 魏风军. 今日印刷. 2019(07)
[4]食品中微生物污染分析及其检测技术[J]. 孟云,张燕. 食品安全导刊. 2019(16)
[5]农林废弃生物质吸附材料在水污染治理中的应用[J]. 易锦馨,霍志鹏,Abdullah M.Asiri,Khalid A.Alamry,李家星. 化学进展. 2019(05)
[6]可再生能源替代化石能源的基本途径及发展模式研究[J]. 安慧昱. 资源信息与工程. 2019(02)
[7]羧甲基半纤维素的制备及其与湿强剂PAE的联用[J]. 宋飞宇,魏琪,马浩,刘霄,武书彬. 中国造纸. 2019(03)
[8]农林生物质直燃电厂灰渣资源化技术分析与展望[J]. 石炎,薛聪,邱宇平. 农业资源与环境学报. 2019(02)
[9]肉类食品保鲜包装材料与技术的研究进展[J]. 骆双灵,张萍,高德. 食品与发酵工业. 2019(04)
[10]不同油脂及抗氧化剂对韧性饼干氧化变质的影响[J]. 刘荣,王慧. 现代食品科技. 2018(08)
博士论文
[1]半纤维素均相化学改性及其材料制备[D]. 张雪琴.华南理工大学 2017
[2]半纤维素—壳聚糖基生物功能材料研究及其应用[D]. 吴述平.武汉大学 2014
[3]功能化半纤维素高效合成及其材料应用研究[D]. 彭新文.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]基于茶多酚-壳聚糖纳米缓释体系的纳米纤维素/淀粉活性包装膜的研究[D]. 刘雅云.华南理工大学 2019
[2]茶多酚/淀粉活性膜的制备及性能表征[D]. 冯明月.华南理工大学 2018
[3]无机添加剂对聚乙烯醇/木聚糖复合膜性能的影响[D]. 陈晓枫.华南理工大学 2017
[4]添加剂对聚乙烯醇/木聚糖复合膜性能的影响[D]. 王帅阳.华南理工大学 2014
[5]中国化石能源消费、碳排放与经济增长关系研究[D]. 牛庆静.山东大学 2014
本文编号：3215381
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qgylw/3215381.html
