納米改性LDPE薄膜的特性和食品包裝用安全性評價.pdf

1、納米粒子具有特殊的物理和化學性質(zhì)，是近年來的研究熱點，聚合物納米復合體越來越多的發(fā)展用于食品包裝，其中納米二氧化鈦(nano-TiO2)和納米氧化鋅(nano-ZnO)研究廣泛。納米粒子改性薄膜材料在食品保鮮應用方面不斷發(fā)展。聚合物包裝在貯藏和運輸過程中保護食品，經(jīng)受來自常規(guī)高溫和微波輔助食品處理過程等機械和熱力學壓力。加入到聚合物包裝材料中提高包裝功能性的納米粒子在加工或者貯存過程中可能會與食品成分反應或者遷移到食品。本研究通過nan

2、o-TiO2和nano-ZnO改性LDPE薄膜，用實驗和理論方法評價納米粒子通過擴散、溶解和解吸附方式從食品接觸材料的釋放。
　　主要研究結(jié)果如下：
　　1)納米粒子改性LDPE薄膜的制備及性能表征
　　本試驗利用鈦酸酯偶聯(lián)劑對nano-TiO2和nano-ZnO粒子改性處理，將其分別與LDPE顆粒熔融混合制得納米復合材料母粒。透射電鏡檢測證明納米粒子在LDPE基體中無明顯團聚現(xiàn)象，分散性良好，粒子依然達到納米尺寸。母

3、粒經(jīng)過單螺桿擠出機擠出流延成膜，制備了普通LDPE薄膜以及納米粒子添加量1％的nano-TiO2改性LDPE膜和nano-ZnO改性LDPE膜。三種薄膜的熱重分析實驗表明，納米粒子的加入會降低包裝材料的熱分解溫度，包裝材料的熱分解溫度略微下降，分別下降0.82％和0.41％，影響不大;薄膜材料的DSC實驗表明，薄膜的熔融溫度略有下降，分別下降0.79％和0.11％;結(jié)晶溫度分別降低0.76％和1.35％;熔融焓分別比普通LDPE膜提高1

4、.11％和1.90％，納米薄膜材料結(jié)晶度有所提高，進而提高薄膜的阻隔性能。
　　2)40℃和70℃條件下納米保鮮薄膜在四種食品模擬物中的遷移量研究
　　經(jīng)40℃1d、4d、7d和70℃2h遷移實驗，結(jié)果表明，Ti、Zn的遷移隨著遷移時間增長而增大，隨后達到平衡狀態(tài)，遷移量不再變化;酸性食品模擬物中遷移量最大，其次是酒精性食品模擬物、中性食品模擬物和脂肪性食品模擬物;Ti和Zn的遷移隨著時間增加最后達到平衡狀態(tài)。四種食品模擬物

5、中Ti和Zn遷移量的不同歸因于食品模擬物極性、薄膜材料的溶脹、pH以及溶解度等因素。70℃條件下遷移劇烈，2h可達到40℃1d的遷移水平，說明溫度對Ti和Zn的遷移服從阿倫尼烏斯定律。
　　3)納米粒子遷移的Piringer模型適用性檢驗及遷移線性回歸模型的建立
　　遷移數(shù)據(jù)回歸分析表明Piringer模型不能用于納米粒子遷移的預測，通過對遷移時間、食品模擬物極性、溫度及pH值回歸分析，建立了兩種納米薄膜材料的Ti、Zn遷移

6、模型，結(jié)果表明，納米粒子的遷移與遷移的時間、溫度、食品模擬物極性及pH值顯著相關(guān)，可以用此模型預測不同食品體系下納米粒子的遷移量，為納米粒子的檢測及風險性評估提供指導。
　　4)微波加熱和紫外照射對納米粒子遷移的影響
　　納米保鮮薄膜在酸性食品模擬物中經(jīng)過不同功率微波加熱6min，結(jié)果表明微波加熱下納米粒子會遷移到食品模擬物中，且隨著微波功率的增大，遷移量增大。薄膜經(jīng)過不同紫外處理后經(jīng)過40℃1d的酸性食品模擬物遷移，結(jié)果表

7、明紫外處理8h(172.8kJ/m2)比未經(jīng)紫外處理的薄膜遷移量變小，后繼續(xù)增大紫外照射劑量(40h，864kJ/m2)，納米粒子遷移量增大;薄膜經(jīng)過不同紫外處理后Zn的遷移量減小，且隨著紫外劑量的增強先減小后增大，但總遷移量都小于對照未經(jīng)紫外處理的薄膜，因此紫外照射不會促進更多納米粒子向酸性食品模擬物的遷移。
　　5)納米改性LDPE膜衛(wèi)生性能及重金屬的遷移風險性評估
　　納米薄膜的衛(wèi)生性能良好，符合國家標準，且納米薄膜的