A Полиэтиленовая основа, влагопоглощающая пленка для поглощения кислорода, экструдированная совместно с чаем Комплекс включения полифенолов и β-циклодекстрина
1. Мухаммед С.З., Алессандра К., Марко М., Андреа Р. Последние разработки в области снижения окислительного стресса с помощью составы. Фармацевтика. 2019;11:505–529. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
2. Fang Z., Zhao Y., Warner R.D., Johnson S.K. Активная и интеллектуальная упаковка в мясной промышленности. Тенденции Food Sci. Технол. 2017;61:60–71. doi: 10.1016/j.tifs.2017.01.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
3. Чен С., Чен М., Сюй С., Ям К.Л. Критический обзор упаковки с контролируемым высвобождением для повышения безопасности и качества пищевых продуктов. крит. Преподобный Food Sci. Нутр. 2019;59:2386–2399. doi: 10.1080/10408398.2018.1453778. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Гибис Д., Риблингер К. Кислородопоглощающие пленки для пищевых продуктов. Procedia Food Sci.
2011; 1: 229–234. doi: 10.1016/j.profoo.2011.09.036. [CrossRef] [Google Scholar]
5. Ан Б.Дж., Гайквад К.К., Ли Ю.С. Характеристика и свойства пленки LDPE с системой поглощения кислорода на основе галловой кислоты, используемой в качестве функционального упаковочного материала. Дж. Заявл. Полим. науч. 2016;133:44138. doi: 10.1002/app.44138. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
6. Тунг К.К., Боннеказ Р.Т., Фримен Б.Д., Пол Д.Р. Характеристика способности поглощать кислород и кинетики пленок СБС. Полимер. 2012;53:4211–4221. doi: 10.1016/j.polymer.2012.07.028. [CrossRef] [Google Scholar]
7. Li L., Zhao C., Zhang Y., Yao J., Yang J., Hu Q., Wang C., Cao C. Эффект стабильной антимикробной упаковки из нано-серебра по ингибированию милдью и хранению риса. Пищевая хим. 2017; 215:477–482. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.08.013. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
8. Канат С.Р., Рао М.С., Чавла С.П., Шарма А. Активные пленки хитозан-поливиниловый спирт с натуральными экстрактами.
Пищевой гидроколлоид. 2012;29:290–297. doi: 10.1016/j.foodhyd.2012.03.005. [CrossRef] [Google Scholar]
9. Chen X., Long Q., Zhu L., Lu L., Sun L., Pan L., Lu L., Yao W. Двойной термочувствительный переключатель высвобождают антиоксидантную пленку с лиофилизированными нанолипосомами, инкапсулирующими эфирные масла розмарина, для твердой пищи. Материалы. 2019;23:4011. дои: 10.3390/ma12234011. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Hofmeister I., Landfester K., Taden A. pH-чувствительные нанокапсулы с барьерными свойствами: инкапсуляция аромата и контролируемое высвобождение. Макромолекулы. 2014; 47: 5768–5773. дои: 10.1021/ma501388w. [CrossRef] [Google Scholar]
11. Wang H., Zhang R., Zhang H., Jiang S., Liu H., Sun M., Jiang S. Кинетика и функциональная эффективность наполненной низином противомикробной упаковочной пленки на основе хитозан/поли(виниловый спирт) Carbohyd. Полим. 2015; 127:64–71. doi: 10.1016/j.carbpol.2015.03.058. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
12.
Wu J., Zhao S., Xu S., Pang X., Cai J., Wang J. Активируемые кислотой реверсивные полислои для создания адаптивных поверхностей с переключаемыми бактерицидными и бактериоотталкивающими функциями. Дж. Матер. хим. Б. 2018; 6:7462–7470. doi: 10.1039/C8TB02093K. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
13. Paret N., Trachsel A., Berthier D.L., Herrmann A. Разработка микрокапсул ядра/оболочки, реагирующих на различные раздражители, для контроля высвобождения летучих соединений. макромол. Матер. англ. 2018;304:1800599. doi: 10.1002/mame.201800599. [CrossRef] [Google Scholar]
14. Yang Y., Ma L., Cheng C., Huang J., Fan X., Nie C., Zhao W., Zhao C. Антибактериальные наноагенты: нехимиотерапевтические и надежные двойные реагирующие наноагенты с улавливанием, абляцией и высвобождением бактерий по требованию для эффективной дезинфекции ран. Доп. Функц. Матер. 2018;28:1870145. doi: 10.1002/adfm.201870145. [CrossRef] [Google Scholar]
15. Herrmann A. Контролируемое высвобождение летучих соединений с помощью реакции Норриша типа II.
Фотохимия. 2019;46:242–264. [Google Scholar]
16. Хан Н., Мухтар Х. Полифенолы чая в укреплении здоровья человека. Питательные вещества. 2019;11:39. дои: 10.3390/nu11010039. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
17. Wen T., Zhao R.F., Yin X.Q., Shi Y.D., Fan HJ, Zhou Y., Tan L. Антибактериальное и антиоксидантное композитное волокно из полиуретана и полиакрилонитрил, содержащий чайные полифенолы. Волокно Полим. 2020;21:103–110. doi: 10.1007/s12221-020-9497-4. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
18. Лэй Ю., У Х., Цзяо С., Цзян Ю., Лю Л., Сяо Д., Лу Дж., Чжан З., Шен Дж., Ли С. Исследование структурных и физических свойств , антиоксидантная и антимикробная активность композитных пищевых пленок пектин-конжак-глюкоманнан, включающих полифенолы чая. Пищевой гидроколлоид. 2019;94:128–135. doi: 10.1016/j.foodhyd.2019.03.011. [CrossRef] [Google Scholar]
19. Чжан В.Л., Цзян В.Б. Антиоксидантная и антибактериальная хитозановая пленка с зелеными наночастицами серебра, опосредованными полифенолами чая, с помощью нового однореакторного метода.
Междунар. Дж. Биол. макромол. 2020;155:1252–1261. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.11.093. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
20. Ganiari S., Choulitoudi E., Oreopoulou V. Съедобные и активные пленки и покрытия как носители природных антиоксидантов для липидной пищи. Тенденции Food Sci. Технол. 2017;68:70–82. doi: 10.1016/j.tifs.2017.08.009. [CrossRef] [Google Scholar]
21. Kanwar J., Taskeen M., Mohammad I., Huo C., Chan T.H., Dou Q.P. Последние достижения в области чайных полифенолов. Фронт. Бионауч. Landmrk. 2012;4:111–131. дои: 10.2741/e363. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
22. Лин Ю.С., Цай Ю.Дж., Цай Дж.С., Лин Дж.К. Факторы, влияющие на уровень полифенолов чая и кофеина в чайных листьях. Дж. Агрик. Пищевая хим. 2003; 51: 1864–1873. doi: 10.1021/jf021066b. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
23. Ма В. Дж. Термическая стабильность полифенолов чая. Ферма Прод. Процесс. 2014;9:13–14, 22. [Google Scholar]
24. Saenger W.
Соединения включения β-циклодекстрина в исследованиях и промышленности. Ангью. хим. Междунар. Эд. 1980; 19: 344–362. doi: 10.1002/anie.198003441. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
25. Дель Валье Э.М.М. Циклодекстрин и их использование: обзор. Процесс. Биохим. 2004; 39: 1033–1046. doi: 10.1016/S0032-9592(03)00258-9. [CrossRef] [Google Scholar]
26. Li N., Xu L. Термический анализ соединений включения β-циклодекстрина/берберинхлорида. Процесс биохим. 2010; 499:166–170. doi: 10.1016/j.tca.2009.10.014. [CrossRef] [Google Scholar]
27. Ding L., He J., Huang L., Lu R. Исследования нового модифицированного комплекса включения β-циклодекстрина. Дж. Мол. Структура 2010;979:122–127. doi: 10.1016/j.molstruc.2010.06.014. [CrossRef] [Google Scholar]
28. Пан Л., Ван Дж., Лу Л.С., Цю С.Л. Моделирование эффективной теплопроводности дисперсных систем с высокой массовой долей твердого вещества. Междунар. J. Heat Mass Trans. 2016;97:719–724. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.
2016.02.062. [CrossRef] [Google Scholar]
29. Цзян Ф.Ю., Лу Л.С., Цю С.Л., Тан Ю.Л. Оптимизация процесса и свойства стирол-бутадиенового триблок-сополимера поглощать кислород. Дж. Пищевая наука. Биотехнолог. 2016; 35: 834–838. [Академия Google]
30. Араи С., Хосака С., Мурасе К., Сано Ю. Измерение относительной влажности насыщенных растворов солей. Дж. Хим. англ. Япония. 1976; 9: 328–330. doi: 10.1252/jcej.9.328. [CrossRef] [Google Scholar]
31. Определение содержания витамина С во фруктах и овощах (титрование 2,6-дихлориндофенолом) Управление стандартизации Китайской Народной Республики; Пекин, Китай: 1986 г. GB/T6195-1986. [Google Scholar]
32. Ван П., Чжан К.С., Жэнь Ю.С. Кинетическая модель изменения качества и прогнозирование срока годности хранящихся грибов. Food Ind. Sci. Технол. 2012; 33:313–316. [Академия Google]
33. Ламберт Дж.Д., Элиас Р.Дж. Антиоксидантная и прооксидантная активность полифенолов зеленого чая: роль в профилактике рака.
Арка Биохим. Биофиз. 2010;501:65–72. doi: 10.1016/j.abb.2010.06.013. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Противораковая активность экстрактов зеленого чая, кофе и какао в отношении клеток аденокарциномы шейки матки человека HeLa зависит как от прооксидантной, так и от антипролиферативной активности полифенолов. RSC Adv. 2015;5:3260–3268. дои: 10.1039/C4RA13230K. [CrossRef] [Google Scholar]
35. Cramer F., Henglein F.M. Einschlussverbindungen der cyclodextrine mit gasen. Ангью. хим. 1956; 68: 649. doi: 10.1002/ange.19560682008. [CrossRef] [Google Scholar]
36. Cramer F., Henglein F.M. Über einschlußverbindungen, XII. verbindungen von α-циклодекстрин с газом. Евро. Дж. Неорг. хим. 1957; 90: 2572–2575. doi: 10.1002/cber.195703. [CrossRef] [Google Scholar]
37. Zhai X.C., Wang J.P., Jiao A.Q., Jin Z.Y. Исследование поведения аллилизотиоцианата при высвобождении в антимикробной упаковке. науч. Технол. Food Ind. 2013; 34:260–263, 320.
[Google Scholar]
38. Саруяма Х., Танида М. Влияние охлаждения на активированные кислородопоглощающие ферменты в чувствительных к низким температурам и толерантных сортах риса (Oryza sativa, L.) Plant Sci. 1995; 109: 105–113. doi: 10.1016/0168-9452(95)04156-O. [CrossRef] [Google Scholar]
39. Soderquist C.A., Kelly J.A., Mandel F.S. Галловая кислота как поглотитель кислорода. 4 968 438. Патент США. 17 ноября 1988 г .;
40. Орал Э., Ванномаэ К.К., Хокинс Н., Харрис В.Х., Муратоглу О.К. Облученный СВМПЭ, легированный альфа-токоферолом, обеспечивает высокую усталостную прочность и низкий износ. Биоматериалы. 2004; 25: 5515–5522. doi: 10.1016/j.biomaterials.2003.12.048. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
41. Аль-Тураиф Х.А. Взаимосвязь между свойствами растяжения и кинетикой пленкообразования эпоксидной смолы, армированной нанофибриллированной целлюлозой. прог. Орг. Пальто. 2013;76:477–481. doi: 10.1016/j.porgcoat.2012.11.001. [CrossRef] [Google Scholar]
42.
Использование пластиковых ламинированных пленок и пакетов для упаковки жидких пищевых продуктов. Главное управление контроля качества, инспекции и карантина Китайской Народной Республики; Пекин, Китай: 2005 г. Великобритания 19741-2005. [Академия Google]
43. Лу Л.Дж., Лу Л.Х. Влияние количества EVA на характеристики антиоксидантной композитной пленки HDPE/LDPE. Пластмассы. 2018;47:31–34. [Google Scholar]
44. Шан Ю., Лу Л.С., Сюй В.К. Кинетика анаэробного распада витамина С в апельсиновом соке. науч. Технол. Food Ind. 2008; 29:120–122. [Google Scholar]
Влияние перепада давления на испытание на проницаемость пластиковой пленки
лаборатория
Исследования барьерных свойств
Влияние перепада давления на испытание на проницаемость пластиковой пленки
Юань Су1, Меркен Чжан2, Цзян Чжао 2 ， Пинг Яо1,
1.
Хунаньский технологический университет, Чжучжоу 20
Хучжоу 41,2008 Labthink Instruments Co. Ltd. Цзинань 250031, Шаньдун, Китай
Барьерные свойства упаковочного материала играют важную роль в пищевой и фармацевтической упаковке. Барьерные свойства включают газопроницаемость и паропроницаемость. Существуют различные методы проверки этих свойств. Метод дифференциального давления для проверки газопроницаемости имеет самую долгую историю и самое широкое применение. Но все еще есть сомнения в отношении этого метода, одно из которых заключается в том, что разница давлений между двумя сторонами испытуемого образца может разрушить структуру какого-либо хрупкого материала и вызвать трещины и перфорацию; также может привести к искажению материала и стать тоньше, поэтому поверхность образца станет больше. Все эти факторы будут влиять на результаты тестирования. Эти факторы вызывали гораздо больше опасений, когда метод равного давления использовался в 
Поэтому мы устраиваем ряд опытов для получения определенных и уточненных выводов.
I Основной принцип
Согласно теории массообмена [2], движущей силой молекул газа, проникающих через пластиковую пленку, является химический потенциал. Когда молекулы поглощаются полимером, а затем растворяются в нем, они переходят от более высокого химического потенциала к более низкому. Химический потенциал определяется химической активностью. Химическая активность пропорциональна концентрации молекул. В газовой фазе концентрация Ки можно выразить как парциальное давление молекул pi :
pi = k Ci (1)
Где k — константа. Это означает, что поток газа будет определяться парциальными давлениями между двумя сторонами образца. Если имеется количество Q газа, прошедшего через площадь A за время t , то коэффициент проницаемости P :
(2)
Где, p1, p2 – парциальные давления между двумя сторонами образца.
Разность парциальных давлений △p＝p1- p2. l — толщина пленки. Мы можем видеть, что коэффициент проницаемости, P, представляет собой количество газа, проходящего через пластиковый материал единичной толщины на единицу площади в единицу времени при единичной разности парциальных давлений между двумя сторонами материала.
Таким образом, парциальные давления между двумя сторонами необходимы для определения проницаемости. Таким образом, самым ранним и наиболее зрелым методом является метод разности парциальных давлений. Для этого метода существует множество стандартов испытаний в разных странах, таких как GB/T 1038, ASTM D1434, ISO 2556, ISO 15105-1, JIS K 7126 (метод A) и т. д. Все эти методы поддерживают разницу в 1 атмосферное давление. (101,33 кПа) между двумя сторонами образца и проверить проницаемость при этом давлении.
Обычно проницаемость полимера определяется тремя параметрами. Помимо коэффициента проницаемости P, есть еще два:
1 Скорость пропускания, TR: количество газа, проходящего через пластиковый материал, на единицу площади в единицу времени; выражая как (Количество)/[(Площадь)(время).
2 Проницаемость, R, представляет собой количество газа, проходящего через пластиковый материал на единицу площади в единицу времени при единичном перепаде парциального давления △p между двумя сторонами материала; выражая как Q/(A t △p)
Для этих трех параметров существуют следующие отношения:
R=TR/△p， P=R×l (3)
Из уравнения (3) мы можем видеть, что R и P теоретически не должны изменяться с △p. Но какова реальная ситуация? Ниже приводится наша договоренность, чтобы прояснить этот вопрос.
II Схема эксперимента
В испытательном приборе используется тестер газопроницаемости VAC-V1 производства Labthink Instruments Co., LTD, Цзинань, Шаньдун, 
Температуру можно контролировать от температуры окружающей среды до 50°C; точность температуры ±0,2°C. Этот прибор может измерять проницаемость R, коэффициент проницаемости P, коэффициент диффузии D и коэффициент растворимости S. В стандартном тестировании перфорированная бумага использовалась для поддержки образца и уравновешивания влияния разницы давлений.
Кроме того, в экспериментах использовалась компьютерная система обработки данных, вакуумный насос производительностью 0,1 Па и газ кислород (99,9%). На рис. 1 показано расположение.
Анализы взяты в стандартной лаборатории. Температура окружающей среды в лаборатории составляла 23°C, относительная влажность 50%. Испытательная камера находилась при температуре 40°C, влажность испытательного газа составляла 0% относительной влажности. Были протестированы материалы 8 типов, которые чаще всего использовались в гибкой упаковке, в том числе: ПК (125 мкм), ПК (175 мкм), ПЭТ (12 мкм), ПЭТ (23 мкм), ПЭТ (25 мкм), ПЭТ (70 мкм), ПА ( 35 мкм), PE (40 мкм), CPP (40 мкм) и OPP (38 мкм).
Кроме того, были материалы для мультиплеера; Использовали PE/EVOH/PE (55 мкм) и PA/PE (80 мкм). Диапазон перманентности образцов составлял 1,49.см 3 /м 2 ·24ч·0,1МПа до 7030 см 3 /м 2 ·24ч·0,1МПа. Каждый образец был испытан при серии перепадов парциального давления: 30 кПа, 50 кПа, 70 кПа, 90 кПа, 110 кПа, 130 кПа и 150 кПа. При каждом из этих перепадов давления каждый образец испытывается не менее трех раз.
Ⅲ. Анализ данных испытаний
В приведенной ниже таблице 1 приведены данные о скорости пропускания TR для различных материалов при различной разнице парциального давления; таблица 2, Permeance R; и таблица 3, Коэффициент проницаемости стр.
Таблица 3 Коэффициент проницаемости P [(E-11) см3·см/см2·с·см рт.ст.] для различных материалов с различной разницей парциального давления )
10205 11.
5
273
281 соответственно на рис.
Интересные явления из этих таблиц и рисунков следующие: скорость передачи (TR) увеличивалась пропорционально разнице парциального давления; но проницаемость R и коэффициент проницаемости P не меняются при изменении парциального давления.
Рис. 2 TR как функция перепада давления
Рис. 3 Зависимость между коэффициентом проницаемости и перепадом давления
Рис. материалы с хорошими и умеренными барьерными свойствами. Материалы с низкими барьерными свойствами, ПЭ (40), СРР (40) и ОРР (38) на чертеже не отмечены. Однако пропорциональное увеличение можно найти на рис. 1.
Согласно основному принципу, изложенному в разделе I этой статьи, скорость пропускания (TR) представляет собой количество газа, проходящего через пластиковый материал на единицу площади в единицу времени. Эта переменная обычно определялась двумя факторами:
1) соответствующей проницаемостью материала;
2) разница концентрации между двумя сторонами материала.
Если собственная проницаемость материала не изменена, то чем больше разница в концентрации, тем легче проходит газ. Это означает, что TR будет увеличиваться с разницей парциального давления из уравнения (1). Это был один из результатов, подтвержденных нашими экспериментами. Но если речь идет только о проницаемости материала, то следует исключить этот внешний фактор, т. е. исключить перепад парциального давления. Итак, у нас есть R в уравнении (3). Экспериментальные данные показали, что R (и, следовательно, P) не меняется с изменением парциального давления. Как и в цепи, чем больше разность электрических потенциалов между двумя точками сопротивления, тем больший ток проходит через это сопротивление. Но сопротивление не меняется с разностью электрических потенциалов.
Более того, один и тот же материал разной толщины будет давать разную проницаемость. Но нельзя сделать вывод, что более тонкий материал обладает большей проницаемостью, чем более толстый. Потому что один и тот же материал должен иметь одинаковую проницаемость для одного и того же типа газа.
Итак, мы нормализуем R, умножив его на толщину l , как в уравнении (3), и тогда мы получим коэффициент проницаемости P. Из PC (125) и PC (175) в Таблицах 2 и
Таблица 3, мы видим, что R (125) больше, чем R (175), но P (125) такое же, как P (175). Аналогичные результаты получены для ПЭТ (12), ПЭТ (23), ПЭТ (25) и ПЭТ (70) (см. рис. 3 и 4). Понятно, что один и тот же материал имеет один и тот же коэффициент проницаемости для одного и того же типа газа, даже если его R будет меняться в зависимости от его толщины. Как правило, коэффициент проницаемости является основным значением проницаемости материала.
IV Заключение
Метод перепада парциального давления принял эффективное решение для эффекта перепада давления и может гарантировать, что структура образцов не имеет значительной деформации под действием перепада давления. В нашем диапазоне испытаний, то есть в диапазоне метода перепада парциального давления, данные испытаний соответствуют теоретическим предсказаниям; R и P не изменяются при разнице давлений между двумя сторонами материала.
