阻隔氧气包装材料和新型脱氧剂的制备及其应用研究

来源 :湖北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:h2302
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
无论是学生的学习活动,还是人类的一切发明创造活动,都离不开思维,思维能力是学习能力的核心。叶圣陶先生说"语言训练与思维训练要同时并举",2022版新课标也突出了思维能力培养的重要性。可见,语文不仅是一门学习和运用语言文字的学科,也是最能培养学生思维能力的学科。而小学阶段正是培养学生阅读能力的重要时期。因此,探索小学语文教学中有效培养学生思维能力的策略是非常必要的。
会议
针对中波广播发射台自动化监控系统功能单一的缺点,在原有监测系统的基础上,利用现有的综合监控管理平台,将发射机实时数据叠加到整个信号传输链路上,使发射机自动化控制系统与信号链路监测系统融合,再通过大数据相关技术进行数据分析、智能识别,既完善了对信号传输过程中关键节点运行状态的无遗漏监测、管控,又实现了发射机的自动化控制功能和故障智能诊断功能。详细介绍发射台自动化监控系统的改造方案,以期使改造后的系统
期刊
地方特色猪种的选育是中国畜禽种业发展的重要组成部分。东辽黑猪是吉林省知名的特色品种,具有适应性强、抗寒冷、耐粗饲等优良特性。本研究开展了东辽黑猪群体的遗传结构与遗传多样性分析,建立分子系谱,并对东辽黑猪产仔数性状进行基因组选择。研究结果有利于东辽黑猪系统选育和品种标准化,为新品种选育提供研究基础和核心育种群。对937头东辽黑猪进行体型外貌评分,筛选出符合选育标准的765头(42头公猪,723头母猪
学位
《幼儿园教育指导纲要》指出,幼儿园应"充分利用自然环境和社区的教育资源,扩展幼儿生活和学习的空间"。在幼儿园园内及周围,随处可见各类自然资源,在开展美术教学时,教师可以将这些自然资源和幼儿园的教育资源有效融合,充分发挥自然资源的教育价值,为幼儿营造丰富多彩的教学环境,使美术教学更具特色。所以,对于自然资源的利用,幼儿教师要引起重视。
会议
为建立低碳环保的可持续发展综合能源系统,推动未来能源体系的转型,以低碳清洁和经济最优为目标,构建综合考虑碳排放和经济成本的包含氢储能的电-气-热-氢低碳园区综合能源系统模型,意在消纳新能源发电,做到低碳甚至零碳排放。首先将电转氢设备和氢储能设备引入综合能源系统,然后以系统运行成本和基于阶梯碳交易机制的碳排放成本之和最小为目标,建立低碳园区综合能源系统经济优化模型,最后通过对比不同场景优劣验证所提方
期刊
针对园区电-氢-热低碳能源系统分布与集中交互优化调度问题,提出一种基于交替方向乘子法(ADMM)的园区电-氢-热能源双层能量低碳优化调度方法。通过将分布式(屋顶光伏、园区建筑电、热负荷)与集中式(电池储能、氢储能、电蓄热)能源相结合,上层基于ADMM求解园区内各建筑可用于共享的交互能量值,下层以园区能源系统运行总成本最小为目标,利用上层求取的建筑交互能量及各建筑剩余功率,基于混合整数规划求解各建筑
期刊
芦根(Phragmitis Rhizoma)为禾本科(Gramineae)芦苇属(Phragmitis)中药用植物芦苇(Phragmites communis Trin.)的新鲜或干燥的根茎。目前有关芦根的报道主要围绕其多糖类化合物和水提液的药理作用,而少有对其化学成分和生物活性的研究。因此,本论文综合利用多种方法,从芦根的石油醚和乙酸乙酯萃取部分分离并鉴定了22个化合物,其中包括7个黄酮类化合物
学位
糖尿病是由多种原因引起的代谢性疾病,主要表现为不同程度的胰岛素抵抗和胰岛功能缺陷,胰岛素作为人体内唯一的降糖激素,常作为补充治疗或替代治疗强化降糖的首选,以此实现病情的临床缓解。中医对糖尿病的诊治可谓由来已久,中药口服降糖效果同样显著。部分学者利用中西医结合的方法,通过中药联合胰岛素强化治疗糖尿病患者,在传统意义上的胰岛素强化治疗的基础上,同时应用中药治疗,取得了不错的疗效。
期刊
<正>自古以来,酒是人们喜欢的饮料。逢年过节,亲朋聚会,家庭欢宴,餐桌上往往少不了酒。适当饮酒,有益于健康,但过量饮酒则不仅有损于人体健康,而且危害公共安全,影响社会和谐。下面介绍几则中药解酒醒酒验方,以避免或减少酒的危害,而并非提倡大众饮酒。
期刊
<正>根据已刊布的资料,晋侯墓地(图1)已出土青铜器中出现的晋侯名字和谥号有叔■、晋侯、■马、喜父、厉侯、■、稣、■、晋叔家父等,器形精美,铭文信息丰富。下文撷取了部分晋侯墓地出土带有晋侯名、字和谥号的重要有铭青铜器,以缕清晋侯世系及历史脉络。一、叔虞方鼎叔虞方鼎(图2),通高27,口长18.5、宽16.5,腹部深11.2厘米。出土于第一代晋侯燮父114号墓,时代为西周早中期之际。由于114号墓被
期刊