近期，我校輕工科學(xué)與工程學(xué)院（柔性電子學(xué)院）強(qiáng)濤濤教授團(tuán)隊(duì)圍繞多交聯(lián)果膠基食品包裝薄膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果連續(xù)在國(guó)際頂級(jí)期刊Food Hydrocolloids上發(fā)表。
【成果1】具有高強(qiáng)度的可回收和生物可降解果膠基薄膜
強(qiáng)濤濤教授通過(guò)一種簡(jiǎn)單且環(huán)保的策略，利用生物質(zhì)材料果膠為基體材料，丙酸鈣作為交聯(lián)劑和抗菌劑，并通過(guò)添加聚乙烯醇引入結(jié)晶域，制備出含有氫鍵、結(jié)晶域和離子鍵作為犧牲鍵的多交聯(lián)果膠基食品包裝薄膜（PT-CP/PVA）。不僅實(shí)現(xiàn)了天然生物資源的可持續(xù)和高價(jià)值利用，并為發(fā)展綠色生物質(zhì)基食品包裝材料提出了新的建議。
文章通過(guò)循環(huán)拉伸試驗(yàn)證實(shí)了可犧牲鍵在果膠膜中的能量耗散作用，同時(shí)賦予了PT-CP/PVA薄膜優(yōu)異的力學(xué)性能，斷裂應(yīng)力和斷裂應(yīng)變最高可達(dá)到12.7 MPa和132%。PT-CP/PVA中形成的多交聯(lián)結(jié)構(gòu)可有效提高薄膜的耐水性，同時(shí)，丙酸鈣的引入使得PT-CP/PVA表現(xiàn)出良好的抗氧化能力以及抗菌性能，其保鮮性能可以與傳統(tǒng)的聚乙烯薄膜相媲美。此外，由于離子鍵、氫鍵和結(jié)晶域的動(dòng)態(tài)可恢復(fù)性，PT-CP/PVA經(jīng)過(guò)3次循環(huán)測(cè)試后，仍可保持原有的力學(xué)性能，并且經(jīng)使用過(guò)后在自然土壤中可完全降解，因此可以作為一種無(wú)污染和可持續(xù)的食品包裝替代品應(yīng)用于食品保鮮包裝領(lǐng)域。該成果發(fā)表于《Food Hydrocolloids》期刊上，全文鏈接https://authors.elsevier.com/sd/article/S0268-005X(22)00163-1。
【成果2】生物可降解和高強(qiáng)度的生態(tài)友好型果膠基塑料薄膜
為進(jìn)一步提高果膠基薄膜的耐水性，強(qiáng)濤濤教授通過(guò)酸催化縮醛反應(yīng)將香蘭素接枝到果膠鏈上，并在果膠基質(zhì)中引入Fe3+離子成功制備出了具有高強(qiáng)度、可耐水性和生物降解性果膠基塑料薄膜（PT-V/Fe3+）。
果膠基網(wǎng)絡(luò)中高密度的金屬配位鍵和氫鍵賦予了PT-V/Fe3+高的力學(xué)強(qiáng)度、抗撕裂能力和承載能力，優(yōu)于傳統(tǒng)的聚乙烯等食品包裝膜。當(dāng)Fe3+含量為5%時(shí)，塑料薄膜的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到41.68±4.10 MPa，比純果膠膜提高了198.14%。此外，強(qiáng)的金屬配位鍵的引入增加了果膠基薄膜在水中的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出具有較低的水蒸氣透過(guò)率和阻氣（O2、CO2）性，其保鮮性能優(yōu)于傳統(tǒng)的食品包裝膜。并且該塑料薄膜優(yōu)異的抗紫外性、熱穩(wěn)定性、可加工性和可生物降解性能為其在食品包裝領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用提供了可能。該成果發(fā)表于《Food Hydrocolloids》期刊上，全文鏈接https://authors.elsevier.com/sd/article/S0268-005X(23)01085-8。
（核稿：張鵬偉 編輯：劉倩）
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