静电纺丝技术在食品包装领域的应用案例

  • 发布时间:2025.02.26
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电纺丝技术在食品包装领域具有广阔的应用前景,以下为您详细介绍电纺丝食品包装材料的实际应用案例:

一、明胶纳米纤维与当归精油(AEO)结合的食品包装

  • 材料制备:通过静电纺丝制备了具有封装当归精油(AEO)的明胶纳米纤维。扫描电子显微镜(SEM)检查表明,AEO 的添加导致纤维直径增加。通过测量质子核磁共振(H-NMR)光谱确认了纳米纤维中 AEO 的存在1 5
  • 性能优势:添加 AEO 改善了明胶纳米纤维的疏水性,使其具有显著的抗氧化活性,且对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有抑制作用。MTT 分析显示该纳米纤维无细胞毒性作用,可用作潜在的食品包装1 5

二、姜黄素 @埃洛石纳米管 / 聚乙烯醇纳米纤维膜在食品包装中的应用

  • 复合物制备:通过真空负载技术制备姜黄素 @埃洛石纳米管复合物,当盐酸浓度为 5mol/L 时姜黄素的载药量最大。确定姜黄素和埃洛石纳米管质量比为 1∶1 时,复合物性能最佳,载药量和封装率分别达到 14.47%、13.76%。热稳定分析证实姜黄素被封装进埃洛石纳米管中,且热稳定性得到提升。复合物中姜黄素的释放实验表明埃洛石纳米管具有控制姜黄素释放速度的作用,并且复合物依然保持较高的抗氧化活性3
  • 纳米纤维膜制备及性能:将复合物与聚乙烯醇共混电纺制备纳米纤维膜,通过单因素实验确定静电纺丝工艺的最佳条件为电场强度 15kV,纺丝距离 15cm,进样速度为 0.10mm/min,针头内径 22G(0.41mm),此条件下电纺制备的纳米纤维的平均直径为 0.13±0.05μm。对纳米纤维膜进行结构和机械性能表征,结果表明添加复合物后纳米纤维膜具备一定的热稳定性,最大拉伸力和拉伸距离均得到增强,仍具有一定的抗氧化活性和抑菌活性,是亲水膜且吸湿性达到 184.53%,具备一定的阻湿性,且对酸碱环境具有响应性。在食品包装应用中,纳米纤维膜包装的饼干储存 4 天后剪切力下降明显低于对照组;包装的馒头芯硬化速度低于未包装样品,咀嚼性得到维持;包装的草莓外观变化较慢,失重率低于未包装草莓3

三、明胶 / 壳聚糖与姜黄素结合的多功能食品包装纳米纤维

  • 材料制备及性能研究:通过静电纺丝技术开发了基于明胶 / 壳聚糖与姜黄素(GA/CS/CUR)的新型活性和智能包装纳米纤维。研究了不同含量的 CUR(0.1 %-0.3 %,m/m)对电纺纳米纤维的微观结构和功能特性的影响。扫描电子显微镜表明加载 CUR 会影响纳米纤维垫的平均直径,保持在 160-180nm 左右。添加适当水平的 CUR(0.2 %,m/m)增强了分子间相互作用,提高了所得纳米纤维的热稳定性和拉伸强度。同时,CUR 的掺入显著提高了 GA/CS/CUR 纳米纤维的抗氧化活性和抗菌活性。此外,纳米纤维对氨的敏感性结果表明,含有 0.2 % CUR 的 GA/CS 纳米纤维(GA/CS/CUR II)对氨具有高敏感性的比色行为(在 3 分钟内),具有作为多功能包装保护和监测富含蛋白质的动物食品(如肉类和海鲜)新鲜度的巨大潜力2

四、鱼明胶抗菌电纺纳米纤维在食品包装中的应用

  • 材料制备及抗菌性能:开发了一种蛋白质基静电纺丝纳米纤维,来自冷水鱼明胶(FG),其中包括牛乳铁蛋白(L)作为抗菌物质。将不同量的 L(0、5、10、15 和 20%)掺入 FG 电纺纳米纤维中,通过圆盘扩散法测试针对荧光假单胞菌、约翰逊不动杆菌、嗜水气单胞菌、精神黄杆菌、恶臭希瓦氏菌和大肠杆菌的抗菌活性。结果表明,掺入 15%和 20%wt L 的 FG 电纺纳米纤维对所有细菌菌株都有明显的抑制区,而 5%和 10%的 L-FG 具有较低的抗菌作用。此外,明胶电纺纳米纤维的机械强度取决于纤维的形态和生物活性物质的含量。干净的无 FG(N-FG)珠子电纺垫具有较高的纤维直径,而 15%和 20%的 L-FG 具有相对较低的直径和珠子形态。20%的 L-FG 垫的抗张强度明显低于 N-FG 垫。具有高抗菌活性和可改善的拉伸强度的 L-FG 电纺纳米纤维有望用于主动包装4

综上所述,电纺丝食品包装材料在不同方面展现出了优异的性能和广泛的应用潜力,为食品包装领域的发展提供了新的方向和选择。
 
1 当归精油负载静电纺丝明胶纳米纤维在活性食品包装中的应用|Ying Zhou
2 Electrospun gelatin/chitosan nanofibers containing curcumin for multifunctional food packaging|Mengxia Duan
3 电纺姜黄素/埃洛石纳米管活性纤维膜的制备及其在食品包装中的应用|姚国钦
4 用于活性食品包装的鱼明胶抗菌电纺纳米纤维|Alp-Erbay Esen
5 Angelica Essential Oil Loaded Electrospun Gelatin Nanofibers for Active Food Packaging Application|Ying Zhou
 

 
 
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