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    2024年1月1日 行業動態:
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    專題論述

    PLA/PBAT 復合膜在食品包裝中的應用前景

    發布時間:2023/9/18 14:17:41 來源:環球聚氨酯網

    PLA/PBAT復合膜具有機械強度優、阻隔性強、可降解等特點,可以作為新型食品包裝材料來代替聚乙烯PE等傳統的食品包裝材料,同時在PLA/PBAT復合膜中添加活性因子,可以有效延長食品貨架期,減少食品在貯藏期間的營養價值損失。目前,有關PLA/PBAT復合膜在食品包裝中研究中的應用主要集中在氣體選擇透過性、抗菌性及食品貯藏保鮮等相關方面。

    氣體選擇透過性

    隨著消費者追求高品質的食品體驗,食品包裝膜對氧氣及水蒸氣的阻隔性能被予以較高的要求。

    《化工新型材料》Shankar等研究發現含有7%葡萄籽提取物的 PLA/PBAT 共混薄膜,具有很好的紫外光阻隔性能,同時將該薄膜應用于洋蔥包裝中,發現共混膜具有較高的透濕性和氣體選擇透過性,可有效防止包裝膜起霧。

    天津科技大學蔣佳男將添加 BHT 的 PLA/PBAT 膜應用于鮮榨米保鮮中,研究發現該薄膜具有較好的機械性能,CO2 透過率和水蒸氣透過率均較低,同時能夠抑制亞油酸等不飽和脂肪酸的氧化,不僅較好的維持了鮮榨米的品質而且延緩了其營養價值的降低。

    《包裝與食品機械》張倩等將 PBAT 加入到 PLA/PHB 的共混薄膜中,結果表明,復合薄膜的拉伸強度有所下降,但斷裂伸長率呈增長趨勢,且薄膜的透氧性和透濕性有所改善。

    基于 PLA/PBAT 復合膜具一定的氣體選擇透過性,對內部的 O2 和 CO2 具有很好的調節作用。根據不同成分的添加,PLA/PBAT 復合膜氣體選擇透過性有所不同,如添加了葡萄籽提取物的 PLA/PBAT 復合膜,具有較高的透濕性和氣體選擇透過性,可有效防止包裝膜起霧,使其在果蔬包裝上具有較好的應用前景。當 PLA/PBAT 復合膜中添加 BHT,膜阻隔性能有所提高,未來可考慮應用于糧食的保鮮包裝,以減少營養價值損失,延長貨架期。

    抗菌性能

    良好抑菌、抗菌效果是延長食品貨架期的關鍵因素。

    Shankar等發現含氧化鋅納米顆粒的 PLA/PBAT 薄膜對大腸桿菌和單核細胞增生李斯特菌具有較強的抗菌活性,有效延緩了菌落總數的增加,且對革蘭氏陰性菌的抗菌活性強于革蘭氏陽性。

    Cardoso等發現含有牛至精油的 PBAT 薄膜具有抗菌和抗氧化活性,薄膜可有效減少總大腸菌群、金黃色葡萄球菌及嗜冷微生物的數量,并對革蘭氏陰性菌有更好的抗菌功效,薄膜的抗菌、抗氧化活性也隨著牛至精油濃度的升高而增強。

    Raja Venkatesan等發現以不同比例氧化銀制備的 PBAT/氧化銀復合薄膜對金黃色葡萄球菌具有明顯的抑菌性,且抑菌性能與氧化銀含量成正比。目前,PLA/PBAT 復合膜抗菌活性的相關研究較少,主要集中在 PBAT 為單一基材保鮮膜的相關應用。因而,PLA/PBAT 復合膜抗菌性能的研究將受到更為廣泛的關注。

    基于 PLA/PBAT 共混物可與氧化銀、氧化鋅等金屬顆?;蛑参锞偷仍匣旌现苽浠钚詮秃夏?,該復合膜具有良好的抗菌活性,可有效延緩食品腐敗,減少其營養價值損失,提升食品在儲藏期的質量和安全性,是一種綠色的食品保鮮技術,在冷鮮肉及水產品中應用將是未來的發展趨勢,在延長冷鮮肉和水產品貨架期和提高品質保鮮方面具有很大的應用潛力。

    貯藏保鮮性能

    PLA/PBAT 復合膜具有較好的紫外屏蔽功能,同時可降低食品中水分含量及水分活度,在生鮮果蔬貯藏中可有效降低水分和營養損失,延長貨架期,提高感官品質。

    WANG等研究發現 PLA/PBAT 共混膜具有很高的紫外屏蔽功能,可有效防止馬鈴薯的綠化。

    浙江大學張沛宇等人研究發現 PLA/PBAT 植物可降解材質包裝袋對小白菜有較好的貯藏效果,因復合薄膜結構中存在微孔區域,該微孔可以促進水分從內部擴散到薄膜表面,從而適當降低食品中的水分含量和水分活度,同時該復合膜可有效抑制小白菜貯藏期間葉綠素和抗壞血酸的降解。

    吉林農業大學張九天采用 PLA/PBAT 制備食品保鮮連卷袋,研究發現共混保鮮袋中 PLA 含量越高,保鮮袋封合強度越低,加入 PBAT 可提高連卷袋的封合強度,且該保鮮袋易降解,安全無污染。

    未來可利用 PLA/PBAT 復合膜保鮮的優勢,根據果蔬的種類、生理差異等,研制適合不同果蔬品種性能優越的 PLA/PBAT 復合膜。此外,多種保鮮技術聯合已發展成為延長食品保質期的有效策略,未來可將 PLA/PBAT 復合膜保鮮與物理保鮮等其他保鮮技術聯合使用,充分發揮多種保鮮技術的協同作用。

    基于 PLA/PBAT 活性復合膜具有較好的氣體調節作用,根據添加物不同可以實現高阻隔性或良好的氣體透過性。同時,該復合膜具有一定的抑菌作用,有效延長了食品的保質期,在生鮮果蔬貯藏中等食品中起到很好的保鮮作用,可作為生鮮食品在長途運輸、深海遠航等場景使用的包裝材料,以確保生鮮類食品的品質及口感。因此 PLA/PBAT 活性復合膜將在食品包裝領域發揮重要作用。

    結語

    與傳統食品包裝材料相比,PLA/PBAT 活性包裝材料環??山到馇野踩?,作為生鮮食品的包裝材料能夠起到一定的保鮮作用,這不僅可用于超市銷售等日常場景,還可應用在護航編隊、高原邊防、深海遠航等軍事用途,以求最大限度保證食品的原汁原味,為部隊官兵提供最新鮮的食物。同時,未來可將 PLA/PBAT 復合膜保鮮與物理保鮮等其他保鮮技術聯合使用,充分發揮多種保鮮技術的協同作用。由于 PBAT/PLA 大規模應用的前提之一是根據不同的實際使用要求,在加工過程中對其性能進行調控改性。但目前 PLA/PBAT 復合食品包裝材料降解能力的研究相對較少,后續可以加深關于降解環境、降解時間和降解原理等方面的研究,避免產品在服役過程中出現降解,無法滿足實際使用要求。

    隨著 PLA/PBAT 復合膜制備技術的不斷成熟與發展,這類生物降解食品包裝材料有望實現產業化并廣泛應用于日常生活、食品包裝及醫療器械等多方面領域。




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