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罗布麻纳米纤维素基水凝胶质保鲜材料的制备及性能研究

罗布麻纳米纤维素基水凝胶质保鲜材料的制备及性能研究

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作者：王晨玫孜新疆大学

学位级别：硕士

为了提高传统保鲜材料的可降解性和生物相容性能,以壳聚糖基水凝胶作为基底,通过具有抗菌性能的罗布麻提取高长径比的纳米纤维素(CNFs)用于增强材料弥补水凝胶的机械性能,利用沙棘果中抗氧化物质作为植物源防腐剂,实现可目的性释放的绿... 详细信息

为了提高传统保鲜材料的可降解性和生物相容性能,以壳聚糖基水凝胶作为基底,通过具有抗菌性能的罗布麻提取高长径比的纳米纤维素(CNFs)用于增强材料弥补水凝胶的机械性能,利用沙棘果中抗氧化物质作为植物源防腐剂,实现可目的性释放的绿色环保保鲜材料的制备,剖析了保鲜材料中纳米纤维素增强机理以及水凝胶质材料包覆沙棘提取物后的释放行为和保鲜机制。提供了新型保鲜材料的制备工艺和植物源防腐剂与水凝胶质协同作用的机理分析,为植物源纳米增强材料和防腐保鲜剂的选择上提供了新的思路,同时开拓了本地特色原材料的应用前景。具体内容如下:(1)以CNFs为增强材料制备复合水凝胶,通过SEM、FTIR、应力应变测试、溶胀测试和抗菌测试,探究了CNFs在复合水凝胶中的增强机理以及对溶胀、p H敏感和抗菌性能的影响。添加CNFs后复合水凝胶抗压强度提高了近20%,膨胀能力达到140%。并对复合材料具有良好的力学和抗菌增强作用,为合理选择不同形状和长宽比的增强材料提供了新的参考。(2)为提取沙棘中有效抗氧化保鲜成分作为植物源防腐剂,通过正交优化实验,确定超声波提取的最优工艺参数为提取温度为25 min、乙醇浓度为70%、提取时间为30 min和超声功率为200 W,得率可达到4.52 mg·g,采用SEM、FTIR、DPPH、ABTS和清除OH自由基测试,针对水凝胶对SBT的稳定包封效率进行了探究,表明沙棘复合水凝胶横截面呈现良好的三维多孔结构,具有良好的封装性和稳定性,被评价是一种可靠的封装保鲜剂的包封方式。(3)以沙棘复合水凝胶为功能层复合非织造布,制备复合水凝胶质非织造布,通过对形貌、阻隔性、释放行为、抗氧化、保鲜性和抗菌性的测试,探究了植物源防腐剂在复合水凝胶质中的保鲜机制和释放机理。表明SBT的加入使得阻隔性增强且抗氧化性显著提高;在18天的释放行为中,在酸性条件下最大累计释放百分比可达67.84%;有较好的抑菌性能;添加30 vt%SBT的复合水凝胶质非织造布15天综合保鲜能力最佳,展现出优异的保鲜能力。综上所述,本研究通过对本地特色植物的进一步应用,完成了罗布麻和沙棘从普通原料到植物源功能材料的转变,实现了罗布麻/沙棘功能材料引入水凝胶质保鲜材料后的协同增效能力,基本摆脱传统保鲜包装材料对化学质防腐抗菌剂的依赖,成功制备新型水凝胶质保鲜材料,为保鲜材料的发展和植物源功能材料的深度应用提供新思路。

关键词：罗布麻纳米纤维素沙棘提取物水凝胶保鲜机理 pH响应性

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