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Mater-Bi和PBS可生物降解膜降解特征及对加工番茄的影响

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北方园艺 2014年第22期 36-38页

作者：胡伟邵华伟孙九胜王新勇新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所绿洲养分与水土资源高效利用重点实验室新疆乌鲁木齐830091

以Mater-Bi可生物降解地膜和自制PBS完全生物降解膜为试材,通过覆膜和填埋试验探讨2种可生物降解膜在加工番茄农田中的降解特征和应用效果,以实现生物降解地膜替代普通膜解决新疆农田残膜污染问题。结果表明：Mater-Bi膜降解诱导期为45... 详细信息

以Mater-Bi可生物降解地膜和自制PBS完全生物降解膜为试材,通过覆膜和填埋试验探讨2种可生物降解膜在加工番茄农田中的降解特征和应用效果,以实现生物降解地膜替代普通膜解决新疆农田残膜污染问题。结果表明：Mater-Bi膜降解诱导期为45d左右,PBS诱导期为30d,在农田填埋90d后,Mater-Bi的重量降解率为96.3%,PBS膜降解率为44.45%,二者在土壤中的生物降解性好;2种降解膜局部降解后,膜下0-25cm各土层的地温均小于普通膜,以Mater-Bi黑色降解膜温度最低;2种降解膜提高了加工番茄的成熟度和单株果数,但单果重和产量降低,Mater-Bi膜处理产量降低2.16%,PBS膜处理减产7.08%,如果配套适宜的栽培措施并延长降解诱导期,生物降解地膜的应用效果会更好。

关键词：可生物降解膜降解性地温加工番茄产量

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淀粉基可生物降解膜的制备与表征

淀粉基可生物降解膜的制备与表征

作者：马征东北石油大学

学位级别：硕士

玉米是我国重要的农业作物,价格适宜,资源丰富,而且其作为天然高分子材料,具备生物降解性。将玉米淀粉作为可降解膜的原料对于缓解环境污染和石油危机的压力有重要意义。本文以玉米淀粉作为原料,乙酸为活化剂,乙酸酐为酷化剂,浓硫酸为... 详细信息

玉米是我国重要的农业作物,价格适宜,资源丰富,而且其作为天然高分子材料,具备生物降解性。将玉米淀粉作为可降解膜的原料对于缓解环境污染和石油危机的压力有重要意义。本文以玉米淀粉作为原料,乙酸为活化剂,乙酸酐为酷化剂,浓硫酸为催化剂,对玉米淀粉进行酯化改性,制备一定取代度的淀粉醋酸酯(SA)。通过单因素和正交实验优化了酯化淀粉的反应条件。采用红外光谱分析、差示扫描量热(DSC)分析、扫描电镜(SEM)观察手段对酯化淀粉进行表征。结果表明:温度75℃,时间1.5h,浓硫酸用量0.13mL,乙酸用量(乙酸和乙酸酐的体积比)为0.7的条件下,酯化淀粉的取代度可以达到0.45。酯化淀粉的红外光谱分析证明了乙酰基的成功引入;DSC分析证明了酯化淀粉的熔融温度随着取代度的升高而降低;SEM的微观结构观察可见酯化淀粉结构变得疏松多孔。聚乙烯醇(PVA)具有一定的生物降解性,而且其成膜性好,对淀粉的成膜性有改善作用。将一定取代度的酯化淀粉与PVA流延成膜。以力学性能为目标函数,单因素实验和正交实验优化成膜条件:反应物的质量比(SA:PVA)为4:6、温度为80℃、时间为2.0h。优化后拉伸强度为39.2MPa,断裂伸长率为4.26%。以透光性作为目标函数,单因素实验和正交实验优化制备共混膜的反应条件:反应物质量比(SA:PVA)为5:5,温度为85℃,时间为2.0h,酯化淀粉的取代度为0.05,此时膜的透光率为43.25%。土埋法考察膜的降解性,降解曲线表明:随着酯化淀粉取代度的提高,膜的降解率下降,但60天降解率仍然可达70%。膜的红外光谱分析证明了乙酰基的存在;DSC分析表明SA和PVA的相容性得到改善;SEM观察可见SA/PVA共混膜的表面结构变得立体疏松。添加了甘油的膜的SEM观察表明甘油对相容性有了更好的改善。

关键词：酯化淀粉可生物降解膜取代度正交实验表征

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淀粉基可生物降解地膜在烤烟生产中的应用

安徽农业科学 2010年第15期38卷 7824-7825页

作者：袁跃斌杨静刘圣高汪俊湖北省宜昌市烟草公司湖北宜昌443000

[目的]研究淀粉基可生物降解膜对烤烟产量、质量及保水效果的影响。[方法]采用田间试验方法。土壤水分测定采用国际GB7172-87方法,取C3F烟叶测定品质状况。[结果]参试淀粉基可生物降解膜在田间可维持膜功效35～45d;与常规膜比较,对烟叶... 详细信息

[目的]研究淀粉基可生物降解膜对烤烟产量、质量及保水效果的影响。[方法]采用田间试验方法。土壤水分测定采用国际GB7172-87方法,取C3F烟叶测定品质状况。[结果]参试淀粉基可生物降解膜在田间可维持膜功效35～45d;与常规膜比较,对烟叶产量和产值没有影响;但是田间降解速度过快且保水性略差于常规膜,对烟叶品质有一定影响。[结论]淀粉基可生物降解膜C型需要进一步优化调整配比,以减缓膜体降解速度。

关键词：烤烟淀粉基可生物降解膜

桑枝多糖的提取、活性及在可生物降解薄膜制备中的应用初探

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桑枝多糖的提取、活性及在可生物降解薄膜制备中的应用初探

作者：刘珊珊西南大学

学位级别：硕士

我国拥有较大的蚕桑产业,每年的冬剪夏伐都会产生大量废弃桑枝。嘉陵20号枝条数多,生物产量高,是中国主要的桑树栽培品种。本课题组前期已对其桑枝的小分子活性成分进行了较为系统的研究,为使其利用价值最大化,本论文主要研究其大分子... 详细信息

我国拥有较大的蚕桑产业,每年的冬剪夏伐都会产生大量废弃桑枝。嘉陵20号枝条数多,生物产量高,是中国主要的桑树栽培品种。本课题组前期已对其桑枝的小分子活性成分进行了较为系统的研究,为使其利用价值最大化,本论文主要研究其大分子多糖的提取、理化性质、生物活性及应用:首先在抗氧化活性指导下,确定嘉陵20号桑枝多糖(Mulberry twigs polysaccharides,MTPs)的最佳取材月份和提取条件;然后研究了MTPs的体外消化特性和对肠道微生物菌群的调节作用;最后以MTPs为功能成分开发了一款具有抗氧化活性的可生物降解薄膜,具体的研究内容及结果如下:1.不同月份MTPs的理化性质及抗氧化活性研究为研究取材时期对MTPs的理化性质和抗氧化活性的影响,采用煎煮法对分别于2021年6、8、10、12月在西南大学桑之源种质资源圃取材的嘉陵20号桑枝进行MTPs的提取,结果表明12月份MTPs得率最高(1.606 mg/g)、6月份MTPs得率最低(0.811 mg/g)。6月份MTPs的多糖(28.713%)、总多酚(2.205%)、总黄酮(5.220%)含量均为最高,总蛋白含量最低(0.764%)。10月份和12月份MTPs的分子量小于6月份和8月份。6月份和8月份MTPs的单糖组成及比例类似,与10月份和12月份MTPs的单糖组成差异较大。通过自由基及NO清除实验,对MTPs的抗氧化活性进行了评价,结果表明6月份MTPs清除OH自由基、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(Diammonium 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate),ABTS)自由基、1,1-二苯-2-苦基肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基、NO能力最强,半数抑制浓度(Half-inhibitory concentration,IC)分别为0.216、1.588、1.509、1.410 mg/m L。综上所述,此条件下6月份为获得抗氧化活性最优的MTPs的桑枝最佳取材月份。2.响应面优化提取MTPs为了探究提取条件对MTPs得率的影响,以MTPs的得率作为响应值,以提取料液比、温度、时间为实验的变量因素,基于单因素实验的结果,进行Box-Behnken的中心组合设计,进行三因素(提取料液比、提取时间、提取温度)三水平(低、中、高)实验。最终确定煎煮法提取MTPs的最佳条件为:提取料液比为22 m L/g,提取时间为3 h,提取温度为92℃,MTPs的得率为2.000%。***的体外模拟消化及对肠道微生物的影响为了研究MTPs对肠道微生物的影响,首先通过体外模拟口腔、胃和小肠的消化实验,研究MTPs在消化过程中的变化,结果表明MTPs在体外消化过程中分子量没有改变,未释放出游离单糖,且消化前后消化液中还原糖含量基本不变。综合来看,MTPs在消化系统中不会被消化从而顺利到达大肠。继而利用体外厌氧发酵模型和高通量测序技术研究了MTPs对肠道菌群的影响。结果显示不可消化的MTPs进入大肠后可以调节肠道微生物的组成,在门水平上大大降低了拟杆菌门的丰度并显著提高了放线菌门的丰度。在属水平上气球菌属、拟杆菌属、副杆菌属的丰度有较大幅度的降低;而双歧杆菌属和乳杆菌属和的丰度明显增加。随着发酵时间的增加,短链脂肪酸(Short chain fatty acids,SCFAs)产生并使发酵液的p H值由8.30下降到6.42。总的来说,MTPs可以开发为功能性食品组分来调节肠道微生态。***-CMC-Na膜的制备与表征基于羧甲基纤维素钠(Sodium carboxymethylcellulose,CMC-Na)和MTPs都具有可生物降解特性,进一步制备了以MTPs作为抗氧化功能组份,CMC-Na为基质的可生物降解薄MTPs-CMC-Na,并对其机械性能、光学性能、热力学性能与抗氧化活性进行了研究。结果表明,与空白对照膜相比,随着MTPs含量的增加,MTPs-CMC-Na可生物降解膜的厚度没有显著变化,薄膜的含水率呈先减小后增加的趋势;薄膜的溶胀率增加;断裂伸长率(Elongation at break,EB)显著降低,拉伸强度(Tensile strength,TS)显著升高(p生物相容性较好,薄膜表现出均匀致密的结构。傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrosc

关键词：桑枝多糖抗氧化活性肠道健康可生物降解膜

冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜对牛肉冷藏保鲜效果的影响

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食品与发酵工业 2024年第10期50卷 32-39页

作者：孙保龙赵喜亚于鸿伟张玉斌甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃兰州730070 甘肃汇利泽农牧科技有限公司甘肃武威733000

为开发具有保鲜效果且可生物降解的复合膜,该试验以纳米SiO_(2)和马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidizes hydroxypropyl starch,POHS)为成膜基材,采用反复冻融方法制备改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜。研究了不同冻融次数对复合膜性能的影... 详细信息

为开发具有保鲜效果且可生物降解的复合膜,该试验以纳米SiO_(2)和马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidizes hydroxypropyl starch,POHS)为成膜基材,采用反复冻融方法制备改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜。研究了不同冻融次数对复合膜性能的影响和3种保鲜处理(冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜覆盖、聚乙烯保鲜膜覆盖和不覆盖膜)冷藏对牛肉保鲜效果的影响。结果表明,当反复冻融4次时,复合膜拉伸强度达到最大值17.02 MPa,透明度降低95.17%,水蒸气透过系数降低33.92%,透油系数降低27.84%(P膜孔径变小,表面结构致密。将不同保鲜处理的牛肉在4℃条件下贮藏18 d,随时间的延长,发现用聚乙烯保鲜膜处理和冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜处理可显著减缓牛肉pH值、菌落总数、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)值、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值的上升(P膜组,冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜组的pH值、TVB-N值、TBARS值都最低且感官评分始终优于聚乙烯保鲜膜组。说明冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜处理能有效延长牛肉保质期。

关键词：马铃薯氧化羟丙基淀粉纳米二氧化硅反复冻融牛肉保鲜可生物降解膜

载银纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜的制备及性能表征

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食品与发酵工业 2024年第23期50卷 114-122页

作者：孙保龙李彩云张玉斌张丽甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃兰州730070

为开发具有抑菌效果且可生物降解的复合膜,该文以胶原蛋白肽为基材,经硫酸铵水解微晶纤维素制备的纳米纤维素中加入AgNO 3溶液,原位还原制备的载银纳米纤维素作为强化剂,制备了一种综合性能良好的载银纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜。采... 详细信息

为开发具有抑菌效果且可生物降解的复合膜,该文以胶原蛋白肽为基材,经硫酸铵水解微晶纤维素制备的纳米纤维素中加入AgNO 3溶液,原位还原制备的载银纳米纤维素作为强化剂,制备了一种综合性能良好的载银纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜。采用响应面法优化不同纳米纤维素添加量、NaCl添加量、pH和反应温度对纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜机械性能的影响。测定不同纳米银含量的复合膜的拉伸强度等物理指标,并通过傅里叶红外光谱分析、扫描电镜等对其结构进行表征。结果表明,当纳米纤维素添加量3.34%(质量分数)、NaCl添加量5.35%(质量分数)、pH值为7.1、加热温度41℃时,所得复合膜拉伸强度为12.25 MPa。当纳米银理论质量占纳米纤维素质量的6%时,该复合膜拉伸强度为18.17 MPa,相较于纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜,拉伸强度提升了64.28%,同时,断裂伸长率降低了31.58%,不透明度增加了95.15%,水蒸气透过系数降低了40.86%。综上所述,载银6%的纳米纤维素能有效提升载银纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜的综合性能。

关键词：牛皮胶原蛋白肽纳米银纳米纤维素载银纳米纤维素可生物降解膜

纳米SiO_(2)-马铃薯氧化羟丙基淀粉复合膜的制备及性能表征

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食品与发酵工业 2023年第1期49卷 116-123页

作者：赵喜亚杨伟潘胜山邓海涛张伟张玉斌甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃兰州730070 升辉新材料股份有限公司江苏江阴214400 临洮县畜牧兽医技术服务中心甘肃定西730500 甘肃康美现代农牧产业集团有限公司甘肃临夏回族自治州731500

以新型材料马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidizes hydroxypropyl starch,POHS)为基材,纳米SiO_(2)为增强剂,制备一种综合性能良好的纳米SiO_(2)-POHS复合膜。研究纳米SiO_(2)添加量、乳酸钙的添加量、糊化温度、糊化时间对POHS膜机械... 详细信息

以新型材料马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidizes hydroxypropyl starch,POHS)为基材,纳米SiO_(2)为增强剂,制备一种综合性能良好的纳米SiO_(2)-POHS复合膜。研究纳米SiO_(2)添加量、乳酸钙的添加量、糊化温度、糊化时间对POHS膜机械性能的影响,并结合响应面设计试验,探讨各因素之间的交互作用,得出复合膜制备的最佳工艺配方。通过傅里叶红外光谱分析、扫描电镜、X-射线衍射分析对膜结构进行表征,并测定其不透明度,水蒸气透过率,透油系数等物理指标。结果表明,当纳米SiO_(2)添加量为15%(质量分数),糊化温度85℃,乳酸钙添加量为3%(质量分数),糊化时间70 min时,复合膜的拉伸强度为14.72 MPa。所制得的复合膜厚度降低了15.79%,不透明度增加了83.54%,水蒸气透过系数降低了37.91%,透油系数降低了38.04%。综上,纳米SiO_(2)的加入能够有效提高膜的综合性能。

关键词：可生物降解膜马铃薯氧化羟丙基淀粉纳米SiO_(2) 复合膜机械性能

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PBS及其复合膜的制备及应用研究进展

中国塑料 2023年第10期37卷 24-33页

作者：马志蕊尹甜蒋志魁杨璠祝孟珂杨洋韩宇翁云宣张彩丽北京工商大学化学与材料工程学院塑料卫生与安全质量评价技术北京市重点实验室北京100048 中国神华煤制油化工有限公司北京100011

综述了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共混物的制备及应用进展。目前国内外PBS的合成工艺主要有直接酯化法、酯交换法和扩链法。PBS的耐热性好、力学性能优良,是可完全生物降解的脂肪族聚酯,能从根本上解决塑料白色污染的重要材料之一。PBS... 详细信息

综述了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共混物的制备及应用进展。目前国内外PBS的合成工艺主要有直接酯化法、酯交换法和扩链法。PBS的耐热性好、力学性能优良,是可完全生物降解的脂肪族聚酯,能从根本上解决塑料白色污染的重要材料之一。PBS与脆性可降解聚酯共混可以提高其韧性和生物降解性;通过与其他可再生资源如热塑性淀粉、木薯淀粉、开心果壳粉共混可以提高刚性和熔点,改善力学性能的同时降低成本;与少量无机填料如碳酸钙、二氧化硅等共混不仅可以降低PBS的价格还可以改善PBS的性能。PBS目前主要应用于包装材料、农林业用品、日用杂品、纺织业及医用制品中。PBS作为薄膜应用时其力学性能及气体阻隔性能是两项重要的指标,所以重点总结了对PBS复合膜的力学和阻隔性能的改善研究进展。最后对PBS未来的研究和发展方向进行了展望,指出PBS生产技术应该向综合性能高、成本低和绿色环保方向发展。

关键词：聚丁二酸丁二醇酯可生物降解膜共混改性应用

多肽在聚乳酸（PLA）膜上的共价固定及其在牛肉冷藏保鲜的应用研究

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多肽在聚乳酸（PLA）膜上的共价固定及其在牛肉冷藏保鲜的应用研究

作者：黄泳斐上海海洋大学

学位级别：硕士

牛肉营养丰富,味道鲜美,深受消费者的喜爱。牛肉在屠宰、加工以及运输过程中容易受到环境中微生物的污染,以及由于自身酶引起的蛋白质降解和脂肪氧化的作用,导致牛肉最终的腐败变质。抗菌包装因含有抑制微生物生长的抗菌剂,可以减缓食... 详细信息

牛肉营养丰富,味道鲜美,深受消费者的喜爱。牛肉在屠宰、加工以及运输过程中容易受到环境中微生物的污染,以及由于自身酶引起的蛋白质降解和脂肪氧化的作用,导致牛肉最终的腐败变质。抗菌包装因含有抑制微生物生长的抗菌剂,可以减缓食品的腐败,延长食品货架期,因此备受关注。本文选用两种具有抗菌性能的接枝薄膜对生鲜牛肉进行低温保藏。首先通过流延法制备得到聚乳酸(PLA)薄膜,然后使用等离子体处理对PLA膜表面进行改性,以生成羧基基团,之后将抗菌多肽乳酸链球菌素(Nisin)或ε-聚赖氨酸(ε-PL)通过共价键接枝在经过等离子体改性PLA膜的表面,最后将接枝薄膜应用于牛肉的保鲜实验。本文初步探讨了接枝的抗菌剂对薄膜基材性能的影响以及接枝薄膜的抑菌效果,探究了接枝薄膜对牛肉贮藏的保鲜效果。主要研究内容和成果如下:(1)对薄膜进行了基本性能的测试。检测薄膜的机械性能、光学性能和阻隔性能,使用扫描电镜以及原子力显微镜观察薄膜的微观结构,使用傅里叶变换红外光谱仪表征薄膜的特征峰、采用接触角分析薄膜亲水性以及测定薄膜表面羧基含量和蛋白质含量。结果表明,接枝薄膜的机械性能和光学性能较PLA膜有所下降。接枝薄膜对氧气和水蒸气的阻隔性能有一定程度的改进。扫描电镜图像显示纯PLA膜表面光滑,经等离子体处理膜表面粗糙,接枝薄膜表面出现许多突起的物质。原子力显微镜图像显示PLA薄膜的粗糙度最小,接枝薄膜粗糙度明显增大。聚乳酸薄膜的接触角最大,接枝薄膜的接触角比PLA膜小,呈现亲水性。傅里叶变换红外光谱图显示了3433 cm处新出现了与氨基相关的特征峰。等离子体处理膜上羧基的浓度最高,Nisin-g-PLA膜上的羧基浓度较ε-PL-g-PLA膜上的羧基浓度小。通过表面蛋白质的定量分析发现,膜表面上大部分的Nisin或ε-PL都与羧基发生共价键合,表面上几乎不存在游离的Nisin或ε-PL。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜等多项指标综合表明,Nisin和ε-PL已成功接枝在薄膜表面。(2)对接枝薄膜进行抑菌性能的研究。本文对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果进行研究,结果显示与未修饰的PLA膜相比,两种接枝膜对这两种菌的抑菌效果不同,ε-PL-g-PLA膜的抑菌效果不及Nisin-g-PLA膜。电镜观察细菌细胞形貌表明PLA膜上的金黄色葡萄球菌呈现饱满的小圆球状,Nisin-g-PLA膜表面的金黄色葡萄球菌形貌遭到破坏,ε-PL-g-PLA膜上的金黄色葡萄球菌呈现出凹陷的状态。激光共聚焦镜观察薄膜表面活、死细菌的分布情况表明PLA膜上粘附的金黄色葡萄球菌的活菌量多,而接枝薄膜的活菌较PLA膜变少,且菌体团聚的现象有所减少,其结果与扫描电镜分析相吻合。(3)将PLA膜和接枝膜对牛肉进行4℃低温贮藏。在0-15天的贮藏期间,每隔一天对牛肉的各项基本指标进行测试,包括汁液流失率、质构、pH、色差、挥发性盐基氮(TVB-N)以及特定腐败菌和菌落总数。结果表明,接枝薄膜可以减缓牛肉的汁液流失率,其中,Nisin-g-PLA膜中鲜牛肉的汁液流失率在整个贮藏期间均低于PLA膜和ε-PL-g-PLA膜。ε-PL-g-PLA膜和Nisin-g-PLA膜可以缓解牛肉硬度下降以及黏度上升的趋势。接枝薄膜比PLA膜具有更好的延迟牛肉p H增长的效果。a*、L*和b*值的综合趋势表明,接枝膜对牛肉色泽起到稳定作用。PLA膜中的牛肉在第11天达到了新鲜牛肉TVB-N的允许限量值,而ε-PL-g-PLA膜在第14天和Nisin-g-PLA膜在第15天达到16 mg N/100g。通过牛肉保鲜实验表明接枝薄膜有效的破坏了微生物结构,抑制了微生物的生长,使接枝膜保鲜的鲜牛肉拥有更长的货架期。结果表明,共价固定的抗菌包装保鲜膜对鲜牛肉货架期的延长和质量的保持具有积极影响。因此,共价固定的抗菌包装系统可以作为未来一种新颖的食品保鲜方法。

关键词：活性抗菌膜共价固定可生物降解膜等离子体处理多肽