輕工學院強濤濤教授近期在《Food Hydrocolloids》上發(fā)表多篇最新研究成果

近期，我校輕工科學與工程學院（柔性電子學院）強濤濤教授團隊圍繞多交聯(lián)果膠基食品包裝薄膜的結(jié)構設計和性能研究方面取得重要進展，相關研究成果連續(xù)在國際頂級期刊Food Hydrocolloids上發(fā)表。

【成果1】具有高強度的可回收和生物可降解果膠基薄膜

強濤濤教授通過一種簡單且環(huán)保的策略，利用生物質(zhì)材料果膠為基體材料，丙酸鈣作為交聯(lián)劑和抗菌劑，并通過添加聚乙烯醇引入結(jié)晶域，制備出含有氫鍵、結(jié)晶域和離子鍵作為犧牲鍵的多交聯(lián)果膠基食品包裝薄膜（PT-CP/PVA）。不僅實現(xiàn)了天然生物資源的可持續(xù)和高價值利用，并為發(fā)展綠色生物質(zhì)基食品包裝材料提出了新的建議。

文章通過循環(huán)拉伸試驗證實了可犧牲鍵在果膠膜中的能量耗散作用，同時賦予了PT-CP/PVA薄膜優(yōu)異的力學性能，斷裂應力和斷裂應變最高可達到12.7 MPa和132%。PT-CP/PVA中形成的多交聯(lián)結(jié)構可有效提高薄膜的耐水性，同時，丙酸鈣的引入使得PT-CP/PVA表現(xiàn)出良好的抗氧化能力以及抗菌性能，其保鮮性能可以與傳統(tǒng)的聚乙烯薄膜相媲美。此外，由于離子鍵、氫鍵和結(jié)晶域的動態(tài)可恢復性，PT-CP/PVA經(jīng)過3次循環(huán)測試后，仍可保持原有的力學性能，并且經(jīng)使用過后在自然土壤中可完全降解，因此可以作為一種無污染和可持續(xù)的食品包裝替代品應用于食品保鮮包裝領域。該成果發(fā)表于《Food Hydrocolloids》期刊上，全文鏈接https://authors.elsevier.com/sd/article/S0268-005X(22)00163-1。

【成果2】生物可降解和高強度的生態(tài)友好型果膠基塑料薄膜

為進一步提高果膠基薄膜的耐水性，強濤濤教授通過酸催化縮醛反應將香蘭素接枝到果膠鏈上，并在果膠基質(zhì)中引入Fe³⁺離子成功制備出了具有高強度、可耐水性和生物降解性果膠基塑料薄膜（PT-V/Fe³⁺）。

果膠基網(wǎng)絡中高密度的金屬配位鍵和氫鍵賦予了PT-V/Fe³⁺高的力學強度、抗撕裂能力和承載能力，優(yōu)于傳統(tǒng)的聚乙烯等食品包裝膜。當Fe³⁺含量為5%時，塑料薄膜的拉伸強度可達到41.68±4.10 MPa，比純果膠膜提高了198.14%。此外，強的金屬配位鍵的引入增加了果膠基薄膜在水中的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出具有較低的水蒸氣透過率和阻氣（O₂、CO₂）性，其保鮮性能優(yōu)于傳統(tǒng)的食品包裝膜。并且該塑料薄膜優(yōu)異的抗紫外性、熱穩(wěn)定性、可加工性和可生物降解性能為其在食品包裝領域的實際應用提供了可能。該成果發(fā)表于《Food Hydrocolloids》期刊上，全文鏈接https://authors.elsevier.com/sd/article/S0268-005X(23)01085-8。

（核稿：張鵬偉 編輯：劉倩）