不同植物蛋白胶粘剂的性能表征及在苹果保鲜瓦楞纸箱上的应用

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随着石油价格的攀升以及人们环保意识的提高,绿色无污染的生物质胶粘剂(植物蛋白、木质素等)逐渐成为人们关注的焦点,但由于传统植物蛋白等生物质胶粘剂耐水性差、胶合强度低,实际应用受到限制。本研究以价格低廉、来源广泛和可再生的大豆粕、高温花生粕和棉籽粕为原料,利用化学改性交联制备绿色环保的大豆粕基蛋白胶粘剂(SMA)、高温花生粕基蛋白胶粘剂(HPMA)、棉籽粕基蛋白胶粘剂(CMA),并对改性交联过程中SMA、HPMA、CMA物化性能和结构进行分析表征。并利用其粘结制备苹果保鲜瓦楞纸箱,通过测量苹果在贮藏期内的各项理化指标参数,探讨保鲜瓦楞纸箱对苹果的保鲜中效果。具体结论如下:(1)利用十二烷基硫酸钠(SDS),纳米二氧化硅(n Si O2)和聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)树脂改性交联制备SMA、HPMA、CMA胶粘剂,SDS添加量3.2%,n Si O2添加量2%,PAE添加量85%,改性时间30 min,在此条件下制备沸水胶合强度分别为1.07±0.03 MPa、0.98±0.03 MPa、1.07±0.03 MPa,满足国家Ⅰ类普通胶合板标准(GB/T 9846-2015)。(2)利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)等现代实验设备,对改性交联过程的胶粘剂结构进行表征,结果显示SDS破坏花生蛋白中的二、三级结构,暴露出内部大量疏水基团以提高胶粘剂耐水性。在此基础之上加入n Si O2,在溶剂中水解并进行缩合反应,形成低表面能的、稳定的溶胶结构,从而进一步增强了疏水性能;同时结合并填充在粘结材料表面的孔隙中,增加胶粘剂和粘结材料表面的接触面积,从而提高胶合强度。最后加入PAE进行交联,它其中的氮杂环丁烷可以与植物蛋白的多种活性基团反应,比如羧基、胺基等,生成三维网络立体结构,显著提高胶粘剂耐水性和胶合强度。(3)测量苹果在四种不同瓦楞纸箱贮藏期内的失重率、硬度、可溶性固形物以及Vc含量,通过数据分析可以得出大豆、花生和棉籽蛋白胶粘剂粘结保鲜瓦楞纸箱的保鲜效果大于普通瓦楞纸箱的保鲜效果。这是由于纳米Si O2粒子均匀地镶嵌在形成的凝胶化网络间隙中,使包装箱阻湿性能得到提高,另一方面,Si O2粒子又具有抑菌的功效,从而抑制了微生物进入、繁殖原因所导致的苹果的软化现象。同时保鲜瓦楞纸箱可以抑制苹果的生理作用,更好地保持了苹果的TSS含量和Vc含量,达到了保鲜效果。
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