开发优化的生物活性纳米复合材料薄膜,使用中央复合材料设计控制储存大米中的微生物污染
Tofa Begum1, Peter A Follett2, Muhammed R Sharaby1,3
1INRS-Armand-Frappier Health Biotechnology Research Centre, Research Laboratories in Sciences, Applied to Food (RESALA), MAPAQ Research Chair in Food Safety and quality, Canadian Irradiation Centre (CIC), International Atomic Energy Agency (IAEA) Collaborating Centre, Institute of Nutrition and Functional Foods (INAF), 531 des Prairies Blvd, Laval, Canada.
由聚乙烯基合甲基 (PBAT) 和聚乳酸 (PLA) 制成的活性包装膜显示出显著的抗菌活性. 优化的PBAT薄膜可以将储存的大米中的细菌和真菌负载降低73-93%,证明了可生物降解食品包装的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 食品科学 食品科学 食品科学
背景情况:
- 活性包装材料对于延长储存食品的保质期至关重要.
- 像PBAT和PLA这样的可生物降解聚合物为传统塑料提供了可持续的替代品.
- 开发有效的抗微生物膜需要仔细优化组件和加工.
研究的目的:
- 开发和优化基于PBAT和PLA的抗菌纳米复合材料薄膜,用于活性食品包装.
- 研究活性配方 (AF),纤维素纳米晶体 (CNC) 和甘油 (Gly) 对薄膜性质的协同作用.
- 评估储存大米开发的薄膜的抗菌疗效和释放动力学.
主要方法:
- 使用响应表面方法 (RSM) 与中央复合设计 (CCD) 来优化薄膜组成.
- 通过对细菌和真菌菌株的阿加挥发试验评估了抗菌活性.
- 电影特性 (弹性,水屏障,OTR) 和活性配方释放的特征.
- 现场研究评估了在米中经过马辐射的优化膜的性能.
主要成果:
- 与对照组相比,优化的PBAT薄膜表现出更强的弹性和更好的水/氧屏障特性.
- 由于组件的结合,PLA薄膜的屏障性能受到负面影响.
- 活性配方的释放遵循了Fickian或准Fickian扩散动力学.
- 经过2个月的时间,优化的PBAT薄膜使储存大米中的微生物负载降低了73-93%.
结论:
- 开发的基于PBAT的纳米复合材料薄膜显示了作为谷物谷物的活性包装的巨大潜力.
- 优化的薄膜为传统的非生物降解塑料包装提供了可生物降解和有效的替代品.
- AF,CNC和Gly的协同效应是实现所需的抗微生物和物理性能的关键.
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