功能性壳聚糖/羧甲基纤维素钠食品包装纸的制备及性能的研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hyb332145820
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了减少塑料包装材料的过多使用以减轻其对环境和人类造成的危害,越来越多的研究人员致力于绿色环保的纸质包装材料的研究。尽管纸质材料在食品领域已有大量的应用,但纸质材料天然的多孔性导致其对油、气的阻隔性较差。同时由于缺乏主动的抗菌性能,导致其作为食品材料的应用领域受限。因此,对普通纸张进行功能化处理,赋予其相应的功能,对其在食品包装领域的应用有重要意义。本论文以滤纸为基材,利用层层自组装技术对滤纸进行改性制备具有防油性能和抑菌性能包装纸,并将制备的功能包装纸用于薯条的常温贮藏包装,考察贮藏期薯条的品质变化情况。本论文的具体研究内容如下:采用层层自组装技术在纸张表面交替沉积壳聚糖(CS)和羧甲基纤维素钠(CMC),制备具有防油性能和抑菌性能的CS/CMC多层膜改性纸。采用X-射线光电子能谱(XPS)、傅立叶变换红外光(ATR-FTIR)、Zeta电位、场发射扫描电子显微镜(SEM)等分析测试仪器,对改性纸表面的化学元素构成、官能团、表面电势和表面形貌进行表征。与未改性纸张相比,CS/CMC多层膜改性纸张XPS图谱中出现了两个新的吸收峰,分别属于N元素和Na元素,对应吸收峰的强度随着层数的增加而增强;ATR-FTIR图谱中,1584 cm-1处检测到一个新的特征吸收峰,峰强度随着层数的增加逐渐增强,这是由于壳聚糖和羧甲基纤维素钠相互作用造成的;Zeta电位随着组装层数的逐渐增加呈交替和周期性变化;纸张表面组装5个双层CS/CMC多层膜时,纸张表面已观察不到孔隙,结果证明了多层膜在纸张表面的形成以及连续生长。(CS/CMC)5多层膜改性纸的防油等级可以达到11。CS/CMC多层膜改性纸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有一定生长抑制作用,其中(CS/CMC)5多层膜改性纸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长抑菌率分别为95.8%和98.9%。另外,随着纸张表面沉积的CS/CMC多层膜的数量增加,纸张的机械强度、耐水性能、耐油性能、空气阻隔性能、水蒸气阻隔性能均有不同程度的提升。细胞毒性实验结果表明,所制备的功能性食品包装纸无毒。为进一步改善层层自组装所构建多层膜的稳定性,采用层层自组装技术并结合贻贝仿生技术,在纸张表面构筑了基于共价键结合的CS/DA-g-CMC多层膜,对多层膜的抗菌性能及其稳定性进行了考察。首先,在羧甲基纤维素钠(CMC)分子上接枝了盐酸多巴胺(DA),合成了DA-g-CMC。采用层层自组装技术在纸张表面交替沉积CS和DA-g-CMC制备CS/DA-g-CMC多层膜,随后在温和的条件下对其进行氧化交联,制得CS/DA-g-CMC多层膜改性纸。利用UV-Vis、FTIR、~1H-NMR对得到的DA-g-CMC进行表征,UV光谱图中280nm处的苯环官能团的特征吸收峰、FTIR图谱中1080 cm-1处C-N的伸缩振动引起的新的特征吸收峰、~1H-NMR图谱中δ=7.0 ppm处的苯基特征吸收峰,均证明了多巴胺的成功接枝。另外,采用XPS、ATR-FTIR、Zeta电位、SEM等分析测试仪器对CS/DA-g-CMC多层膜改性纸进行了表征和分析。与未改性纸张相比,随着CS/DA-g-CMC多层膜组装层数的增加,改性纸张XPS图谱中特征元素(N元素和Na元素)的吸收峰强度逐渐增强、ATR-FTIR图谱中1637 cm-1处的特征吸收峰强度也逐渐增强,纤维表面的Zeta电位呈周期性的变化和交替,纸张表面的孔隙逐渐少,结果均表明了CS/DA-g-CMC多层膜在纸张表面的形成及生长。与基纸相比,(CS/DA-g-CMC)6多层膜改性纸的抗张强度、断裂伸长率和弹性模量分别提高了72.2%、44.8%和24.3%。(CS/DA-g-CMC)6多层膜改性纸具有良好的抑菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长抑制率分别为92.3%和96.0%。并且(CS/DA-g-CMC)6多层膜改性纸经酸性溶液和碱性溶液浸渍处理之后,仍然具有良好的抑菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率均达到了90%以上,表明采用层层自组装技术结合贻贝仿生技术制备的CS/DA-g-CMC多层膜改性纸具有良好的抗菌稳定性。在室温条件下,使用具有防油性能和抑菌性能的(CS/CMC)5多层膜改性纸对薯条进行包装贮藏,以PE袋和原纸包装的薯条作为对照组,没有任何包装的薯条作为空白对照组,对薯条贮藏过程中失重、色泽、菌落总数、过氧化值、羰基价等指标进行测试。实验结果表明,使用(CS CMC)5多层膜改性纸包装薯条,可以有效抑制薯条贮藏过程中微生物总数的增加,延缓薯条中水分的散失、颜色的变化、油脂氧化酸败的速率,从而延长薯条的货架期。
其他文献
电离层是近地空间环境中与人类活动最为密切的区域,由于受到太阳辐射和宇宙射线等因素的作用而处于电离状态,并能够反射、折射和吸收无线电波。而电离层电子浓度的变化会显著影响依赖于电离层为媒介的空天技术系统(如,短波通讯和卫星导航等)的正常工作。在电离层的众多观测参量中,由于总电子含量(Total Electron Content,TEC)的全球覆盖性广,数据质量好和获取方式持续且稳定,因此成为研究和描述
学位
轻量化是目前汽车发展的主要方向,因A356合金具有流动性好、密度低、比强度高等优良的铸造性能,在汽车制造、飞机零件、轨道交通等工业领域得到了广泛的应用。但是由于未经细化变质的A356合金其组织内部有枝晶粗大的α-Al和针片状的共晶Si,割裂了基体的连续性,严重影响了合金的强度和塑性。近年来的研究表明,稀土元素和过渡元素Zr复合添加对A356合金有较好的细化变质效果,但针对于稀土元素Yb和过渡元素Z
学位
生物膜(Biofilm)是影响重金属在水环境中行为的重要生物因素之一,不同生长环境和基质对生物膜的建成、性质及其对重金属的转移有很大影响。由于三峡库区的定期蓄水,在库区两岸形成了垂直落差30 m的消落带,淹没的消落带区域为生物膜的生长提供了广泛的附着载体,包括:岩石、底层沉积物、沉水植物和漂浮物如塑料垃圾等。目前,三峡库区内生物膜的微生态特征、功能和环境效应都还尚未开展研究。以往对于香溪河重金属污
学位
近年来,智能可穿戴设备逐渐进入人们的生活,在多个领域起到了不可替代的作用。然而传统刚性基材难以满足可穿戴设备在形变下稳定输出信号的性能需求。因此,人们采用合成聚合物来替代刚性材料作为可穿戴设备的柔弹性衬底。然而,大多数合成聚合物在自然界下极为稳定、难以降解,对环境造成了一定程度影响。为解决上述问题,本课题从农业废弃物玉米秸穰(MSP)中提取结晶度低、易解离、反应可及度高的薄壁细胞纤维素(PC),并
学位
化石能源的过度开采,带来了不可逆转的环境问题与能源危机,为了实现绿色可再生能源的开发利用,科学工作者基于生物质的丰富多样、可再生等特点,对生物质资源进行合理的资源化利用。特别是,在生物质三大组分制生物燃料、高附加值化学产品的研究上取得突破性的发展,提高生物质能源的转化效率。其中,半纤维素和纤维素衍生的羰基化合物在生物质转化中扮演着十分重要的角色,糠醛(FAL)和乙酰丙酸(LA)是重要的半纤维素衍生
学位
在国家倡导的发展趋势下,自动化技术的发展速度提高,PLC作为一种逻辑控制器,在自动化领域中扮演着重要角色,近年来PLC的发展由嵌入式PLC占主导,其中的编程系统开发难度较大。当前国内PLC编程软件功能单一,且编程语言的转换算法也存在缺陷,导致程序开发效率不高。针对以上问题,本文基于IEC61131-3标准,设计开发一款能满足PLC编程所需基本功能的系统软件,主要研究内容如下:(1)通过功能需求分析
学位
电子俘获型发光材料由于可以存储激发能,并在不同外界刺激下被释放出来产生发光而受到广泛关注。利用电子俘获型发光材料的不同陷阱深度,可以应用于长余辉、光激励、应力发光等领域。然而目前所报道的电子俘获型发光材料都为微米级的粉体材料,在相关邻域的应用拓展有一定的局限性。玻璃属于非晶态,伴随着大量缺陷,容易产生丰富的有效陷阱,为制备电子俘获性材料提供了前提条件。然而对于发光材料而言,非晶态混乱的晶体场环境不
学位
近年来,随着计算机软件和硬件的飞速发展,大型有限元分析软件可以针对具体工程问题建立模型并离散大量单元。但软件采用的单元都是规则的六面体和四面体单元。有的软件还针对具体情况提出特殊的规则单元。尽管这些单元都成功解决了问题,实施起来也有一套可行的解决方案。但模型划分的单元数量高达上百万个,甚至局部区域为了更精确的表示应力集中现象,单元的数量更多。单元数量急剧增加,直接导致模型划分和求解线性方程组耗时太
学位
空间自回归模型是空间计量经济学研究中的一个重要模型。空间自回归模型把空间效应引入模型中,有效解决了空间相依性问题。因此,空间自回归模型受到越来越多经济学家和统计学家的关注。空间自回归模型的现有研究中,大都假设响应变量服从正态分布,然而,实际的数据可能呈现出非正态的情况,此时,仍然在正态假设下作统计推断会获得不合理甚至错误的结论。本文在贝叶斯的框架下,基于响应变量服从偏正态分布的假设,开展了空间自回
学位
A/B检验已被广泛的应用于生物医学、药学、心理学、社会行为学等多个领域,其基本思想是利用检验的手段对A、B两个方案进行评估从而帮助决策者做出科学的判断,本论文以社交媒体数据为背景,首先从后验概率的角度研究基于贝叶斯框架下的A/B检验。其次,在考虑利润的基础上,讨论利润最大化下的最优样本量,最后,基于网络拓扑结构探究关于方案的投放问题。具体而言,主要研究工作分为以下三部分:第一部分,重点研究了不同版
学位