基于多层复合控释技术的PP_PVA_PP活性包装复合薄膜制备分析及其应用研究

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1、上海海洋大学博士学位论文学校代码：10264研究生学号：D140202022上海海洋大学博士学位论文基于多层复合控释技术的PP/PVA/PP题目：活性包装复合薄膜制备分析及其应用研究StudyonthePreparationandApplicationofPP/PVA/PPActive英文题目：PackagingFilmbasedonMultilayerControlledReleaseTechnology专业：食品科学与工程研究方向：食品包装与保鲜技术姓名：陈晨伟指导教师：谢晶二O一八年五月十五日上海海洋大学博士学位论文

2、论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期:年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

3、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期:年月日日期:年月日上海海洋大学博士学位论文基于多层复合控释技术的PP/PVA/PP活性包装复合薄膜制备分析及其应用研究摘要随着人们对食品品质和安全性要求的提高，各种新型包装技术不断发展，活性包装薄膜便是其中一种非常具有发展潜力的包装技术。不可降解塑料包装材料引起的日益增加的环境问题，使可生物降解包装材料成为了国内外的研究热点。聚乙烯醇（Poly(vinylalcohol)，PVA）是一种多羟

4、基、生物相容性好的合成高分子聚合物，具有优异的成膜性、透明性、气体阻隔性、可降解性等优点，但是PVA分子链中含较多羟基，对水分敏感，薄膜阻隔性能会随相对湿度的增加而急剧下降，这限制了其在许多领域的应用，也是扩大聚乙烯醇薄膜在包装应用中的主要障碍。本课题将PVA薄膜的疏水改性与抗菌、抗氧化功能性包装薄膜开发相结合，首先联合硼酸和纳米蒙脱土（Montmorillonite，MMT）对PVA进行改性，制得综合性能优化的PVA薄膜，研究了MMT对PVA薄膜结构、力学、阻隔性等性能的影响；再以茶多酚为活性物质，制得具有抗菌、抗氧化功

5、能的PVA活性薄膜，研究了茶多酚对薄膜结构、力学、阻隔性、抗氧化、抗菌等性能的影响；接着将疏水性薄膜聚丙烯（Polypropylene，PP）作为内层材料，通过干式复合工艺制得PP/PVA/PP活性包装复合薄膜，同时通过在内层薄膜上的微孔设计来调节内层薄膜的透过性，以达到控释目的，研究了微孔孔径大小对复合薄膜结构、力学、阻隔性、抗氧化、抗菌等性能的影响；然后通过释放试验研究了单层PVA薄膜和PP/PVA/PP复合薄膜中茶多酚向不同食品模拟物中的释放行为，分析了微孔孔径大小对茶多酚释放性能的影响，并利用动力学模型对茶多酚释放

6、行为进行表征，揭示了单层PVA薄膜和PP/PVA/PP复合薄膜中茶多酚向不同食品模拟物中的释放规律；最后将不同的单层PVA活性薄膜及复合薄膜应用于带鱼的保鲜包装，研究了不同薄膜包装对冷藏期间带鱼肉品质特性的影响。主要研究结果如下：1.联合硼酸和MMT改性PVA薄膜，获得综合性能较好的成膜配方。（1）PVA、硼酸和MMT通过化学交联、氢键存在相互作用。MMT在PVA薄膜中总体上分散良好，主要呈剥离状态，但也存在少量插层结构，且数量随MMT含量的增加而增加；（2）薄膜相关性能随着薄膜中MMT含量的变化而变化，随着MMT含量的增

7、1上海海洋大学博士学位论文加，薄膜有变暗、变黄色的趋势，透明度下降，耐水性和热稳定性得到了提高。当MMT含量从0%增加到3%时，薄膜抗拉强度、水蒸气和氧气阻隔性增加，但当MMT含量继续从5%增加到7%时，MMT在薄膜结构中的局部团聚现象使这些性能略有下降；（3）综合比较，含5%硼酸和3%MMT的PVA薄膜在所有薄膜中综合性能最好，表明在经硼酸改性的PVA薄膜中加入适量MMT可以进一步提升薄膜相关性能，可以扩大其在包装中的应用。2.在薄膜改性的基础上，研究了茶多酚对PVA薄膜性能的影响。（1）茶多酚在PVA薄膜中分散均匀，未

8、观察到团聚现象。MMT在薄膜结构中的状态未受到茶多酚的加入而产生明显变化，总体上分散良好，主要呈剥离状态，但也存在少量插层结构；（2）FTIR测试结果表明茶多酚和PVA之间存在相互作用。薄膜相关性能随着薄膜中茶多酚含量的变化而变化，随着茶多酚含量的增加，薄膜有变暗、变黄绿色的趋势，透明度下降，抗拉强度增