茶多酚对PBSPLA共混材料功能特性的影响研究.doc

茶多酚对PBS/PLA共混材料功能特性的影响研究食品氧化变质是导致食品品质下降的一个重要原因,为防止氧化,传统的方法是在食品中直接添加抗氧化剂或防腐剂,然而,随着人们对食品安全认识逐渐提高,这种方式越来越被消费者排斥。研究人员提出了新的抗氧化方法,即食品抗氧化包装,将抗氧化剂预先添加到包装材料中,与被包装的食品接触时,这些抗氧化活性成分会持续的逐渐释放到食品中达到保护食品质量,延长食品货架期的目的。本研究中,以茶多酚(TP)为天然抗氧化剂,生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为主要基材制备了一种新型食品抗氧化包装材料。实验通过双螺杆挤出制得PBS+TP1.5、PBS+TP3、PBS90/PLA10+TP1.5、PBS80/PLA20+TP1.5和PBS70/PLA30+TP1.5共5种不同组分的粒料,然后对粒料进行压片制得最终的抗氧化包装片材,研究了茶多酚添加比例和基材的聚合物共混比例对抗氧化片材物理性能、缓释性能和抗氧化性的影响。主要研究内容和研究成果如下:1.PBS自身压片后颜色为纯白色,添加了茶多酚之后,PBS+TP1.5和PBS+TP3的颜色明显改变,从乳白色变成棕色;使用PLA改性基材,PBS90/PLA10+TP1.5和PBS80/PLA20+TP1.5的亮度变暗且PBS90/PLA10+TP1.5表面有白色斑点,而PBS70/PLA30+TP1.5颜色基本不变,仍为乳白色。2.茶多酚加入后PBS的力学性能变差,拉伸强度从17.54Mpa下降至14.03Mpa,断裂伸长率从90%左右下降至6%左右;加入PLA之后,片材的拉伸强度先升后降,基材中PLA添加比例为20%时(PBS80/PLA20+TP1.5)有最大值16.69Mpa,而断裂伸长率变化幅度很小,可视为没有影响。3.与PBS相比,随着茶多酚添加比例增大,片材结晶峰宽变窄,说明茶多酚颗粒起到异相成核剂作用,提高了PBS结晶的规整性,而材料整体结晶度变化不大;加入PLA之后,材料结晶度降低,通过X-RD没有发现新的衍射峰。4.在不同的食品模拟液中,茶多酚缓释和DPPH清除率随时间变化规律大体一致,缓释均为初始数天内快速释放,到达平衡浓度后释放速度大幅减慢;DPPH清除率在1d内快速增加,1d时即达到平衡之后上下波动在10d有最大值。5.在水性、高酒精类和脂肪类食品模拟液中,所有片材茶多酚释放率均在5d到达平衡,缓释速度较快;酒精类食品模拟液稍慢,在10d所有片材茶多酚释放率到达平衡;酸性食品模拟液最慢,平衡点在20d。PBS+TP1.5、PBS+TP3、PBS90/PLA10+TP1.5和PBS80/PLA20+TP1.5在酒精类食品模拟液(10%乙醇)中释放率最高,最大值分别为3.29%、3.89%、8.65%和7.02%;PBS70/PLA30+TP1.5在高酒精类食品模拟液(50%乙醇)中释放率最高,最大值为1.13%。6.在PBS/茶多酚二元体系中,茶多酚添加比例与茶多酚释放浓度、抗氧化能力正相关;PLA改性PBS基材后对茶多酚释放率影响十分明显,随添加比例增加释放率先升后降,在10%时释放率最大,而对抗氧化能力基本没有影响。在所有食品模拟缓释实验中,PBS+TP3的茶多酚释放浓度、释放率和DPPH清除率均最高,PBS70/PLA30+TP1.5的茶多酚释放浓度、释放率和DPPH清除率均最低。7.实验检测了不同时间点食品模拟液的DPPH清除率来分析材料的抗氧化能力,并与茶多酚浓度做相关性分析。结果表明,5种材料均可以在不同的食品模拟液中起到抗氧化作用,在同一种材料中抗氧化能力与茶多酚浓度存在相关性,r值基本在0.5-0.8之间。在酒精类(10%乙醇)、高酒精类(50%乙醇)和脂肪类(95%乙醇)食品模拟液中,所有片材的抗氧化能力均随乙醇组分增大而下降,其中PBS+TP3下降幅度最小。