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木聚糖基抗氧化活性包装膜的制备及性能研究.pdf

花匠小妙招
2025-09-07 00:50

摘要摘要食品在储存、运输、销售过程中应尽可能降低微生物、氧气等因素带来的负面影响，因此，食品包装膜对保证食品质量起到了重要作用。传统食品包装膜材料取材于化石能源造成环境污染，且难以达到延长食品保质期的理想效果。目前，绿色可降解的活性包装膜的相关研究成为当下包装材料领域的热点。本论文以来自于溶解浆厂的工业副产物木聚糖为原料，先对其进行醚化改性得到羧甲基木聚糖（CMX ），再以 CMX 为原料制备活性包装膜，为工业木聚糖在食品包装材料方面的应用奠定基础。以乙醇作为反应介质，在碱性条件下，使工业木聚糖与醚化剂氯乙酸发生反应，制备出 CMX 。通过改变醚化反应条件制备出不同取代度的CMX 产物，最佳制备条件为：木聚糖糖单元与氢氧化钠和氯乙酸的摩尔比为1：2.5 ：1，乙醇体积为25 mL，碱化时间为30 min ，醚化反应温度为75 °C ，醚化反应时间为75 min 。傅里叶红外光谱和核磁共振碳谱的特征峰变化均可证明成功制备出CMX 。研究发现，改性后的木聚糖具有良好的水溶性且分子量明显降低。将CMX 与明胶-单宁酸纳米粒子（NPS ）混合，以淀粉为增强剂制备复合膜材料。通过探究不同 NPS 用量对制备的复合膜材料机械性能的影响发现，当 NPS 用量为 10%时，复合膜具有最优的机械性能，与未添加NPS 的复合膜相比其拉伸应力由28.5 MPa 增至39.0 MPa 。紫外光谱分析结果反映了NPS 的掺入可以很好地阻挡紫外线，抗氧化能力测试表明其具有优异的抗氧化能力。综上所述，该复合膜材料具备延缓食品氧化的能力。通过 TEMPO 氧化法制备出纤维素纳米纤维（CNF ）。在制备 CMX 膜材料的过程中加入CNF 组分提高了CMX 膜机械性能。当CNF 含量为20%时，得到的复合膜机械性能最好，拉伸强度最高可达 62.5 MPa 。选择单宁酸作为抗氧化剂，进一步制备活性包装膜。单宁酸的加入使薄膜的拉伸性能略有降低，但仍能满足食品包装材料的要求。该复合膜具有优异的紫外线阻隔性能，可降低紫外光对食品品质的影响。关键词：羧甲基木聚糖，明胶-单宁酸纳米粒子，纤维素纳米纤维，活性包装膜 I 目录目录 1 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 半纤维素膜材料 1 1.2.1 塑化 3 1.2.2 聚合物增强4 1.2.3 化学改性 6 1.3 活性包装膜材料7 1.3.1 抗氧化活性包装膜7 1.3.2 抗菌活性包装膜 9 1.4 本研究的目的、意义和主要内容 10 1.4.1 本研究的目的和意义 10 1.4.2 主要研究内容 11 2 羧甲基木聚糖合成及表征 13 2.1 前言 13 2.2 实验部分 13 2.2.1 原料 13 2.2.2 试剂与仪器 14 2.2.3 实验及测试方法 15 2.3 结果及表征 16 2.3.1 反应机理 16 2.3.2 不同实验条件对羧甲基改性取代度的影响 17 2.3.3 羧甲基木聚糖分子量的测定20 2.3.4 红外光谱分析20 2.3.5 核磁分析21 2.4 本章小结22 3 含明胶-单宁酸纳米粒子的抗氧化膜的制备及性能研究23 3.1 前言23 3.2 实验部分23 3.2.1 试剂与仪器23 3.2.2 实验方法25