王倩、付强
鱼台县微山湖畜禽研究所
272350
摘要:现阶段食品种类繁多，对于食品的保鲜也逐步提上日程。相较于一些简单材料对于即食食品的保鲜效果，都不能给完美还原食物最新鲜时的食用状态。通过研究发现将蒙脱土改性后与聚乙烯醇基纳米材料相结合成复合材料，形成的膜有更好的保鲜特征。据此本文以咸鸭蛋涂膜保鲜为例，重点阐述这种复合材料对于咸鸭蛋保鲜涂膜技术的应用意义。这对于一些即食食品的保鲜具有很好的指导作用，也促进高分子复合材料的进一步研发。
关键词：聚乙烯醇基；纳米材料；蒙脱土改性；咸鸭蛋；涂膜保鲜技术
引言:
聚乙烯醇是一种无毒的，能够被降解，可以隔绝氧气，可以快速成膜的高分子水溶性聚合物，所以在食品包装等领域有着应用广泛。但由于纯聚乙烯醇在湿度比较高的环境中，阻隔水分子的性能低，而且低耐水性，高透湿性能，这均导致了阻碍纯聚乙烯醇在咸鸭蛋涂膜保鲜的应用和发展。蒙脱土作为一种“万能添加剂”，经过改性后的性能变得加更优越，其中对于材料来说吸附能力较强，热稳定性较好，分散性能比较高。蒙脱土改性中主要利用了钠基蒙脱土，因为相比其他改性有更好的热稳定性及较高热湿性能。正好可以完美弥补纯聚乙烯醇的不足和缺陷。最后将改性后的蒙脱土应用与聚乙烯醇中，形成这种复合材料，可以将这种水溶液烘干成膜应用到咸鸭蛋涂膜保鲜技术中心，能够为咸鸭蛋涂膜保鲜技术的研究开发和推广应用提供实验基础。
咸鸭蛋腌制
该方法可以参照高邮市红太阳食品有限公司现用的腌制工艺。
涂膜材料制备
利用溶液插层-流延成膜法制备聚乙烯醇膜和聚乙烯醇基纳米复合膜。称取适量聚乙烯醇置于水中，在一定温度下进行充分搅拌使其溶解，进行冷区到固定温度，然后将适量聚乙烯醇溶液倒入玻璃平板上，将溶液用玻璃棒涂抹均匀，放在一定温度的烤箱中烘干成膜，从玻璃板上揭下膜样备用。
聚乙烯醇-钠基改性蒙脱土纳米复合膜的制备方法与聚乙烯醇膜的制备方法相似，准确称取一定质量的钠基改性蒙脱土置于适量水中，室温下，使用磁力搅拌器搅拌，保证纳米材料能够散开，然后在室温条件下超声一定时间，目的是得到均匀的钠基改性蒙脱土水溶液；称取一定质量的聚乙烯醇加入到钠基改性蒙脱土中，一定温度下充分搅拌至溶解混匀，冷却至固定温度，依据前述方法流延成膜。聚乙烯醇膜和聚乙烯醇基-蒙脱土改性纳米复合膜样品实验前应事先放于同种恒温恒湿箱中。
性能研究
力学性能：将恒温恒湿箱内平衡一定时间后的聚乙烯醇基复合膜，依据特定规则，将复合膜切成特殊形状，测量样品厚度，在试验机上测试拉伸性能，从试验机上查看拉伸强度数值和断裂伸长率数值。
成膜透光性：将聚乙烯醇基纳米材料复合膜切成一定形状大小，贴于装置比色皿的一个侧面，放在光度计中在特定波长处测复合膜透光率。通过溶液插层-流延成膜法制备的聚乙烯醇膜和聚乙烯醇钠基改性蒙脱土复合膜均匀柔韧。掺入钠基改性蒙脱土后，在一定范围内，聚乙烯醇基纳米复合膜的透光率的降低与钠基改性蒙脱土的升高成线性关系。掺入些许的钠基改性蒙脱土的透光率微小下降，掺入一定量的钠基改性蒙脱土时，透光率下降一半，主要是由于团聚的纳米颗粒对光线进行阻挡。
成膜水蒸气透过性：聚乙烯醇/钠基改性蒙脱土复合膜的水蒸气透过系数固定且已知，加入基准试剂后，水蒸气透过率明显下降。这是因为聚乙烯醇与基准试剂的化学反应，形成了一种相对致密的复合膜结构，相应也增加了含有这种基准试剂复合膜的疏水性。加入基准试剂后，改善复合膜的阻水性。
然而，随着继续增大基准试剂量，膜的水分子透过系数具有微弱增长的表现。因为复合膜中具有大量游离和相互作用的基准试剂分子，导致复合膜中形成一些较大的分子结晶，对于聚乙烯醇分子间作用有一定的阻碍，且限制了在基体中的这种复合纳米层的分散程度，从而对于聚乙烯醇复合膜的网状结构有一定的损害作用，导致复合膜的阻隔性降低。
成膜耐水性能：聚乙烯醇是亲水性的，因为分子结合链上含有不少羟基，对水分子异常敏感，加入基准试剂的复合膜，提高了复合膜一定的耐水性。复合膜的溶胀率和溶解性会根据试剂含量的增加而降低，主要是由于基准试剂能够增强复合膜的疏水性，一定量的基准试剂能够和聚乙烯醇分子进行化学反应形成氢键，使得复合膜中游离的羟基数量降低，进而使得能够容纳水分子的位点减少，限制了水分子与聚乙烯醇分子中羟基的结合，于是导致聚乙烯醇基质发生溶胀，网状结构遭到破坏。因为基准试剂中存在具有疏水性性能的基团，能够帮助聚乙烯醇基复合膜使其具有较强的耐水性能。
抗氧化性能：添加基准试剂的聚乙烯醇-钠基改性蒙脱土复合膜对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基没有清除作用，说明复合膜不具有抗氧化性性能，但是添加基准试剂的聚乙烯醇基复合膜具有抗氧化性能。基准试剂质量分数上升时，复合膜自由基清除率也稍微上升。结果表明，与聚乙烯醇-钠基改性蒙脱土复合膜相比，添加基准试剂的复合膜的抗氧化活性明显随着基准试剂含量的增加而提高。尽管基准试剂质量分数增加，但是复合膜自由基清除率指数式增加，这是由于随着基准试剂的增加，一定程度上增加了复合膜的疏水性性能，导致释放基准试剂量变低。因为水分子进入复合膜中，复合膜开始膨胀，导致破坏了其中的网状结构，释放出基准试剂，所以可以把1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基进行清除，从而提高了膜的一种抗氧化活性。添加了钠基改性蒙脱土也在一定程度上改善了复合膜的疏水性性能，基准试剂会在这种膜体系中以顺浓度梯度开始扩散，在一些程度上降低了基准试剂从复合膜中释放入水里的速度。当基准试剂质量分数高于一定值时，复合膜的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼清除自由基的速率增加不明显，趋于稳定。
结果与讨论
利用聚乙烯醇-钠基改性蒙脱土纳米材料为作为复合膜原料，通过相关方法制备出复合膜，研究了复合膜一些理化性能。和没有涂膜材料进行比较，可以发现多种涂膜相关材料都可以大幅度减少咸鸭蛋在贮藏或者运输过程中的不好的品质改变（损失质量增加、细菌数目和种类增多），并且可以在一定程度地增加咸鸭蛋可食用期限，但是在此其中，经钠基改性蒙脱土处理的聚乙烯醇基纳米材料的复合膜具有更好的阻湿性性能，在咸鸭蛋贮藏过程中，与其他涂膜材料相比，复合膜可以明显降低咸鸭蛋中水分的流失，以及能够减少咸鸭蛋质量的损失。从不同涂膜材料膜性能比较得出，其他涂膜材料的溶胀率、溶解质量损失率及吸湿率显著低于聚乙烯醇-钠基改性蒙脱土纳米复合膜材料，具有较好的阻湿性性能，也能够做到明显抑制咸鸭蛋中微生物的生长，保持咸鸭蛋的新鲜口感。在一些具体一定湿度条件下，这种复合膜能够延长咸鸭蛋的保质期，这对于咸鸭蛋的贮藏和保鲜运输来说，意义重大。通过采用一些特殊仪器对钠基复合膜进行了表征，结果表明钠基改性蒙脱土的聚乙烯醇基复合膜具有较高的力学性能等即上述性能，可以进一步在复合膜的应用领域提供一定理论依据。
综上所述，聚乙烯醇-钠基改性蒙脱土复合膜能够显著提高包装性能，而且这种复合膜的特性能够依据一些用途，通过选择适当比例的含量制备具有更好的水蒸气阻隔性、力学性能、耐水特性的复合膜。聚乙烯醇-钠基改性蒙脱土纳米材料作为一种环保型包装材料在鸭蛋涂膜保鲜技术中广泛应用，这对于食品包装以此来延长货架期有很好的指导意义，同时也促进了复合材料的研究。
参考文献:
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