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作者:张子桐;张源;王淼;李娟;张东杰;
单位:黑龙江八一农垦大学食品学院;黑龙江省农产品加工与质量安全重点实验室;国家杂粮工程技术研究中心;
摘要:本研究旨在开发具有缓释性能的抗菌膜,并探讨其释放动力学特性。以稻草秸秆纤维素(Rice straw cellulose,RSC)、高直链玉米淀粉(High amylose corn starch,HACS)、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)和甘油(Glycerin,GLY)为成膜基质,通过埃洛石纳米管(Halloysite Nanotubes,HNT)负载牛至精油(Oregano Essential Oil,OEO),制备不同HNT-OEO含量的缓释抗菌膜(HNT-OEO/HPRG)。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、热重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)和傅里叶变换红外光谱(FourierTransform Infrared Spectroscopy,FTIR)结果表明,HNT-OEO与基质材料之间通过氢键形成了良好的相容性。性能测试显示,当HNT-OEO添加量为6%时,HNT-OEO_3/HPRG膜的拉伸强度达43.24 MPa,断裂伸长率为102.33%,水蒸气透过量为278.38 g/m~2·24 h。通过拟合零级、一级、Higuchi和Ritger-Peppas释放动力学模型及抑菌实验,发现HNT-OEO_3/HPRG膜的释放行为符合一级动力学模型(R~2>0.95)。与OEO/HPRG膜相比,HNTOEO_3/HPRG膜显著延长了OEO的释放时间(P<0.05),实现了长效抑菌效果。本研究结合实验数据和理论分析,为基于HNT负载植物精油的缓释抗菌膜的开发提供了重要支持,同时拓展了天然抗菌剂在包装材料领域的应用前景。
关键词:埃洛石纳米管;;牛至精油;;稻草秸秆纤维素;;缓释抗菌膜;;膜性能;;控释抗菌
基金资助:国家重点研发计划项目子课题(2023YFD1202705-6);; 黑龙江省优势特色学科建设平台项目;; 黑龙江八一农垦大学“三纵”基础培育(自然)项目(ZRCPY202213);黑龙江八一农垦大学研究生创新科研项目(YJSCX2023-Y46)