基于MCM-41介孔分子筛抗氧化活性包装膜的制备及控释行为研究
发布时间：2021-07-10 07:23
脂肪氧化是影响食品品质和安全的重要问题。控释型抗氧化活性包装以其具有的活性物质释放速率的可控性和可预测性的优点逐渐替代传统抗氧化包装成为近年来食品包装领域的研究热点。然而,现有的控释包装技术大多存在选材受限及缓释效果不明显的问题。介孔分子筛材料因具有较高的比表面积和孔容,以及尺寸可调节的孔道结构和可化学修饰的表面,在控释包装领域应用前景广阔。但是,目前基于介孔载体控释技术开发的包装膜对活性物质的缓释效果欠佳,控释载体对薄膜的包装及控释性能影响尚不明确。本课题以MCM-41介孔分子筛为吸附控释载体,以天然抗氧化剂α-生育酚为活性物质,以低密度聚乙烯为聚合物基材,开发抗氧化活性包装膜材料。研究中,以活性物质负载率、控释组装体添加量、MCM-41孔径尺寸及表面基团为控释因子开发了一系列具有不同活性物质释放速率的活性薄膜。从薄膜微观形貌、结晶度、机械及物理性能等角度出发,研究并分析了α-生育酚/MCM-41控释组装体对薄膜包装性能的影响及作用机制。通过迁移试验和分子动力学模拟的方法分别对α-生育酚的迁移和扩散行为进行研究,对MCM-41的控释机理进行探讨。研究内容及主要结论包括:（1）α-生育...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
控释包装相关概念间关系[14]
第一章绪论3统设计的基矗图1-1控释包装相关概念间关系[14]Fig.1-1Relationshipbetweendifferentterminologiesrelatedtocontrolledreleasepackaging图1-2良好接触条件下包装材料中活性物质的迁移过程[12]Fig.1-2Migrationinthecaseofgoodfood-packagecontact[12]一般而言，构成抗氧化活性包装薄膜基材的聚合物分为两大类：合成聚合物和天然生物基聚合物。其中合成聚合物的单体通常由石油中得来，而天然生物基聚合物的单体则是生物基材料[13]。1.2.1.1天然生物基聚合物材料由于合成聚合物存在难以降解等问题，近年来，考虑到环境因素，以天然生物基聚合物为基材的可食或可降解抗氧化活性包装膜受到了研究人员的广泛关注。其中，常用的材料有壳聚糖、PLA[15-20]、纤维素等[21]。Mehran等[22]以壳聚糖为基材，向其中加入野蔷薇提取物和葡萄籽提取物作为抗氧化剂，采用流延法制备抗氧化膜。研究结果表明，含有葡萄籽提取物的活性薄膜可在中等湿度条件下为肉制品提供抗氧化保护。Ubonrat等[23]以壳聚糖作为基材，向其中添加绿茶提取物，流延法制备活性薄膜。研究结果表明，
第一章绪论9图1-3多层结构薄膜控释技术示意图Fig.1-3Illustrationofmultilayercontrolledreleasetechnology早在1996年，Han等[51]就采用试验和计算机模拟的方法系统研究了山梨酸钾在LDPE、HDPE、PP等不同聚合物材料中的迁移特性。研究结果表明，在多层包装结构中，相较于其他材料，LDPE更适合作为活性层，而其他常见材料，如HDPE，PP等，则更适合作为控制层或阻隔层。Buonocore等[52]随后采用不同交联度的PVOH薄膜制成多层控释抗菌膜，研究结果表明，与PVOH单层抗菌膜相比，多层控释膜中，抗菌剂的释放速率因受到控制层的影响而明显放缓。同时，多层膜结构没有对抗菌剂的抗菌活性造成不良影响。陈晨伟[53]采用干式复合法开发了PP/PVA/PP控释型活性包装薄膜，并研究了PVA（活性层）中的茶多酚向不同食品模拟物中的释放行为。不仅如此，研究人员还利用多层共挤制膜的方式，将活性物质添加到多层膜结构中与食品直接接触的内层，在保证活性膜功能性的同时，减少活性物质的用量。Ha等[54]采用双螺杆挤出机制备LLDPE/LLDPE+葡萄柚种子提取物双层薄膜，双层膜总厚度为15μm，而内侧添加葡萄柚种子提取物的活性层厚度仅为3μm，与单膜全部添加活性物质相比，大大降低了活性物质的使用量。在多层膜结构控释系统中，结合所添加的活性物质的属性，合理选择各层包装膜材料是达到预期控释目的的关键。然而，采用单一种类的聚合物材料作为各层基材对活性物质的释放速率调节效果有限。因此，共混制膜控释技术受到了研究人员的广泛关注。1.2.3.2共混制膜控释技术共混制膜技术是采用将两种或两种以上的包装膜基材共混制膜，从而调节包装膜中活性物质迁移速率的技术。在控释型活性食品包装的研究领域，共混制膜控释技术主要包括智能共混(smartblending)和传?
【参考文献】：
期刊论文
[1]介孔二氧化硅纳米粒的制备及其作为不同功能的药物载体研究进展[J]. 余越,陶春,杨海跃,王天宇,薛丹平,田雪梅,张美敬,房盛楠,宋洪涛. 中国新药杂志. 2017(16)
[2]DPPH在抗氧化活性评价中的应用[J]. 梁蓉蓉,贾振斌,罗辉,李文杰,李宁. 广东化工. 2014(20)
[3]硅烷化改性MCM-41负载戊二酸锌催化CO2与环氧丙烷共聚制备可降解材料[J]. 黎演明,黄慨,杨辉,黄日波. 环境工程学报. 2012(10)
[4]控释技术在食品活性包装中应用与研究[J]. 应丽莎,赵东方,付海姣,胡蓉,邹凯,张敏. 食品科学. 2012(09)
[5]药物在有序介孔氧化硅纳米孔道中组装与控缓释研究进展[J]. 张海东. 材料导报. 2009(15)
[6]油脂氧化机理及含油脂食品抗氧化包装研究进展[J]. 徐芳,卢立新. 包装工程. 2008(06)
[7]介孔分子筛的添加对PE基复合材料性能的影响[J]. 王娜,李洪伟,石照信,张静,王蕾. 合成树脂及塑料. 2008(01)
[8]塑料包装材料化学物迁移试验中食品模拟物的选用[J]. 刘志刚,王志伟,胡长鹰. 食品科学. 2006(06)
[9]天然生育酚抗氧化活性的研究[J]. 吴侯,翁新楚. 上海大学学报(自然科学版). 2001(02)
博士论文
[1]基于多层复合控释技术的PP/PVA/PP活性包装复合薄膜制备分析及其应用研究[D]. 陈晨伟.上海海洋大学 2018
[2]PET和PP材料中添加剂向食品迁移的分子动力学模拟及实验研究[D]. 李波.暨南大学 2017
[3]复合无机药物载体的界面性质及布洛芬扩散的分子动力学模拟[D]. 强琳辉.吉林大学 2015
[4]壳聚糖基活性包装膜的性能及其在食品贮藏中应用的研究[D]. 王丽岩.吉林大学 2013
[5]分子力场方法及其在材料科学中的若干应用问题[D]. 赵立峰.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]新型缓释型食品抗氧化包装膜的研发[D]. 韩甜甜.江南大学 2014
[2]几种天然抗氧化剂抗氧化性能比较研究[D]. 梁云.江南大学 2008
[3]塑料包装材料中化学物向脂肪类食品的迁移研究[D]. 赵威威.江南大学 2007
[4]MCM-41介孔分子筛的合成方法及催化性能研究[D]. 陶涛.江苏大学 2006
[5]不同孔径介孔分子筛MCM-41的合成与其吸附性能研究[D]. 张君.中国地质大学（北京） 2006
[6]介孔分子筛MCM-41的合成及性能研究[D]. 安群力.西安科技大学 2005
本文编号：3275468
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
控释包装相关概念间关系[14]
第一章绪论3统设计的基矗图1-1控释包装相关概念间关系[14]Fig.1-1Relationshipbetweendifferentterminologiesrelatedtocontrolledreleasepackaging图1-2良好接触条件下包装材料中活性物质的迁移过程[12]Fig.1-2Migrationinthecaseofgoodfood-packagecontact[12]一般而言，构成抗氧化活性包装薄膜基材的聚合物分为两大类：合成聚合物和天然生物基聚合物。其中合成聚合物的单体通常由石油中得来，而天然生物基聚合物的单体则是生物基材料[13]。1.2.1.1天然生物基聚合物材料由于合成聚合物存在难以降解等问题，近年来，考虑到环境因素，以天然生物基聚合物为基材的可食或可降解抗氧化活性包装膜受到了研究人员的广泛关注。其中，常用的材料有壳聚糖、PLA[15-20]、纤维素等[21]。Mehran等[22]以壳聚糖为基材，向其中加入野蔷薇提取物和葡萄籽提取物作为抗氧化剂，采用流延法制备抗氧化膜。研究结果表明，含有葡萄籽提取物的活性薄膜可在中等湿度条件下为肉制品提供抗氧化保护。Ubonrat等[23]以壳聚糖作为基材，向其中添加绿茶提取物，流延法制备活性薄膜。研究结果表明，
第一章绪论9图1-3多层结构薄膜控释技术示意图Fig.1-3Illustrationofmultilayercontrolledreleasetechnology早在1996年，Han等[51]就采用试验和计算机模拟的方法系统研究了山梨酸钾在LDPE、HDPE、PP等不同聚合物材料中的迁移特性。研究结果表明，在多层包装结构中，相较于其他材料，LDPE更适合作为活性层，而其他常见材料，如HDPE，PP等，则更适合作为控制层或阻隔层。Buonocore等[52]随后采用不同交联度的PVOH薄膜制成多层控释抗菌膜，研究结果表明，与PVOH单层抗菌膜相比，多层控释膜中，抗菌剂的释放速率因受到控制层的影响而明显放缓。同时，多层膜结构没有对抗菌剂的抗菌活性造成不良影响。陈晨伟[53]采用干式复合法开发了PP/PVA/PP控释型活性包装薄膜，并研究了PVA（活性层）中的茶多酚向不同食品模拟物中的释放行为。不仅如此，研究人员还利用多层共挤制膜的方式，将活性物质添加到多层膜结构中与食品直接接触的内层，在保证活性膜功能性的同时，减少活性物质的用量。Ha等[54]采用双螺杆挤出机制备LLDPE/LLDPE+葡萄柚种子提取物双层薄膜，双层膜总厚度为15μm，而内侧添加葡萄柚种子提取物的活性层厚度仅为3μm，与单膜全部添加活性物质相比，大大降低了活性物质的使用量。在多层膜结构控释系统中，结合所添加的活性物质的属性，合理选择各层包装膜材料是达到预期控释目的的关键。然而，采用单一种类的聚合物材料作为各层基材对活性物质的释放速率调节效果有限。因此，共混制膜控释技术受到了研究人员的广泛关注。1.2.3.2共混制膜控释技术共混制膜技术是采用将两种或两种以上的包装膜基材共混制膜，从而调节包装膜中活性物质迁移速率的技术。在控释型活性食品包装的研究领域，共混制膜控释技术主要包括智能共混(smartblending)和传?
【参考文献】：
期刊论文
[1]介孔二氧化硅纳米粒的制备及其作为不同功能的药物载体研究进展[J]. 余越,陶春,杨海跃,王天宇,薛丹平,田雪梅,张美敬,房盛楠,宋洪涛. 中国新药杂志. 2017(16)
[2]DPPH在抗氧化活性评价中的应用[J]. 梁蓉蓉,贾振斌,罗辉,李文杰,李宁. 广东化工. 2014(20)
[3]硅烷化改性MCM-41负载戊二酸锌催化CO2与环氧丙烷共聚制备可降解材料[J]. 黎演明,黄慨,杨辉,黄日波. 环境工程学报. 2012(10)
[4]控释技术在食品活性包装中应用与研究[J]. 应丽莎,赵东方,付海姣,胡蓉,邹凯,张敏. 食品科学. 2012(09)
[5]药物在有序介孔氧化硅纳米孔道中组装与控缓释研究进展[J]. 张海东. 材料导报. 2009(15)
[6]油脂氧化机理及含油脂食品抗氧化包装研究进展[J]. 徐芳,卢立新. 包装工程. 2008(06)
[7]介孔分子筛的添加对PE基复合材料性能的影响[J]. 王娜,李洪伟,石照信,张静,王蕾. 合成树脂及塑料. 2008(01)
[8]塑料包装材料化学物迁移试验中食品模拟物的选用[J]. 刘志刚,王志伟,胡长鹰. 食品科学. 2006(06)
[9]天然生育酚抗氧化活性的研究[J]. 吴侯,翁新楚. 上海大学学报(自然科学版). 2001(02)
博士论文
[1]基于多层复合控释技术的PP/PVA/PP活性包装复合薄膜制备分析及其应用研究[D]. 陈晨伟.上海海洋大学 2018
[2]PET和PP材料中添加剂向食品迁移的分子动力学模拟及实验研究[D]. 李波.暨南大学 2017
[3]复合无机药物载体的界面性质及布洛芬扩散的分子动力学模拟[D]. 强琳辉.吉林大学 2015
[4]壳聚糖基活性包装膜的性能及其在食品贮藏中应用的研究[D]. 王丽岩.吉林大学 2013
[5]分子力场方法及其在材料科学中的若干应用问题[D]. 赵立峰.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]新型缓释型食品抗氧化包装膜的研发[D]. 韩甜甜.江南大学 2014
[2]几种天然抗氧化剂抗氧化性能比较研究[D]. 梁云.江南大学 2008
[3]塑料包装材料中化学物向脂肪类食品的迁移研究[D]. 赵威威.江南大学 2007
[4]MCM-41介孔分子筛的合成方法及催化性能研究[D]. 陶涛.江苏大学 2006
[5]不同孔径介孔分子筛MCM-41的合成与其吸附性能研究[D]. 张君.中国地质大学（北京） 2006
[6]介孔分子筛MCM-41的合成及性能研究[D]. 安群力.西安科技大学 2005
本文编号：3275468
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