鄒鵬鵬，劉宇琴，陳亞楠，蔡俊

茯苓–聚乙烯醇抑菌膜的制備及生物可降解動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)

鄒鵬鵬，劉宇琴，陳亞楠，蔡俊

（湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，武漢 430068）

以可降解材料聚乙烯醇為基材，通過添加茯苓溶液，制備出復(fù)合抑菌薄膜，研究不同濃度茯苓對(duì)共混膜理化性能和功能性能的影響。采用溶劑澆鑄法制備茯苓/PVA共混膜。對(duì)共混膜的物理力學(xué)性能，以及溶解度、透光率、抑菌性、可降解性進(jìn)行檢測(cè)。利用紅外光譜、掃描電鏡對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析表征。茯苓的添加削弱了PVA分子間作用力，顯著提高了斷裂伸長(zhǎng)率，由202.77%增加到398.82%，降低了拉伸強(qiáng)度，并且茯苓與PVA之間形成氫鍵，減少了水分對(duì)薄膜的溶解，薄膜溶解度由100%降到38.21%。隨著茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，薄膜的透光率下降，抑菌性得到增強(qiáng)。土壤降解實(shí)驗(yàn)表明茯苓/PVA共混膜具有良好的生物降解性。制備的茯苓/PVA共混膜的力學(xué)性能和耐水性均得到提高，并且復(fù)合膜具有一定的抑菌性和可降解性。文中制備的復(fù)合膜為食品包裝提供了理想選擇。

茯苓；聚乙烯醇；力學(xué)性能；耐水性；生物降解性

近50年來，合成石油聚合物已廣泛應(yīng)用于各種包裝材料，由于它們的可生物降解性差，已成為產(chǎn)生垃圾的主要來源。為了解決這一問題，很多研究都致力于獲得一種環(huán)保的包裝材料[1-2]。在過去的20年里，生物可降解材料作為石油衍生塑料的替代品受到了關(guān)注[3-8]，包括對(duì)淀粉、纖維素和殼聚糖在內(nèi)的天然生物聚合物單獨(dú)或與合成聚合物結(jié)合進(jìn)行了測(cè)試，以制備部分或者完全可生物降解的薄膜。

聚乙烯醇（PVA）是一種主要由C?C鍵組成的親水性可生物降解聚合物。它具有良好的成膜性、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、高強(qiáng)度的力學(xué)性能以及對(duì)人體沒有毒害并且可以降解在土壤之中等特點(diǎn)[9]，PVA已經(jīng)被用于很多領(lǐng)域。聚乙烯醇薄膜由于耐水性太差，力學(xué)性能受環(huán)境中濕度影響較大，在很大程度上限制了它的生產(chǎn)、推廣和應(yīng)用[10]。聚乙烯醇之所以不耐水，是由于分子中含有大量親水性基團(tuán)羥基，很容易與環(huán)境中水分子產(chǎn)生親和作用，影響PVA薄膜的阻隔能力。想要提升其耐水性，必須把PVA上游離的羥基掩蔽起來或與其他物質(zhì)結(jié)合起來生成難溶于水的物質(zhì)。常用改性的方法有化學(xué)交聯(lián)和共混改性，化學(xué)交聯(lián)由于所用試劑具有一定刺激性氣味和毒性，限制其在食品包裝上應(yīng)用，因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者常用共混改性來提 高PVA薄膜耐水性以及阻濕阻氧等性能，包括添加淀粉[11]、殼聚糖[12]、聚乳酸[13]、β–羥基丁酸[14]等。茯苓是一種寄生與松科植物樹根上的真菌，主要分布在我國(guó)云南、貴州、湖北和湖南等地藥理實(shí)驗(yàn)表明，茯苓具有抑菌抗氧化等功能[15]。通過流延法制備出茯苓/PVA共混膜，研究茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)共混膜物理性能影響，并探討膜對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌抑制效果，最后對(duì)共混膜的降解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便更好應(yīng)用于食品包裝材料。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器和材料

主要材料：茯苓購自中國(guó)云南??；聚乙烯醇1788，分析純（AR）型，購自中國(guó)上海阿拉丁生化科技有限公司，醇解度為87.0%～89.0%；甘油、尿素、NaOH、氯化鈉、瓊脂為分析試劑級(jí)（AR），購自中國(guó)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司（上海）；牛肉膏、蛋白胨均為生物試劑（BR），購自中國(guó)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司（上海）。

主要儀器：ZSD–1270全自動(dòng)生化培養(yǎng)箱，上海智城分析儀器有限公司；ZHWY–2102C恒溫培養(yǎng)箱振蕩器，上海智城分析儀器有限公司；320–SpH計(jì)，上海崇明儀器廠；GW–2000型可見分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；TA. XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)SMS公司；SC 502電子顯微鏡，日本東京日立公司；W3/031水蒸氣透過率儀，濟(jì)南蘭光有限公司；VERTEX 70傅里葉紅外光譜，德國(guó)布魯克有限公司。SC502掃描電子顯微鏡，日本東京JEOL公司。

1.2 方法

1.2.1 茯苓溶液和PVA溶液制備

將茯苓塊用粉碎機(jī)粉碎成茯苓粉，分別稱取2、6、10、14 g溶解在NaOH/尿素/H2O質(zhì)量比為4∶6∶90的水溶液中，用磁力攪拌器在25 ℃恒定攪拌2 h， 得到茯苓粗溶液。茯苓粗溶液離心（8 000 r/min、10 min），去除不溶雜質(zhì)和氣泡，得茯苓溶液。同時(shí)，將6 g聚乙烯醇（PVA）粉末溶解在100 g水中，制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的透明PVA溶液。

1.2.2 共混膜制備

采用溶液澆鑄法制備茯苓/PVA薄膜。將制備好不同濃度的茯苓溶液與PVA溶液以質(zhì)量比3∶17混合，在室溫下攪拌3 h。將這些成膜液倒入聚苯乙烯培養(yǎng)皿（直徑為18 cm）上。為控制成膜厚度，每個(gè)成膜液質(zhì)量均為18 g，薄膜在室溫通風(fēng)櫥中干燥24 h。所有薄膜樣品在測(cè)試前都在溫度為（25±1）℃、相對(duì)濕度為（57±2）%下處理72 h。選擇這些條件來模擬中等水分食品在高相對(duì)濕度和室溫下的儲(chǔ)藏條件。將混合溶液分別命名為茯苓/PVA–2、茯苓/PVA–6、茯苓/PVA–10、茯苓/PVA–14。

1.3 力學(xué)性能分析

薄膜樣品的測(cè)量按照ASTM D882–09標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。用質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)試了薄膜的拉伸強(qiáng)度（S）和斷裂伸長(zhǎng)率（1）。將薄膜切割成10 mm×50 mm大小的條狀進(jìn)行測(cè)量，并夾在夾具之間。初始握把長(zhǎng)度為50 mm，十字頭速度設(shè)置為0.5 mm/s。使用Texture Expert軟件記錄力隨變形的曲線，薄膜厚度用手動(dòng)千分尺測(cè)量。這些測(cè)量是在室溫下進(jìn)行的，每個(gè)濃度共混膜重復(fù)15次。S（MPa）和1（%）的計(jì)算見式（1）和式（2）。

式中：為最大力，N；為薄膜厚度，μm；為薄膜寬度，μm。

式中：0為薄膜初始長(zhǎng)度，mm；為薄膜拉伸長(zhǎng)度，mm。

1.4 紅外光譜分析

薄膜的ATR–FTIR光譜用VERTEX 70光譜儀采集，該光譜儀配備了氘化硫酸甘氨酸（DTGS）檢測(cè)器。每個(gè)光譜的采集分辨率為4 cm?1，范圍為4 000～500 cm?1，共64次掃描。背景光譜是掃描空氣得到的，并從樣品光譜中減去。在進(jìn)一步分析之前，使用PE OPUS軟件對(duì)所有光譜進(jìn)行基線校正和歸一化處理。

1.5 溶解度分析

在水中溶解度定義為薄膜在水中浸泡24 h后溶解的干物質(zhì)的百分比。將尺寸為20 mm×20 mm的薄膜樣品在65 ℃烤箱中干燥24 h，將薄膜稱量（1），在25 ℃的水中浸泡24 h，然后在100 ℃下重新干燥24 h，記錄質(zhì)量（2）。用式（3）計(jì)算薄膜的水溶性[16]。

式中：1和2分別為初始和最終干膜樣品的質(zhì)量，g。

1.6 透光率測(cè)定

用紫外–可見分光計(jì)記錄薄膜樣品在600 nm波長(zhǎng)處紫外–可見吸收光。將每個(gè)薄膜樣品切割成矩形塊（10 mm×45 mm），直接放入測(cè)試室，以空氣為參照物進(jìn)行測(cè)量[17]。

1.7 抑菌性測(cè)試

圓形薄膜片的制作：共混膜用打孔器裁成直徑為10 mm的圓形片，并在紫外燈下照射2 h，獲得無菌薄膜片。在無菌操作臺(tái)中將金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌接種至液體培養(yǎng)基中，在38 ℃的恒溫?fù)u床中培養(yǎng)24 h進(jìn)行活化。然后將金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌稀釋，各吸取0.2 mL菌懸液，分別涂布在已滅菌的固體培養(yǎng)基平板上，同時(shí)將滅菌后的薄膜樣品放置在涂布好的固體培養(yǎng)基上，然后放入培養(yǎng)箱，培養(yǎng)24 h后進(jìn)行觀察，每個(gè)樣品做3個(gè)平行。使用十字交叉法記錄抑菌圈的大小，并分析共混膜的抑菌性能。

1.8 可降解實(shí)驗(yàn)

薄膜樣品被裁剪成30 mm×30 mm正方形，埋在土壤5 cm處?；ㄅ璺旁诼短礻柵_(tái)上，定期澆水保持花盆的濕度，土壤濕度保持在20%～50%，將多余水分從花盆底部孔洞排出。在土埋試驗(yàn)中，用試樣質(zhì)量損失隨時(shí)間的變化來表征降解速率。共混膜的降解以定期的時(shí)間間隔（15 d）進(jìn)行測(cè)定。將花盆中的樣品通過一個(gè)0.9 mm的篩子，并用蒸餾水輕輕地清洗殘留的薄膜，并在真空下干燥至恒量。根據(jù)質(zhì)量損失率，計(jì)算出15 d內(nèi)平均每天質(zhì)量損失速率。

式中：1為前15天質(zhì)量損失率；2為后15天質(zhì)量損失率。

2 結(jié)果與分析

2.1 茯苓/PVA共混膜力學(xué)性能

一般來說，力學(xué)性能是決定薄膜在包裝應(yīng)用中可行性條件之一，力學(xué)性能強(qiáng)弱取決于聚合物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)。共混膜的機(jī)械強(qiáng)度見表1，由表1可知，與對(duì)照PVA薄膜相比，隨著茯苓的添加，薄膜的拉伸強(qiáng)度減小，斷裂伸長(zhǎng)率顯著增大。出現(xiàn)這一原因是由于茯苓進(jìn)入PVA分子鏈中，破壞PVA分子內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)、削弱分子間相互作用力。隨著茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，薄膜拉伸強(qiáng)度減小，斷裂伸長(zhǎng)率先增加后減小，過高濃度的茯苓導(dǎo)致共混膜之間相容性減弱，使得斷裂伸長(zhǎng)率下降。

表1 PVA膜和茯苓/PVA共混膜的力學(xué)性能、水溶解度、透光率和外觀

Tab.1 Mechanical properties, water solubility, light transmittance and appearance of PVA film and Poria cocos/PVA blend films

共混膜在水中浸泡24 h，并在溫度（25±1）℃、相對(duì)濕度（57±2）%下處理72 h后的力學(xué)性能見圖1。由于純PVA全溶于水中，故不討論P(yáng)VA在水中浸泡后的力學(xué)性能。圖1中茯苓/PVA–2復(fù)合膜在水中浸泡24 h后，在膜上放上500 g的砝碼仍能保持薄膜的完整而不破損。共混膜溶解后的力學(xué)性能與浸泡前相比，斷裂伸長(zhǎng)率降低，拉伸強(qiáng)度增加，這是由于共混膜中親水性部分溶解在水中，導(dǎo)致水增塑效果減弱，分子間作用力增加。共混膜溶解后仍能保持較好的力學(xué)性能，表明茯苓的添加增加了PVA的耐水性。

樣品

2.2 水溶解度結(jié)果分析

與對(duì)照PVA膜相比，茯苓的添加，使得薄膜溶解度由100%減少到38.21%，并且隨著茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，共混膜的溶解度減小。薄膜的溶解度取決于基材上游離的羥基，與水之間形成氫鍵。隨著茯苓的添加，PVA上游離的羥基與茯苓中β–（1→3）–D–葡聚糖形成氫鍵，減少了游離羥基數(shù)量，使得溶解度降低。較低的溶解度值表明所得到薄膜在水介質(zhì)中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，適合包裝應(yīng)用[18]。

2.3 紅外光譜分析

不同濃度的茯苓與PVA共混形成的復(fù)合膜紅外光譜見圖2。在PVA膜光譜中觀察到3 264 cm?1處的大譜帶是羥基的伸縮振動(dòng)形成的。在1 727 cm?1處的峰值是來自PVA中乙酸基團(tuán)C=O和C?O的伸縮形成的。此外，光譜還在1 423 cm?1和1 028 cm?1處出現(xiàn)了一些峰，分別對(duì)應(yīng)于C?H和C?O?C基團(tuán)拉伸振動(dòng)的。PVA膜在835 cm?1處的峰值，是C?C鍵振動(dòng)形成的[19]。茯苓光譜在3 415 cm?1處有一個(gè)較寬的吸收峰，這是羥基伸縮振動(dòng)的特征吸收峰。在2 918 cm?1和1 647cm?1形成的吸收峰分別是C?H和C?C鍵的振動(dòng)引起的。茯苓的光譜在889 cm?1也顯示出吸收峰，這是由多糖中吡喃結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。

圖2 不同濃度茯苓/PVA共混膜的紅外光譜

理論上，沒有形成氫鍵的羥基會(huì)在3 600 cm?1左右產(chǎn)生吸收峰，當(dāng)分子間和分子內(nèi)氫鍵形成時(shí)，吸收帶由于拉伸振動(dòng)會(huì)向較低頻率處移動(dòng)，隨著氫鍵變得更強(qiáng)，O?H伸展出現(xiàn)的頻率變得更低[20]。當(dāng)PVA中添加茯苓后，3 264 cm?1處主峰向3 275cm?1處偏移，并且峰型變窄，表明PVA中游離的O?H與茯苓中羥基發(fā)生氫鍵作用，增加茯苓的濃度后，該峰向更高的波數(shù)偏移。如上所述，這種現(xiàn)象主要是由于氫鍵的形成導(dǎo)致的，被稱為“紅移”效應(yīng)，是由于O?H鍵延伸，降低了拉伸O?H鍵所需的能量[21]。在其他混合物中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，如結(jié)冷膠與PVA共混[22]、PVA與金合槐膠共混[23]。

從茯苓/PVA薄膜光譜中可以看出，C?O?H組中的C?O拉伸帶特征峰從1 162 cm?1（茯苓）轉(zhuǎn)移到1 142 cm?1（茯苓/PVA–2）。這種變化可能與茯苓的?OH基團(tuán)與PVA的?OH基團(tuán)相互作用（可能通過氫橋）有關(guān)[24]。在PVA中加入茯苓后，茯苓在1 083 cm?1處的波峰向低波數(shù)方向移動(dòng)。這些結(jié)果可能與PVA中O?H或C?H基團(tuán)與茯苓中C?O和C?O?C基團(tuán)之間發(fā)生氫鍵作用有關(guān)。

2.4 掃描電鏡分析茯苓/PVA共混膜

研究了茯苓對(duì)共混膜微觀結(jié)構(gòu)的影響，并對(duì)薄膜的截面進(jìn)行了分析。茯苓/PVA–2膜截面平坦光滑且溝紋均勻，表明茯苓和PVA具有良好的相容性，隨著茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，茯苓與PVA共混膜截面更加致密，這是由于更多氫鍵相互作用形成的。當(dāng)茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到14%時(shí)，共混膜截面微結(jié)構(gòu)不均勻、粗糙，原因是高濃度的茯苓添加到PVA中，會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與相容性。

圖3 不同膜的截面掃描電子顯微鏡圖

2.5 透光率結(jié)果分析

透光率對(duì)薄膜的功能至關(guān)重要，因?yàn)樗绊懏a(chǎn)品的外觀。不同濃度茯苓的共混膜透光率見表1。當(dāng)在PVA中添加茯苓時(shí)，透光率顯著降低，在600 nm處透光率由原來的92.04%降低到80.16%，主要原因是，茯苓溶液為黃褐色，所成薄膜略微偏黃，當(dāng)茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到14%時(shí)，透光度降到54.32%。原因是，隨著茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，共混膜的相容性減弱，表面會(huì)變得相對(duì)粗糙（見圖2e），影響光的透射。雖然茯苓的添加會(huì)降低共混膜的透光率，但是薄膜（如表1物理外觀所示）仍有良好的光學(xué)透性，不同濃度的茯苓共混膜所覆蓋的圖像和文字仍能清晰可見。

2.6 復(fù)合薄膜抑菌性能

在食品包裝中，指示菌嚴(yán)重影響食品質(zhì)量，導(dǎo)致各種疾病。茯苓與PVA共混膜對(duì)3種典型的指示菌的抑菌活性進(jìn)行了評(píng)估（表2）。從圖4可以明顯看出，純PVA膜溶解到瓊脂中對(duì)測(cè)試的細(xì)菌沒有顯示出抗菌活性，這一觀察結(jié)果與之前報(bào)道PVA膜對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌無效[25]。茯苓的添加，共混膜對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌均有明顯的抑菌效果，茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，抑菌圈變大，這是因?yàn)檐蜍咧泻械娜祁惢衔锖蛙蜍叨嗵菍?duì)細(xì)菌有一定抑制作用，在實(shí)驗(yàn)的指示菌中，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌對(duì)復(fù)合膜最為敏感。隨著茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，對(duì)指示菌的抑菌作用增強(qiáng)[26]。這些結(jié)果表明，茯苓/PVA復(fù)合膜具有良好的抗菌活性，可作為一種延長(zhǎng)食品貨架期的生物活性食品包裝材料。

表2 茯苓/PVA共混膜的抑菌圈直徑

Tab.2 Diameter of inhibition zones of Poria cocos/PVA films

2.7 復(fù)合薄膜土壤降解分析

土埋實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)真實(shí)的外界環(huán)境，土壤濕度、溫度和微生物繁殖人為控制較少。為了減少薄膜形狀對(duì)降解過程的影響，所有共混膜的尺寸一樣。通過薄膜的質(zhì)量損失率來評(píng)判共混膜的生物降解性（圖5）。由于PVA膜在清洗過程中會(huì)溶解在水中，導(dǎo)致稱量過程中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，以下不單獨(dú)討論純PVA膜降解性。通過計(jì)算各共混膜15 d內(nèi)平均每天質(zhì)量損失率，結(jié)果見表3，復(fù)合膜的土壤降解動(dòng)力學(xué)可以分為3個(gè)階段：降解初期、降解生長(zhǎng)期和穩(wěn)定期。在第1個(gè)15 d中，共混膜的質(zhì)量損失率最大，質(zhì)量損失速率也是最快，茯苓/PVA–2質(zhì)量損失率達(dá)到36%，原因是剛挖的土壤水分含量很高，薄膜中親水性部分會(huì)溶解在土壤里的水中，這與薄膜溶解度規(guī)律一致。第2個(gè)15 d到第4個(gè)15 d是膜降解初期，質(zhì)量損失速率較小，薄膜依然保持致密的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤中微生物難以降解，也有可能天氣較為干燥，不利于微生物生長(zhǎng)繁殖。第5個(gè)和第6個(gè)15 d，降解速率加快，此時(shí)是降解生長(zhǎng)期，土壤中微生物對(duì)薄膜中易降解部分茯苓進(jìn)行降解，增加了PVA基體與水和微生物的接觸面積，從而加快了薄膜質(zhì)量損失速率，第7個(gè)15 d之后，薄膜降解速率開始減慢，進(jìn)入穩(wěn)定期。從不同濃度茯苓/PVA降解速率可以觀察到，茯苓/ PVA–2降解速率最大，茯苓/PVA–14復(fù)合膜降解速率最小，原因是高濃度的茯苓與PVA中游離的羥基形成更多的氫鍵，薄膜在土壤中更加穩(wěn)定，這與紅外光譜結(jié)果一致。共混膜在降解120 d后，茯苓/PVA–2質(zhì)量損失率能達(dá)到73%，表明茯苓/PVA共混膜具有良好的生物降解性。

圖4 不同膜的抑菌效果

圖5 不同濃度茯苓/PVA共混膜降解曲線

表3 不同濃度茯苓/PVA共混膜降解平均質(zhì)量損失速率

Tab.3 Average weight loss rate of degradation of different concentrations of Poria cocos/PVA blend films

3 結(jié)語

以PVA為基材，通過添加不同濃度茯苓，采用一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保溶劑澆鑄法制備一種生物抑菌膜，研究了不同濃度的茯苓對(duì)共混膜理化性能和抑菌性能影響。結(jié)果表明，與純PVA膜相比，茯苓/PVA共混膜具有更優(yōu)異的耐水性能，溶解度從100%減少到29.36%（茯苓/PVA–14），斷裂伸長(zhǎng)率由202.77%增加到450.87%，過高濃度的茯苓會(huì)導(dǎo)致共混膜相容性下降，斷裂伸長(zhǎng)率減少。薄膜的透光率隨著茯苓質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而減小，但不會(huì)影響共混膜的光學(xué)特性。紅外光譜和掃描電鏡進(jìn)一步證實(shí)茯苓與PVA分子間形成氫鍵和高濃度的茯苓會(huì)降低膜之間相容性。茯苓/PVA薄膜對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均有一定的抑制作用?？山到鈱?shí)驗(yàn)表明，土壤中的水分會(huì)促進(jìn)薄膜的降解，且在第1個(gè)15 d質(zhì)量損失率與薄膜溶解度變化規(guī)律一致，在120 d時(shí)，共混膜的質(zhì)量損失率超過50%，表明茯 苓/PVA共混膜是一種可降解薄膜。綜上所述，茯苓的添加改善了共混膜的理化性質(zhì)和功能特性，可作為一種有效的生物食品包裝材料，改善食品品質(zhì)，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。

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Preparation and Biodegradability Evaluation ofPoly (Vinyl Alcohol) Antibacterial Film

ZOU Peng-peng, LIU Yu-qin, CHEN Ya-nan, CAI Jun

(School of Biological Engineering and Food, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)

Using degradable material poly (vinyl alcoho1) as substrate, the paper aims to prepare the composite antibacterial film by addingsolution and study the effects of different concentrations ofon the physicochemical and functional properties of the blend film./PVA blend film was prepared by solvent casting. The physical mechanics, solubility, light transmittance, antibacterial and degradability of the blend films were investigated. Its structure was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, and scanning electron microscope. The addition ofweakened the intermolecular force of PVA, significantly increased the elongation at break from 202.77% to 398.82%, reduced the tensile strength, and formed a hydrogen bond betweenand PVA, reducing the dissolution of water to the film, and the solubility of the film decreased from 100% to 38.21%. With the increase ofconcentration, the light transmittance of the film decreased and the antibacterial activity was enhanced. Soil degradation test showes that/PVA blend membrane has good biodegradability. The mechanical properties and water resistance of/PVA blend film are improved, and the composite film has certain antibacterial and degradability. The preparation of the composite film provides an ideal choice for food packaging.

; poly (vinyl alcohol ); mechanical property; water resistance; biodegradable

TS206.4

A

1001-3563(2022)11-0031-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.11.005

2021–10–27

國(guó)家自然科學(xué)基金（31401807）

鄒鵬鵬（1996—），男，湖北工業(yè)大學(xué)碩士生，主攻可降解包裝材料。

蔡俊（1968—），男，博士，湖北工業(yè)大學(xué)教授，主要研究方向?yàn)樾滦兔钢苿┌l(fā)酵技術(shù)。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋