编辑：陈敏/主编：王旭/学术顾问：寇兴然
编译：Clytze合肥工业大学
香芹酚在聚乳酸和聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯可生物降解薄膜中的抗真菌和增塑作用
LWT-FoodScienceandTechnology（IF：4.）
背景
生物塑料，包括可降解生物材料，可用于替代可持续和环保包装。聚乳酸(PLA)、聚己二酸丁二酯对苯二甲酸酯(PBAT)、热塑性淀粉和聚丁二酸丁二醇酯等生物塑料材料的生产和市场需求呈持续增长态势。但单一的可生物降解聚合物缺乏包装所需的物理和机械性，需要混合才能有效地设计和控制包装特性。香芹酚是精油的一种成分，具有较强的抗菌能力，加入生物聚合物可生产抗菌包装。挥发性释放抗菌包装对于具有不规则形状的多孔和干燥食品（例如面包、蛋糕和其他烘焙产品）非常有效。本研究通过将PLA和PBAT与香芹酚混合吹挤得到包装薄膜，研究香芹酚（Carvacrol）、PLA和PBAT之间的混合比例对面包的形态和抗真菌活性的影响。
（点击左下角阅读原文，直达文献页面）。
成果介绍
方法及结果
方法/仪器
指标
结果
_制备包装膜
PLA/PBAT比例：30/70(PLA30/PBAT70)、50/50(PLA50/PBAT50)和70/30(PLA70/PBAT30)，加入（2%和5%）香芹酚，样品标记上图所示。PLA比率增加，薄膜的透明度增加，而香芹酚的加入略微降低了薄膜的透明度。
SEM
膜的表面和横截面微观结构
混合薄膜表面结构不均匀，特别是在PLA30/PBAT70和PLA50/PBAT50，PLA从30%增加到50%会降低厚度，形成共连续网络；增加PLA含量，横截面的微观结构更光滑；增加香芹酚含量会产生更紧凑和更致密的结构。
FT-IR
分子结构
增加PLA使峰向较低波数(–cm-1)移动，同时增加PBAT使峰向较高的波数(–cm-1）移动；加入香芹酚后，所有峰均发生了约2–4cm-1的偏移，香芹酚和聚合物之间的相互作用涉及C=O键。
TGA
热重分析
随着香芹酚浓度的增加，°C左右的重量减轻程度增加，香芹酚的°C和°C下的失重幅度取决于PLA和PBAT含量。
Instron万能试验机
机械性能
PLA浓度增加，包装膜拉伸强度（TS）升高；香芹酚由于塑化增加了自由体积而降低了TS值；薄膜的断裂伸长率（EB）值与PLA和PBAT的比例成正比。
称重法
水蒸气渗透率
PLA含量升高，WVP降低；香芹酚的塑化对WVP的影响不显著。香芹酚增加了薄膜固体的自由体积和分子流动性，促进了水蒸气的扩散。
接触角分析仪
表面疏水性
PLA30/PBAT70和PLA50/PBAT50中的表面疏水性比对照（0%香芹酚低。
氧气渗透率分析仪
氧气透过率
5%的较高香芹酚浓度使PLA30/PBAT70薄膜的氧气透过率（OP）增加了31%。
气相色谱
香芹酚的释放
对于2%和5%的香芹酚，PLA30/PBAT70薄膜在储存的最初3天内释放出更大的释放量。PLA增加，香芹酚的释放减少，PLA70/PBAT30薄膜最早达到平衡。
琼脂盘扩散法
抗菌特性
含有香芹酚的薄膜延迟了青霉菌和根霉菌的生长，含有香芹酚的薄膜延迟了从绿色菌落到橄榄色的转化，含有2%和5%香芹酚的PLA/PBAT薄膜延迟了菌丝体变黑。
面包保鲜应用
用商用PP和PLA/PBAT对照薄膜包装面包和黄油蛋糕，储存第4天出现真菌生长，而含有2%和5%香芹酚的PBAT/PLA薄膜可防止霉菌生长并将保质期延长2-4天。
图2薄膜外观和微观结构
图3薄膜的表面（C）和横截面（D）
图4TGA曲线
图5薄膜对青霉菌（A、B）和根霉菌（C、D）的圆盘扩散方法和气相抗真菌活性。A、C薄膜与介质直接接触；C、D气相
图片6(A)面包和(B)黄油蛋糕在在25°C下储存8天
研究结论
1、PLA和PBAT之间的混合比例、与香芹酚的相互作用影响了薄膜的机械和阻隔性能。
2、机械性能表明PBAT和PLA之间存在部分混溶性，而香芹酚在PLA相中的增塑作用更强，阻隔性能取决于聚合物组分固有的亲水-疏水性能以及控制气体和蒸汽流动性的微观结构。
3、有2%和5%香芹酚的薄膜延迟青霉菌和根霉菌的孢子生长，使面包和黄油蛋糕的保质期延长至4天。
创新性/应用前景添加香芹酚的PLA/PBAT共混薄膜可抑制烘焙产品中的真菌生长。研究结果可能会为开发可生物降解包装材料提供理论参考，通过传统的塑料挤出工艺生产生物塑料共混薄膜，应用于食品的包装。
参考文献
Antifungalandplasticizationeffectsofcarvacrolinbiodegradablepoly(lacticacid)andpoly(butyleneadipateterephthalate)blendfilmsforbakerypackaging.
