山東埃爾派 | 點擊量:0次 | 2021-01-14
知識課堂:膨潤土在新型包裝材料方面的應(yīng)用及最新研究進(jìn)展
膨潤土的總負(fù)電荷可以通過陽離子交換過程得到補(bǔ)償。采用離子交換法將膨潤土粉與硝酸銀溶液混合,可以制備銀-膨潤土復(fù)合材料,且復(fù)合材料對金黃色葡萄球菌的抑菌率極高。
Clegg等將銀/鈉膨潤土加入用于包裝的淀粉-塑漿-粘土涂層,制備了淀粉基抗微生物涂料,并將其應(yīng)用于食品包裝中,并評估了抗菌性能、屏障和分散性能。在涂層中加入0.03wt%的銀/鈉膨潤土,與大腸桿菌初始2.1×105CFU/物相比,可減少4.4log。
聚乙烯醇(PVA)是一種人工半晶態(tài)水溶性成膜聚合物,具有廣泛的應(yīng)用前景。PVA的生物降解率低,機(jī)械性能和防潮性能差。因此,人們對聚乙烯醇的材料工程進(jìn)行了大量的研究,以提高聚乙烯醇的性能。實現(xiàn)這一目標(biāo)的有效方法之一是將層狀硅酸鹽摻入聚合物基體。
Shiji Mathew等以水煮大米淀粉為調(diào)合劑,對聚乙烯醇的理化性質(zhì)進(jìn)行改性,利用陽光直射在聚合物基質(zhì)中快速原位生成AgNPs,開發(fā)的蒙脫土(MMT)/聚乙烯醇(PVA)/水煮大米淀粉混合材料顯示出對食源性致病菌沙門氏菌、傷寒沙門氏菌和金黃色葡萄球菌有良好的抗菌活性,表明了材料具有作為食品包裝膜的潛力,以確保食品安全和延長貨架期。
Mojtaba Koosha等探討了殼聚糖/PVA膜含黑胡蘿卜花青素作為天然pH指示劑和膨潤土作為納米填料在智能包裝中的應(yīng)用潛力。試驗中將黑胡蘿卜花青素引入殼聚糖/PVA/膨潤土納米復(fù)合材料中制備pH敏感膜。pH值變化后,在含花青素的膜中檢測到可見的顏色變化。由于采用插層方法,在膨潤土的存在下,膜的抗拉強(qiáng)度下降。同時,含花青素薄膜的拉伸強(qiáng)度高于無花青素薄膜。此外,添加膨潤土和花青素可以有效抑制不良細(xì)菌的生長。這種薄膜具有應(yīng)用于智能活性食品包裝的潛力。
膨潤土作為填料在聚合物基質(zhì)中使用,經(jīng)過季銨鹽改性的膨潤土不僅可以增強(qiáng)聚合物基質(zhì)的力學(xué)性能,也可以增強(qiáng)其抗菌性能。Gulay Baysal等以蒙脫土(MMT)為原料,經(jīng)十六烷基三甲基溴化磷(HD)和十六烷基三甲基溴化銨(CT)改性,制備了食品包裝用抗菌納米復(fù)合膜并測定復(fù)合膜對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌活性。經(jīng)兩種季銨鹽分別改性后的淀粉(CS)/蒙脫土膜的抗菌性能良好,與季銨鹽復(fù)合的淀粉薄膜具有作為納米結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用于食品包裝的潛力。
另外,Afsaneh Nouria等采用簡便、環(huán)保的方法制備了蒙脫石-銅氧化物(MMT-CuO)納米復(fù)合材料,并將其引入殼聚糖(CS)基體中,以提高其光學(xué)、機(jī)械和抗菌性能。用DRD和SEM等測試對材料進(jìn)行了表征。實驗中只有3%的MMT-CuO-nanocomposite的摻入增加了殼聚糖膜對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的抗菌活性,而MMT-CuO納米復(fù)合材料的抗菌活性對兩種革蘭氏陰性菌(大腸桿菌和銅綠假單胞菌)的致死率超過99%。故殼聚糖-MMT-CuO納米復(fù)合膜有望成為一種新型的活性食品包裝材料。
同樣,Bourakadi K E等以殼聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)和改性硫代苯并咪唑-膨潤土(MMT)為基材,采用鑄造法制備了一種新型的生物復(fù)合膜。
相比于純膜(CS/PVA)而言,復(fù)合膜對試驗所用的所有細(xì)菌(銅綠葡萄球菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌)均具有較好的抗菌活性,在活性包裝應(yīng)用方面具有一定的潛力。
范方方等以膨潤土為載體,殼聚糖為殺菌劑制備了膨潤土/殼聚糖/PVA保鮮膜。通過對貯藏期間芒果的腐爛指數(shù)、呼吸強(qiáng)度等指標(biāo)的測定,研究了保鮮膜對芒果的保鮮效果,并與市面上的保鮮膜保鮮效果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明,與市售保鮮膜相比,其自制保鮮膜保鮮效果更佳。因此,將殼聚糖加入保鮮膜中,制備出抗菌性較好的薄膜,可以減少芒果在運(yùn)輸和貯藏過程中的腐爛率。
資料來源:《林濤,王俊,殷學(xué)風(fēng),等.膨潤土在傳統(tǒng)領(lǐng)域及抗菌材料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報,2020,38(06):124-132.》
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