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鱼肉保鲜对于人民整体生活水平的提高具有重要意义,用于鱼肉保鲜的材料主要分为阻隔氧气的包装材料和内置的脱氧剂材料。其中,用于阻隔氧气的包装材料,石油基高阻隔氧气包装材料如尼龙6(polyamide 6,PA6)、尼龙6,6(polyamide 66,PA66)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)和聚丙烯(polypropylene,PP)是目前最广泛应用的,但是它们难再生且难被微生物降解。伴随着石油资源的逐渐枯竭,和材料废弃后对环境的危害,因此开发可再生或可生物降解包装材料已成为迫在眉睫的研究课题。聚乳酸(Polylactic acid,PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(Poly(butylene succinate),PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(Poly(butyleneadipate-co-terephthalate),PBAT)和聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)为近年成功开发的可生物降解包装材料,但其成本太高与阻隔氧气的性能不足限制了其在包装领域的应用。生物基聚酰胺11(polyamide 11,PA11)是由可再生的癸二酸单体合成的。另外,热塑性淀粉因为其良好可熔融加工特性和其原料来源于纯天然,这两种高分子都有潜力制备成可生物降解的高阻隔氧气包装材料。本文中生物基PA11、热塑性淀粉(thermoplastic starch,TPS)材料分别与聚乙烯醇(poly(vinyl alcohol),PVA)熔融共混,并在最佳PVA含量下制备PA11/PVA、TPS/PVA和sc CO2TPS/PVA生物基材料。当其分别达到最适化配比(PA1172.5PVA30027.5、TPS75PVA25300和sc CO2TPS75PVA25300)时,共混膜的阻隔氧气性(氧气渗透速率,oxygen permeation rate,OTR)分别达到一个最小值;其中最佳共混膜PA1172.5PVA30027.5的OTR仅为1.07 cm~3/m~2?day?atm与乙烯-乙烯醇共聚物(Ethylene-vinyl alcohol copolymer,EVOH)薄膜的OTR数值大致相同,因此搭配结合本论文制备的新型脱氧剂(改性铁粉/活性碳/硫酸亚铜,modified iron/activated carbon/cuprous sulfate,MFe/AC/Cu2SO4),可以有效增长鱼肉保鲜时间。而内置脱氧剂可分为两类:无机脱氧剂和有机脱氧剂。无机脱氧剂包括活性铁粉、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)、铂(platinum)和钯(palladium);有机脱氧剂包括酶(enzyme)、抗坏血酸(ascorbic acid)、亚油酸(linoleic acid)等。本文的主要研究成果归纳如下三部分。(1)本文生物基PA11与PVA300(degree of polymerization,DP,DP=300)熔融共混以制备PA11xPVAz300共混物。当PVA含量达到27.5wt%临界值时,生物基PA1172.5PVA30027.5吹膜的OTR为1.07 cm~3/m~2?day?atm,同时其OTR性能与EVOH薄膜相当。且其在DMA和DSC表征结果发现,当PVA含量不高于27.5wt%时,共混物具有一个Tg和Tm,说明其共混物达到了分子水平或链段水平的均匀分散。同时,在红外光谱表征结果发现,当PVA含量不高于27.5wt%时,其共混物中的C=O拉伸振动峰向较低波数移动,证明其分子间氢键作用力逐渐增强。(2)超临界二氧化碳辅助制备的热塑性淀粉(sc CO2TPS)和超临界二氧化碳辅助制备的热塑性淀粉/PVA(sc CO2TPSxPVAzy)属于完全可生物降解共混膜,其OTR在经不同聚合度PVA和可再生热塑性淀粉(TPS)或sc CO2辅助加工改性后显著改善。在常压情况下,调控PVA的聚合度制备出不同含水率的PVA和TPS共混物。当共混物含水率为4wt%时,其共混物TPS75PVA25300、TPS77.5PVA22.51400和TPS80PVA202400的OTR达到该系列共混物的最低值分别为5.8、9.2和10.7 cm~3/m~2?day?atm。而sc CO2TPS75PVA25300、sc CO2TPS77.5PVA22.51400和sc CO2TPS80PVA202400的OTR分别达到4.6、5.1和8.4cm~3/m~2?day?atm。结果显示在相同配比和聚合度下,经由sc CO2辅助,其OTR优于常压制备PVA和TPS的共混物,且当PVA聚合度为300时,其OTR性能与聚偏二氯乙烯相当。通过DMA测试得到,在不同聚合度的PVA和TPS共混物时,当PVA的含量不高于对应的临界值时,共混物只有一个Tg峰,说明其共混物达到了分子水平或链段水平的均匀分散。且在红外光谱表征时发现,辅以sc CO2制备PVA和TPS共混物,当PVA含量不高于对应的临界值时,发现其O-H伸缩振动峰向低波数移动,证明其分子间羟基相互作用力增强。(3)采用改性铁粉(MFe)/活性碳(activated carbon,AC)/硫酸亚铜(Cu2SO4)在不同比例下制备出脱氧剂,借由新鲜草鱼为模型进行脱氧性能、过氧化值(Peroxide value,POV)、p H值、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)和电化学等表征,其结果表明,制备出最佳配比的(MFe2μm90.9AC9.1100nm)52.4(Cu2SO4)47.6脱氧剂能有效延长食品有效保存期限。MFe/AC或MFe/AC/Cu2SO4脱氧剂脱氧速率随Fe或AC平均粒径减小而显著增加。经过24小时脱氧实验,含有最佳(MFe2μm90.9AC9.1100nm)52.4(Cu2SO4)47.6脱氧剂的密闭烧瓶中残留氧气浓度迅速降低至0.01%。与相应不含(MFe2μm90.9AC9.1100nm)52.4(Cu2SO4)47.6脱氧剂袋中新鲜草鱼模拟食品相比,含(MFe2μm90.9AC9.1100nm)52.4(Cu2SO4)47.6脱氧剂袋中新鲜草鱼模拟食品测得的过氧化物或表面p H值要小得多。充氮气在含有最佳(MFe2μm90.9AC9.1100nm)52.4(Cu2SO4)47.6脱氧剂的PA1172.5PVA27.5袋内15天后,新鲜草鱼模拟食品测得POV值为1.2 meq/kg或表面p H值是6.72。值得强调的是,Feb/ACc配对样品的电化学活性表面积(electrochemical active surface areas,ECSA)值和电化学接触点数量,分别随铁或活性炭平均粒径减小而显著增加。推测,含有最佳(MFe2μm90.9AC9.1100nm)52.4(Cu2SO4)47.6脱氧剂的密封袋中残余氧气浓度的降低和新鲜草鱼模拟食品的过氧化物和表面p H值减小的部分原因,是由Feb/ACc配对的ECSA值随Fe或AC平均粒径减小而显著增加所致。因此,采用氮气充填时,PA1172.5PVA27.5/(MFe2μm90.9AC9.1100nm)52.4(Cu2SO4)47.6包装材料是一种非常有效的生物基阻隔氧气包装材料。