基于淀粉由纳米棒和含迷迭香提取物的PVA电纺垫构成的活性双层膜

　　Food Hydrocoll.：基于木薯淀粉由ZnO纳米棒和含迷迭香提取物的PVA电纺垫构成的活性双层膜
　　DOI:10.1016/j.foodhyd.2020.106054 活性包装是保存敏感产品（特别是食品）并延长其保质期的方法。在这项研究中，以可生物降解的聚合物为原料，开发了一种具有抗氧化和抗菌活性的新型双层薄。外层由热塑性淀粉和通过平模挤压获得的氧化锌纳米棒（TPS-ZnO）的复合膜组成，内层是含有迷迭香多酚（PVA-RE）的聚乙烯醇电纺垫。外层中的ZnO纳米棒抑制了大肠杆菌在其表面的生长，而PVA-RE垫中含有的迷迭香多酚在食品模拟物D1（水醇溶液）中的抗氧化活性为33.5 µmol TE/g（通过DPPH分析评估）。此外，PVA-RE内层阻碍了Zn（II）从TPS-ZnO向食品模拟物D1的迁移。与TPS膜相比，在TPS-ZnO膜上添加PVA-RE层可使杨氏模量、断裂应力和应变以及拉伸韧性提高50-100％，并使水蒸气渗透率降低42％。这项工作为开发用于先进包装应用的双功能活性材料提供了一种新的方法。
　　图1：双层活性膜的制备过程示意图。通过挤出（缝模）和压延获得含有ZnO纳米棒的热塑性淀粉膜。通过静电纺丝和随后的热压将含迷迭香提取物的PVA纳米纤维薄层添加到表面上。
　　图2：ZnO纳米棒的SEM图像（a）及其长度（b）和宽度（c）分布，PVA纳米纤维的SEM图像（d）及其直径分布（e）。
　　图3：（a）分别为热压之前和之后（i）TPS、（ii）TPS-ZnO和（iii-iv）TPS-RE/PVA-RE的外观；（b）热压后TPS-ZnO/PVA-RE表面的SEM图像；（c）没有TPS层热压后PVA-RE表面的SEM图像。热压后（d）TPS、（e）TPS-ZnO和（f）TPS-ZnO/PVA-RE的低温断裂表面的SEM图像。
　　图4：（a）不同薄膜的X射线衍射图和（b）FTIR光谱。为了比较，其中包括PVA-RE测量。
　　图5：不同材料的TGA曲线。含ZnO纳米棒的薄膜中淀粉增塑剂的降解延迟。
　　图6：所开发材料的代表性应力-应变曲线。掺入ZnO纳米棒会导致较高的杨氏模量和断裂应力，而掺入PVA-RE纳米纤维则会增加断裂伸长率。
　　图7：（a）食品模拟物D1（氢乙醇溶液）和D2（植物油）中的抗氧化活性；（b）对大肠杆菌的抗菌测试。在（b）中，结果以对数标度表示。
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