壳聚糖/纳米TiO2/玉米淀粉可食膜的制备及性能研究

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(1)以玉米淀粉(CS)为原料,结合壳聚糖(CH)在增塑剂甘油的作用下通过溶液浇铸法制备了壳聚糖/玉米淀粉复合可食薄膜,运用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对玉米淀粉薄膜的结构及表面和断面微观形貌进行了表征,研究了壳聚糖的含量对薄膜机械性能、水蒸汽透过性、阻油性及抗菌性能的影响。结果表明,适量的壳聚糖可以较明显地改善薄膜的机械性能,提高其隔水和阻油性能,壳聚糖可以与玉米淀粉之间形成氢键。壳聚糖与玉米淀粉质量比1/3制得的薄膜结构均匀,拉伸强度21.54MPa,是淀粉膜的2.52倍,水蒸气透过率4.52×10-5 g·mm-1·d-1,较淀粉膜降低了49.3%,薄膜能抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,对二者的抑菌率分别为43.55%和32.89%。(2)在复合CH的基础上,采用溶液浇铸法制备了CH和纳米TiO2复合CS薄膜,并对薄膜的力学性能、物理化学性能和抗菌性能进行了测定。SEM观察表明,在一定范围内,适当比例的组分可使薄膜表面平整且均匀。FTIR光谱分析显示,CH)和CS之间形成了氢键并且纳米TiO2与CS和CH之间存在相互作用。在CS基体中加入适量的CH可以增强材料的力学性能和抗菌性能,同时降低材料的耐水性能。纳米TiO2的加入提高了CS/CH膜的抗拉强度、抗湿性和抗油性,并获得了显著的抗菌性能。纳米TiO2/CH/CS复合膜的抗拉强度为21.12±0.34 MPa,是增塑CS膜的6.27倍,对大肠杆菌的抗菌活性达到94±2%。但过量的纳米TiO2掺杂会导致纳米粒子发生团聚现象,使薄膜的力学性能、防潮性能和抗菌性能下降。(3)通过固定CS/CH/纳米TiO2的量,研究不同种类增塑剂和增强剂的用量对薄膜力学性能、透光性、吸湿性以及水蒸气透过性能的影响。结果表明,各种增塑剂在一定程度上都可以改善薄膜力学性能,其中甘油最为明显。在加入不同种类增塑剂后,薄膜整体变得易吸湿,并且不同种类增塑剂对薄膜透光率和水蒸气透过率影响趋势各不一致。加入不同增强剂后,薄膜强度和吸湿性都有所提高,但过量增强剂会降低薄膜柔韧性。增塑剂与增强剂都应在一定范围内寻找合适浓度,薄膜的整体性才能得到改善。
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