新型普鲁兰多糖抗菌食品包装膜制备及性能研究

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1、硕士学位论文新型普鲁兰多糖抗菌食品包装膜制备及性能研究PREPARATIONANDPROPERTIESOFNOVELPULLULANANTIBACTERIALFOODPACKAGINGFILMS于雪梅哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：Q599学校代码：10213国际图书分类号：577密级：公开工程硕士学位论文新型普鲁兰多糖抗菌食品包装膜制备及性能研究硕士研究生：于雪梅导师：王路副教授申请学位：工程硕士学科：化学工程所在单位：化工与化学学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:Q599U.D.C:577Diss

2、ertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDPROPERTIESOFNOVELPULLULANANTIBACTERIALFOODPACKAGINGFILMSCandidate：YuXuemeiSupervisor：A.Prof.WangLuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalengineeringAffiliation：SchoolofChemistryandChemicalEngineeringDateofDef

3、ence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要天然普鲁兰多糖经分子修饰可制得新型改性食品包装膜，并作为食品包装材料解决当前天然多糖食品包装材料抗菌性能差及非天然化学高分子食品包装材料浸润毒性高、不易降解等实际问题，从而实现性能优势互补。本研究选定具有高阻气性能普鲁兰多糖为原料，对其进行二次化学分子修饰，设计合成出多系列抗菌双胺胺化聚醛普鲁兰多糖，并将其与成膜性较优的天然海藻酸钠、壳聚糖共混复合、创新组装制备获得新型具有特征性能的抗菌普鲁兰多糖食品包装膜。研究目标

4、复合食品包装膜的红外光谱性质、膜厚、膜表面形貌、水蒸气阻制、光辐射阻制、力学拉伸及抗菌等材料学性能，并进行较为深入的构效关系比较分析研究。本课题研究为开发新型抗菌普鲁兰多糖食品包装材料提供理论依据，为绿色、安全、可降解食品包装材料的研制提供新思路，并为天然高分子多糖在食品包装领域的深加工与利用提供了实验基础。主要研究内容如下：首先以高阻气性能天然普鲁兰多糖为原料，采用两步法自主合成多系列新结构化合物：1）通过高碘酸钠氧化向其普鲁兰多糖表面引入可与亲核试剂发生亲核加成反应的活性醛基（-C=O-），获得聚醛普鲁兰多糖（OxPullulan）；2）分别以脂肪族双胺己二胺

5、（HMDA）、肼类双胺己二酸二酰肼（ADH）、烯胺类双胺二乙烯三胺（DETA）作为连接手臂还原胺化接枝于聚醛普鲁兰多糖分子表面，生成具有稳定-C-N-结构，且携带活性氨基的二胺类普鲁兰多糖衍生物——抗菌双胺胺化聚醛普鲁兰多糖。采用FT-IR、1HNMR、XRD和TG-DTA等基本结构表征手段对目标双胺胺化聚醛普鲁兰多糖进行结构表征分析，它们分别是：己二胺胺化聚醛普鲁兰多糖（HMDA-OxPullulan）、己二酸二酰肼胺化聚醛普鲁兰多糖（ADH-OxPullulan）、二乙烯三胺胺化聚醛普鲁兰多糖（DETA-OxPullulan）。采用超声均一化辅助溶液流延法，将

6、多系列新结构抗菌双胺胺化聚醛普鲁兰多糖（HMDA-OxPullulan，ADH-OxPullulan，DETA-OxPullulan）通过分子间氢键桥连作用，分别以多样共混复合方式，创新组装制备获得海藻酸钠与壳聚糖等天然高分子多糖新型抗菌普鲁兰多糖食品包装复合膜，它们分别是：己二酸二酰肼胺化聚醛普鲁兰多糖/海藻酸钠复合膜（ADH-OxPullulan/SA）、己二酸二酰肼胺化聚醛普鲁兰多糖/壳聚糖复合膜（ADH-OxPullulan/CS）、己二胺胺化聚醛普鲁兰多糖/海藻酸钠复合膜（HMDA-OxPullulan/SA）、二乙烯三胺胺化聚醛普鲁兰多糖/海藻酸钠复合

7、膜（DETA-OxPullulan/SA）、二乙烯三胺胺化聚醛普鲁兰多糖/壳聚糖复合膜（DETA-OxPulluln/CS）。通过FTIR、WVP、UV-Vis、SEM等表征手段对复合膜内-I-摘要部键合方式、水蒸气透过率、光学性能及表面形貌等进行深入构效关系研究，发现天然多糖（海藻酸钠、壳聚糖）掺入对膜表面形貌、水蒸气透过性能、力学性能及超微结构的影响密切，即天然多糖掺入减少复合膜水蒸气通透性而增强其阻水性能；降低复合膜表面厚度；增强力学拉伸性能。其中HMDA-OxPullulan/SA复合膜最薄，DETA-OxPullulan/CS复合膜水蒸气透过率最低，AD

8、H膜阻光性