【摘 要】
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近年来,随着人们对食品包装的要求越来越高,具有可生物降解性和抗菌抗氧化等功能的多功能绿色包装材料成为当前的研究热点。本研究以可生物降解的聚乙烯醇（PVA）和海藻酸钠（SA）为成膜基材,添加强抗菌性的壳聚糖-纳米氧化锌（CS-ZnO）纳米粒子和强抗氧化性的天然物质姜黄素,采用静电纺丝技术制备了一种新型可降解抗菌抗氧化复合纤维膜。首先以壳聚糖（CS）为封端剂和模板,采用超声辅助直接沉淀法制备CS-Zn
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近年来,随着人们对食品包装的要求越来越高,具有可生物降解性和抗菌抗氧化等功能的多功能绿色包装材料成为当前的研究热点。本研究以可生物降解的聚乙烯醇（PVA）和海藻酸钠（SA）为成膜基材,添加强抗菌性的壳聚糖-纳米氧化锌（CS-ZnO）纳米粒子和强抗氧化性的天然物质姜黄素,采用静电纺丝技术制备了一种新型可降解抗菌抗氧化复合纤维膜。首先以壳聚糖（CS）为封端剂和模板,采用超声辅助直接沉淀法制备CS-ZnO纳米粒子:通过单因素实验和正交实验探究合成过程中CS质量分数、溶液p H值和超声功率对CS-ZnO纳米粒子性能的影响来确定最佳合成工艺。然后将姜黄素和合成的CS-ZnO纳米粒子掺入PVA/SA溶液中,采用静电纺丝技术制备复合纤维膜,探究不同姜黄素和CS-ZnO质量比对纤维膜性能的影响,确定最佳姜黄素和CS-ZnO质量比。最后在常温下研究复合纤维膜对巨峰葡萄的保鲜效果。主要研究结果如下:（1）为了提高纳米ZnO的安全性,以CS为稳定剂,乙酸锌为锌源来合成CS-ZnO纳米粒子。分析了CS质量分数、溶液p H值和超声功率对制得的CS-ZnO粒径、Zeta电位和抗菌活性的影响,并对CS-ZnO纳米粒子的合成工艺进行优化。发现当CS质量分数为1.0%、溶液p H为9和超声功率100 W时,合成的CS-ZnO纳米粒子具有最佳的抗菌性和分散性。此条件下合成的纳米粒子对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为18.05±0.05 mm和18.98±0.04 mm,粒径大小为151.98±24.81 nm,Zeta电位为-38.32±2.02 m V。进一步对其性能进行分析,发现制得的CS-ZnO纳米粒子纯度较高,其XRD图谱与纯ZnO六方纤锌矿结构的峰（JCPDS No.36-1451）完全一致。与不加CS直接合成的纯ZnO和商用ZnO相比,CS-ZnO具有更高的抗菌活性。（2）为了制备一种可完全生物降解且具有抑菌抗氧化作用的新型包装材料,以PVA和SA为基材,掺入天然抑菌抗氧化物质姜黄素和制备的CS-ZnO纳米粒子制得复合纤维膜,探究了不同姜黄素和CS-ZnO纳米粒子质量比对PVA/SA纤维膜性能的影响。结果表明:添加姜黄素和CS-ZnO可降低纤维膜的断裂伸长率和透光率,增强其拉伸强度、紫外线和可见光屏蔽性、抗氧化性和抗菌性。不同姜黄素和CS-ZnO纳米粒子质量比对纤维膜性能影响不同,当姜黄素和CS-ZnO纳米粒子质量比为5:5时,两种填料在纤维膜中分布较为均匀,使得纤维膜各项性能较好。此时纤维膜的密度为0.32±0.03 g/cm~3,含水量为8.89±0.51%,溶胀度为143.90±8.59%,溶解度为16.33±0.62%,水蒸气透过系数为（0.45±0.04）×10-10g·pa-1s-1m-1,断裂伸长率为109.65±3.44%,拉伸强度为7.47±0.09 MPa,对可见光和紫外线的透过率分别为1.50±0.07%和0.57±0.03%,DPPH自由基清除率为46.67±1.11%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为91.93±2.07%和93.00±0.83%。（3）为了探究复合纤维膜在食品贮藏中的应用,在常温下研究了不同纤维膜对巨峰葡萄的保鲜效果。结果发现含姜黄素和CS-ZnO的复合纤维膜对巨峰葡萄的保鲜效果最好,能有效降低葡萄果实的落粒率、失重率和丙二醛的积累,维持果实的硬度、可溶性固形物、可滴定酸、Vc含量和抗氧化酶的活性,贮藏第12 d葡萄果实还保持着较好的品质,仍保持着较高的好果率（60.25±1.46%）,失重率仅为11.70±1.46%,硬度为2.69±0.32 N,落粒率为19.65±1.63%,可溶性固形物含量为14.83±0.14%,Vc含量为4.76±0.28 mg/100g。说明制备的复合纤维膜可在一定程度上延长巨峰葡萄的贮藏期。
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