防雾抗菌聚乙烯薄膜制备及其在生菜保鲜中的应用研究

传统塑料薄膜包装果蔬产品,会因果蔬新陈代谢和外界环境变化而在包装薄膜内表面产生雾化现象,这不仅会降低果蔬产品的可见性,影响产品的销售,而且产生的水蒸气滴落在果蔬表面容易引起微生Talazoparib溶解度物生长繁殖,加速果蔬腐败变质,从而缩短其货架期。防雾抗菌包装兼具防雾和抗菌功能,既能明显改善果蔬产品贮藏销售期间的严重雾化现象,提高产品美观性,又能抑制微生物生长,保持果蔬品质。本研究以低密度聚乙烯(LDPE)为基材,联合采用吐温80(T-80)和椰油脂肪酸二乙酰胺(CDEA)两种表面活性剂(SF)为防雾改性剂,选择纳米氧化锌(nano-ZnO)为抗菌剂,制备具有防雾、抗菌功能的包装薄膜。首先研究了不同浓度的SF对改性LDPE防雾薄膜性能的影响;其次探究了不同浓度的nano-ZnO对改性LDPE防雾抗菌薄膜性能的影响;接着使用不同防雾抗菌薄膜在4℃下对生菜的保鲜效果展开研究;最后,对防雾抗菌薄膜对于生菜中优势腐败菌荧光假单胞菌的抑菌作用及其原理进行分析。本文主要研究内容和结果如下:(1)采用挤出流延方法制备防雾薄膜。将T-80和CDEA加入到LDPE树脂中获得SF浓度分别为0%、1%、3%、5%的防雾薄膜。研究了不同浓度的SF对LDPE薄膜性能的影响。结果表明,SF的加入使薄膜呈现出轻微的黄红色趋势;SF与LDPE之间存在物理相互作用;SF整体均匀分散在LDPE基体中,但随着SF浓度的增加,SF在LDPE基体中有聚集的趋势;过量的SF对薄膜的机械性能和热稳定性产生了负面影响;SF的掺入使薄膜的亲水性得到极大改善,使薄膜具有良好的防雾性能,其防雾持续时间随SF的增加而延长,其中含5%SF的薄膜的防雾持续时间达到216 h。(2)采用挤出流延法制备防雾抗菌薄膜。将nano-ZnO和SF(T-80,CDEA)加入到LDPE树脂中制得一系列的防雾抗菌薄膜,并对改性薄膜的微观结构及其性能进行表征。结果表明,掺入nano-ZnO后,薄膜变白,呈现出抗紫外性能。SF的加入对薄膜颜色的影响不明显,一定程度上提高了薄膜的抗紫外性能;nano-ZnO均匀地分散于LDPE基质中,但随着nano-ZnO含量的增加,nano-ZnO有聚集的趋势,SF的加入提高了nano-ZnO在LDPE基质中的分散性;nano-ZnO的掺入和其含量的增加,导致薄膜的拉伸强度(TS)和杨氏模量先增大后减小,薄膜的断裂伸长率(EAB)和氧气、水蒸气透过系数(OP、WVP)不断减小。SF的加入提高了薄膜的TS、EAB和杨氏模量,起到了增韧增塑的作用,但是SF的加入略微降低了薄膜的气体阻隔性能。SF和nano-ZnO的加入使薄膜具备了良好的防雾抗菌性能,其中LDPE/SF/5%ZnO薄膜的防雾持久时间为166 h,对E.coli和S.aureus的抑菌率达到96.47%和97.93%。(3)使用LDPE/SF/ZnO系列共混薄膜保鲜生菜,探究生菜在贮藏期间相关保鲜指标的变化。结果表明,LDPE/SF/5%ZnO薄膜对生菜的保鲜效果最好,在贮藏15天后仍具有良好的品质。在此基础上,进一步研究LDPE/SF/5%ZnO薄膜对生菜贮藏期间抗氧化活性的影响。结果发现,LDPE/SF/5%ZnO薄膜包装组生菜的活性氧(ROS)水平、丙二醛(MDA)含量及多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性,均低于LDPE薄膜包装组。同时,LDPE/SF/5%ZnO薄膜包装保持了生菜中较高的总酚含量和抗氧化酶活性。这说明LDPE/SF/5%ZnO薄膜包装通过保持较高的抗氧化酶活性和降低褐变相关酶的活性,减少ROS的产生和积累,抑制组织中酚类化合物的氧化,延缓生菜的褐变。(4)探究LDPE/5%ZnO和LDPE/SF/5%ZnO薄膜对生菜中优势腐败菌荧光假单胞菌的抑菌作用及抑菌原理。结果表明,LDPE/5%ZnO和LDPE/SF/5%ZnO薄膜对荧光假单胞菌具有明显的抗菌效果。与LDPE薄膜处理组相比,经LDPE/5selleck化学%ZnO和LDPE/SF/5%ZnO薄膜处理后的荧光假单胞菌细胞壁、细胞膜和菌体形态受到明显损伤,核酸和蛋白质泄露明显,胞内ROS水平显著提高,从而导致细胞大量死亡。与此同时,LDPE/SF/5%ZnO薄膜的抗菌性能显著优于LDPE/5%ZnO薄膜,这主要因为LDPE/SF/5%ZnO薄膜的初始nanAutoimmune encephalitiso-ZnO含量更高,并且迁移出来的nano-ZnO更多,大大提高了nano-ZnO的利用率,从而提高了薄膜的抗菌性。