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水果是人们摄取碳水化合物、维生素和抗氧化物质等营养的重要来源之一,但由于水果营养丰富、含水率高,且在采摘和贮藏过程中易受到机械损伤、被致病菌感染引起腐坏,最终导致较大的货架损失。目前控制新鲜果蔬微生物感染的策略有冷藏和使用抗菌剂,但冷藏对设备要求高、造价昂贵,成本过高,同时在果蔬表面直接喷洒抗菌剂作用时间短且易形成安全隐患。因此,在包装材料中加入抗菌剂的抗菌包装逐渐成为研究热点。当包装材料与抗菌剂结合时,通常需要抗菌剂与产品紧密接触才能有效产品抑制表面微生物的生长,但新鲜果蔬往往比表面积较大、形状不规则,不可能保证它们与包装材料的有效接触。非直接接触式挥发性或气态抗菌剂能够扩散到每个包装内产品暴露的表面,是抗菌包装更好的选择,而这种技术的关键就在于在适当的条件下控制抗菌药物的释放,使其释放稳定、连续。ClO2(二氧化氯)是一种安全广谱的抗菌剂,同时ClO2具有强氧化性还可减少采后果蔬的乙烯释放量,是一种较为理想的果蔬保鲜剂。但气态和液态ClO2都不稳定,限制了ClO2的实际应用,而常温下为固态的NaClO2(亚氯酸钠)能够在酸性条件下释放ClO2。因此,本文以NaClO2为前驱体,首先以双层涂布的方式制备了ClO2控释瓦楞纸箱,并探究了ClO2的释放行为,评价了控释纸箱对草莓的保鲜效果。为扩大ClO2控释包装的应用,制备了ClO2控释微胶囊,采用单因素试验对制备工艺进行优化以提高包封率,并对优化条件下制备的微胶囊进行了表征,测定了ClO2的释放行为,并将其应用于圣女果包装以评价其保鲜效果。主要研究内容和成果如下:(1)采用PVA(聚乙烯醇)-NaClO2-硅藻土的混合分散液对瓦楞纸箱箱体内表面进行第一次涂层,然后喷洒壳聚糖乙酸溶液以进行二次涂层,以制备ClO2控释瓦楞纸箱。对该控释纸箱的释放行为进行研究发现,控释纸箱可在高湿度条件下释放出ClO2气体,而硅藻土的加入稳定并延长了释放。随着涂层中NaClO2含量的增加,ClO2的释放浓度随之增加。在100%的湿度条件下,9 g/L NaClO2的涂层瓦楞纸箱可持续释放ClO2至第14天,浓度最高可达1.8 mg/m3。但由于涂布层均为吸水性高分子,导致控释纸箱的抗压性能相较于未处理组显著性下降。(2)将NaClO2浓度为3 g/L、6 g/L和9 g/L的控释纸箱用于新鲜草莓的包装,以未处理纸箱为对照组,评价了控释纸箱在常温条件下对草莓的保鲜效果。与对照组相比,9g/L NaClO2控释纸箱包装的草莓的腐烂率和质损率分别降低了21.88%和6.84%,同时更好的保持了表面颜色和硬度,延缓了营养物质的消耗。由此说明,ClO2控释纸箱包装了草莓后,可在草莓的呼吸和蒸腾作用产生的CO2和水蒸气的作用下,诱导NaClO2反应释放ClO2,达到延长草莓货架期的目的。(3)采用NaClO2为芯材,聚乳酸(PLA)为壁材,同时溶解或均匀分散在三氯甲烷-乙醇混合液的油相中,并以聚乙烯醇(PVA)为乳化剂,去离子水为水相,成功制备包封了NaClO2的PLA微胶囊。以包封率为指标,进行单因素试验对制备工艺进行了优化,得到最优工艺为:PVA浓度为0.5%,油水相体积比为80:350,芯、壁材质量比为1:10,油相中乙醇与三氯甲烷体积比为1:4。此时制得的NaClO2微胶囊包封率最高,为55.75%。通过傅里叶红外光谱和热重分析结果可知,NaClO2被成功包封进PLA中。制得的微胶囊呈肉眼可见的白色圆球形,平均粒径为498.08μm,粒径分布集中在400~600μm。对微胶囊的ClO2释放行为进行测定,发现在高湿度环境下,与柠檬酸微胶囊混合的NaClO2微胶囊可释放出ClO2,且释放速率受两种微胶囊比例和温度的影响。(4)在装有新鲜圣女果的纸箱中,放置NaClO2微胶囊和柠檬酸微胶囊的混合物,两种微胶囊比例分别为3:0(M-3)、1:1.5(MA-1)和3:4.5(MA-3),以不放入微胶囊为空白对照组CK,评价ClO2控释微胶囊对圣女果的保鲜效果。在20℃和90%RH条件下贮藏,在第18天时,对照组的腐烂率达到了86.67%,而MA-3仅为31.67%,M-3的腐烂率为55.00%,MA-1有71.67%,但与CK相比仍降低了15%。质损率在四组之间比较也呈现出相同趋势,第18天时,CK的质损率达到了7.93%,而MA-3仅为5.23%,M-3为6.03%,MA-1有6.34%,与CK相比质损率都呈现降低趋势。除此之外,实验组圣女果的颜色、硬度都有较好的维持作用,同时尽管ClO2是一种具有强氧化性的气体,但从最终结果来看它没有引起圣女果的可溶性固形物、可滴定酸含量以及总抗氧化能力的降低,相反CK的抗坏血酸含量是最低的。由此说明,ClO2控释微胶囊能够有效延长圣女果的货架期。M-3与MA-1相比较,M-3具有更好的保鲜效果,说明仅用NaClO2微胶囊进行保鲜时,水果自身释放的水分和CO2也能诱导释放ClO2起到良好的保鲜效果,并且由于M-3中NaClO2微胶囊的量是MA-1的三倍,产生的ClO2更多使保鲜效果更好。