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传统石油基塑料包装膜材料对环境污染严重,随着人们对绿色环保意识的增强,保护环境的呼声日益响亮,利用天然绿色无污染、来源广泛可再生可降解的天然高分子材料代替传统薄膜材料早已成为食品包装领域的一个新的必然发展趋势。尤其在食品包装领域,绿色安全无污染的天然可降解包装膜材料成为了研究的热点。鱼明胶(FG)来源广泛,价格低廉,因其独特的成膜性、生物相容性、生物可降解性在研究和应用领域引起了广泛关注。但是纯FG膜存在亲水性强,机械性能差等缺陷,使其在食品包装领域的应用受到限制。本文以鱼明胶(FG)为基体,分别从糖类(壳聚糖CS)改性、增塑剂(甘油GE和山梨醇Sr)改性、疏水玉米蛋白(Zein)改性及交联剂(单宁酸TA和戊二醛GTA)改性等角度,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等测试方法对多元FG基复合膜的微观结构及性能进行表征;研究各种改性剂对复合膜的力学性能、耐水性能以及光学性能的影响。得到的实验结果如下:(1)CS的引入可以提高FG膜的柔韧性;相对于Sr,GE作为增塑剂对FG/CS复合膜的塑韧性有着更为显著的作用。当GE含量为30%时,断裂伸长率最大值为33.23%,相对于纯FG膜(7.05%)提高了4.7倍;而Sr增塑的复合膜的断裂伸长率最大值为11.28%,相对于纯FG膜改善效果并不明显;在复合膜的耐水性能方面,两种增塑剂都带有多个羟基亲水基团,在一定程度上加剧了复合膜的亲水性;通过SEM和FTIR结果表明,CS与FG之间具有良好的相容性。同时复合膜的整体透光率都能保持在85%以上,增塑剂及CS的加入不影响复合膜的光学性能。综合考虑力学性能和耐水性能两方面因素得出,GE增塑效果要优于Sr。(2)通过原位生成法将Zein颗粒引入到FG/CS基体中。由于Zein大分子链上含有大量羟基,其与FG/CS基体所含的羟基、氨基结合可形成氢键,能够强化基体结构,阻碍水分子扩散,从而提高耐水性能。另外Zein暴露在外的疏水性末端对耐水性能的提高起到作用。适量的Zein微粒与FG/CS复合基体之间通过静电相互作用形成了稳定的网络结构,阻碍分子链的移动,进而提高膜的拉伸强度。但是过量的Zein因自身的疏水特性易产生团聚,对力学性能产生不利影响。由于蛋白质本身含有大量能吸收紫外线的芳香氨基酸,FG/CS/Zein复合膜在紫外区表现出优异的紫外线阻隔性能,同时可见光区仍能保持80%以上的透明度。(3)经TA交联改性的FG/CS/Zein/TA复合膜在力学性能及耐水性能上有了明显改善。TA的加入改善了Zein和FG/CS基体的相容性,使Zein微粒尺寸减小,利于应力传递。当Zein为6%,抗拉强度由19.85 MPa增加到28.81 MPa,提高了约45%;再通过对比Zein-6%复合膜和Zein-9%复合膜可发现,当TA含量同为2%时,Zein-6%复合膜达到最大TS值(28.81 MPa),而Zein-9%复合膜的TS(28.87 MPa)要更高,并且当TA为2%时,Zein-9%才达到最大TS值为29.97 MPa。而在耐水性能方面,两亲性TA通过与疏水性Zein及亲水性基体相结合,形成紧密的三维网络结构,阻碍了水分子向FG基体的扩散,改善了膜的耐水性能。FG/CS/Zein/TA复合膜因TA的加入而呈浅棕色,整体透光率都有所下降,但是因本身含有大量能吸收紫外线的芳香氨基酸,在耐紫外抗氧化包装膜领域有着独特的优势。(4)经GTA交联复合膜在力学性能方面有了明显改善,抗拉强度TS由未交联前的18.85 MPa增加到38.76 MPa,提高了约2.1倍。但是GTA过量会导致过度交联,破坏已交联的明胶分子中的肽键,使得明胶分子间的作用力减弱,抗拉强度下降。GTA能改善FG/CS/Zein/GTA复合膜的耐水性能,GTA的醛基与基体中多肽链上游离的氨基经交联反应形成了席夫碱结构,阻碍了聚合物分子链的移动,并限制膜基质中自由羟基和亲水位点的可用性。复合膜交联反应中形成的席夫碱结构中的C=N基团可抑制脂质氧化,使其在紫外区表现出优良的紫外线阻隔性能,在抗氧化食品包装领域有着广阔的应用前景。