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华南理工大学吴虹&华南农业大学温棚:静电纺丝PLA纳米纤维的最新进展及其在食品包装中的潜在应用

学术动态    2022-07-21 16:39

DOI: 10.1021/acs.jafc.2c02611

 

聚乳酸(PLA)因其环保特性和良好的物理性能而成为一种很有前途的食品包装用生物聚合物。静电纺丝技术可生产出具有预期结构以及阻隔、力学和热性能增强的PLA基纳米材料。尤其,该简便工艺可产生较高的生物活性剂包封效率及其受控释放,以延长食品保质期并提高其品质。在这项研究中,总结了用于制备PLA基纳米纤维的不同类型静电纺丝技术,并描述了各项技术的增强性能。此外,重点介绍了在纳米纤维中引入不同成分及其在活性智能包装材料中的应用。总体而言,该综述阐明了PLA基纳米复合材料在食品包装中的广阔应用前景。

 

图1.PLLA、PDLA和PDLLA的结构示意图。

 

图2.(a)单轴静电纺丝、(b)同轴静电纺丝和(c)乳液静电纺丝制备PLA纳米纤维的示意图。

 

图3.不同形态的电纺PLA纤维:(a)光滑均匀;(b)多孔;(c)核壳结构;(d)笔直且定向;(e)波浪形且定向;和(f)规则图案化。

 

图4.改进的同轴静电纺丝工艺的示意图。

 

图5.(a)磁性静电纺丝和(b)图案化静电纺丝设备示意图。

 

图6.PLA立体复合物(sc-PLA)的形成过程。

 

图7.sc-PLA膜的应力-应变曲线(初纺,杂化PLLA/PDLA电纺纳米纤维;A100,退火初纺;S200,在1MPa压力下低温烧结A100;S200-P,在无压力条件下低温烧结A100)。

 

图8.用于活性包装的静电纺丝技术示意图。

 

图9.用于pH指示剂智能包装的静电纺丝技术示意图。

 

图10.在不同pH值下,厚度为(a)34.7和(b)68.7μm的含3%(w/v)藻青蛋白的纳米纤维,以及厚度为(c)36.5、(d)99.0和(e)165.0μm的含3%(w/v)钝顶螺旋藻粉的纳米纤维的颜色变化。