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1、原花青素／醋酸纤维素可降解包装薄膜的结构与抗氧化性能浙江理工大学,第28卷,第6期,2011年11月JournalofZhejiangSci—TechUniversityVo1.28,No.6,Nov.2011文章编号:1673—3851(2011)06—0865—06原花青素/醋酸纤维素可降解包装薄膜的结构与抗氧化性能沈洁,王家俊a-,刘幸幸,樊春艳(浙江理工大学,a.材料与纺织学院;b.先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州310018)摘要:将原花青素(PC)添加到醋酸纤维素(cA)制膜溶液中,制得具有抗氧化性的可降解包装薄膜.通过红外光谱
2、,X射线衍射和原子力显微镜对薄膜表面形貌,膜结构和结晶情况进行表征.以新鲜猪油为内装物,采用油脂氧化稳定性的检测方法Schaal烤箱法,测试薄膜在不同PC添加量时的抗氧化性.结果表明:当添加质量分数为2PC时,薄膜的抗氧化性最佳,其对油脂的抑制率达到了37.65,可在常温下延长油脂保质期两个多月.关键词:醋酸纤维素;原花青素;可降解;抗氧化性;包装薄膜中图分类号:TB334文献标识码:A0引言长期以来,人们为了达到食品保鲜和抗氧化的目的,常把各类抗氧化剂添加人食品中.近年来,食品添加剂安全问题逐渐成为关注的焦点,国内外学者将研究重点放到了包装上,通过在
3、包装材料中添加或涂覆抗氧化剂,达到抑制食品氧化腐烂的效果I1].天然抗氧化剂因其安全性高于人工合成的抗氧化剂,并对人体有保健效果而受到了广泛关注[3].刘昭明等[5]将生姜提取液涂覆在牛皮纸上得到了一种新型抗氧化包装纸.Wessling等I6]将这一思路扩展到薄膜上,在低密度聚乙烯(LDPE)材料中添加了维生素E可抑制亚油酸乳液的氧化,但LDPE材料不可降解,存在环境污染的隐患.ElisePortes等_7]将四氢姜黄素添加人壳聚糖薄膜中,将可降解性能引入抗氧化包装薄膜中.由此思路本文拟制备一种新型天然可降解抗氧化包装薄膜,以原花青素(PC)为抗氧化剂
4、,醋酸纤维素(CA)为成膜基体通过溶液共混,流延成膜制得.其中,CA材料无毒,可被微生物HO完全降解且成本低廉.原花青素属于生物类黄酮,是一种新型天然抗氧化剂[,其抗自由基氧化能力为维生素E的50倍,维生素C的20倍,而姜黄素类化合物的抗氧化能力仅约为维生素C的2.75倍.PC分子中存在大量酚羟基结构,特别是邻苯二酚或邻苯三酚中的邻位羟基很容易被氧化成醌类结构,消耗了环境中的氧,使得相应的氧化形式获得稳定状态[g,其结构通式见图1En].Faria等_1z]通过监测耗氧量和测量共轭双烯的形成评估了5种不同结构原花青素的抗氧化能力,结果表明:聚合体随着聚
5、合度的增加,结构复杂性提高,其抗氧化作用反而降低,二聚体时抗氧化作用最强.由此期望所得薄膜可抑制被包装物收稿日期:2011--01—10作者简介:沈洁(1985一),女,浙江绍兴人,硕士研究生,主要从事生物降解材料的研究.原花青素为0.10图1原花青素的结构通式866浙江理工大学2011年第28卷的氧化腐败,延长其货架寿命,并天然可降解,对环境友好.1实验部分1.1实验材料醋酸纤维素(CA):结合乙酸54.5～56.O,酸度(以H计)≤1.66mmol/lO0g,水分≤5.O9/6,粘度≤300~500mPa?S.本实验所用原花青素为葡萄籽提取物,含有
6、较多原花青素二聚体结构[1,外观为红棕色粉末,味涩,可溶于水和大多有机溶剂;原花青素(PC)含量为99.52,水分4.89/6,灰度0.3.冰乙酸(分析纯).猪油(市售新鲜板油经温火湿法炼制而成).1.2试样制备称量CA置于冰乙酸中浸泡2h;用电动搅拌机对未完全溶解的CA溶液进行强力搅拌,使之溶解均匀,得到质量分数为18的CA溶液.以冰乙酸为溶剂溶解一定量的PC,将PC溶液倒入溶解的CA溶液内电动搅拌2h,将溶液放于常温下静置脱泡1h.选用干净的普通玻璃板,自制刮刀,平放于水平台上;将冷却后的膜液流延至玻璃板的一端,用刮刀匀速刮拉至玻璃板的另一端,刮出
7、厚度大约为40m的浅红色透明薄膜.将薄膜置于常温下通风干燥1h后,连同玻璃板一同浸入蒸馏水中漂洗出残留的乙酸,并加速薄膜的凝固成型;浸泡30min后,在水中从玻璃板上揭起薄膜;掠干薄膜,常温保存.1.3测试分析1.3.1红外吸收光谱(FT-IR)分析使用美国热点公司的Nicolet5700型傅立叶红外光谱仪进行测试,采用KBr压片法测定PC的红外吸收光谱,采用ATR法测定CA/PC薄膜的红外吸收光谱,光谱波数范围为7o0~2000cm_..1.3.2广角X射线衍射(XRD)测定使用瑞士ThermoARL公司的ARLXTRA型X射线衍射仪分析CA/PC薄
8、膜的结晶情况,波长为0.154nm的CuKaX射线源,功率为40kV~40mA,扫描速度为5.
