香樟果抗菌包裝材料的開發范文

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《包裝學報》2015年第二期

1實驗方法

以香樟果為原料開發紙質抗菌包裝材料的具體實驗流程如圖1所示。

1.1香樟果抗菌紙合成方法的選取抗菌紙的生產方式可分為以下5種：內部施膠、表面施膠、表面涂布、噴灑抗菌劑、使用抗菌纖維技術[7]。利用施膠和涂布2種方法生產抗菌紙時，抗菌劑的用量較少，并且抗菌劑的分布較為均勻，因此成為抗菌紙生產中常用的制備方法[8]。由于本次實驗選用的是已經生產出來的紙張，故選用表面涂布的方法制備抗菌紙包裝材料。

1.2香樟果抗菌成分的提取提取香樟果中抗菌成分的具體操作如下[9]：1）將采摘下來的新鮮香樟果去除果托；2）將選出的香樟果放入攪碎機中處理2.0~2.5min，攪拌速度為2000r/min，處理后的樣品為泥狀；3）用電子天平分別稱取10，15，20g香樟果泥，并放入對應的燒杯中；4）往各燒杯中分別加入30mL體積分數分別為75%和95%的酒精，具體的分組編號及其酒精添加情況見表1。對各組別樣品進行持續90h的觀察，并從90h內截取4個時間節點（24,48,72,90h），分別對每個編號的酒精溶液的析出情況進行測試并記錄。因1~3號樣品的實驗條件相同，故只選取2號樣品作為代表；同理，6~8號樣品中，取6號樣品為代表；加上4號樣品（香樟果泥質量為10g）和5號樣品（香樟果泥質量為20g），共4個樣本，對其析出液的顏色進行統計，分析香樟果的質量、浸泡的酒精液濃度和浸泡時間3個因素對香樟果抗菌成分提取效果的影響情況。

1.3香樟果抗菌紙的制備具體的操作方法如下：1）將書寫紙（A4紙）裁剪成大小為150mm×150mm的正方形；2）按照時間計劃表，在剪好的紙上用毛刷均勻涂布（1，2，3次）香樟果提取物；3）要經過2次或3次涂布的紙張，需要在上次涂布完成后，用電熱恒溫鼓風干燥箱烘干，再進行第2次、3次涂布，每次的烘干條件為60℃，2min。具體的涂布時間安排見表2。4）保存裝袋，為后期的數據測量做準備。感官上來說，用體積分數為95%的酒精浸泡后的析出液涂布的抗菌紙的色澤比75%的更深，而且氣味也更濃，理論上可以認為該抗菌紙里面含有的抗菌成分更多。

2結果分析與討論

2.1影響香樟果抗菌成分提取的因素圖2所示為實驗所得部分樣品經酒精浸泡24h后的析出液照片。由圖2可以看出，所選取的4個樣品中，2號樣品和5號樣品的酒精浸泡香樟果析出液的顏色較深，4號和6號樣品的析出液顏色相對較淺，這一結果表明：浸泡在酒精中的香樟果質量越大，其抗菌成分析出越多，析出液顏色越深。將香樟果酒精析出液的顏色由紫色變化為無色的過程進行量化，分別計分為10~0，經過持續90h的觀察，所得2號、4號、5號和6號樣品析出液的顏色統計得分結果見表3。為便于觀察各樣品顏色的變化趨勢，將其繪制成圖3所示曲線圖。由圖3可得出：1）一定時間內，香樟果酒精析出液的顏色越來越深，表明溶液中的抗菌成分隨著浸泡時間的延長而不斷增加。2）當浸泡時間為90h左右，各樣品酒精析出液的顏色不再加深，說明香樟果果泥里面的有機抗菌成分幾乎全部析出。3）對比2號樣品與6號樣品的曲線變化，可知24~48h內，2條曲線的斜率一致，而在48~72h范圍內，2號樣品曲線的斜率增大，超過6號樣品，表明體積分數為95%的酒精浸泡析出香樟果中的抗菌成分的速率比體積分數為75%的酒精的高。4）比較4號樣品和5號樣品的曲線，可發現5號樣品的變化曲線一直位于4號樣品的上方，表明其同等條件下的抗菌成分較多。因此，可以得出，香樟果泥的質量越大，含有的抗菌成分越多，浸出液的顏色越深。

2.2香樟果抗菌紙的抗菌效果驗證采用菌落總數測定實驗，并選用平板菌落計數法驗證香樟果抗菌紙的抗菌效果，實驗流程如下：1）將抗菌紙樣品（大小相同，為150mm×150mm）放入研缽中，再加入10mL蒸餾水研碎。2）將研磨好的漿狀物倒入試管中，放于離心機內離心3min。3）取上層清液，與制好的營養瓊脂均勻混合（混合前將營養瓊脂加熱到流體狀態）。4）將制備的培養基放在自然環境下培養，讓其與大氣充分接觸。5）以12,24,36,48,60h為時間節點，統計平板上的菌落數，所得統計結果如表4所示。由香樟籽無水乙醇提取物對供試菌菌絲生長及孢子萌發的抑制效果圖，也可得出香樟果具有抑菌作用。分析表4中的數據可發現，相同的培養時間里，抗菌紙樣品培養基中的菌落數大多比空白對照組要少，僅4-d，48h樣品培養24h統計的數據除外。為了準確探討各因素對其抑菌性能的影響，將表4中的數據整合為圖4~7，其中，圖4為浸泡時間對菌落數的影響結果，圖5為香樟果泥的質量對菌落數的影響結果，圖6為涂布次數對菌落數的影響結果，圖7為酒精濃度對菌落數的影響結果。由圖4和圖5可以得知：1）抗菌紙的菌落數曲線基本上均在空白紙下方，說明制備的抗菌紙具有一定的抗菌效果。2）同一樣品，浸泡時間越長，涂布得到的抗菌紙的抗菌效果越好，本實驗中，浸泡時間為90h的樣品紙的抗菌效果最好。3）其他條件一致時，香樟果泥的質量越大，析出的抗菌成分越多，抗菌效果越好。本實驗設定下，果泥的質量為20g時，析出的抗菌成分最多，制備的抗菌紙的抗菌效果最好。由圖6和圖7可以得知：1）其他條件相同的情況下，涂布次數越多，平板上的菌落數越少，抗菌效果越好。本實驗中涂布3次時，平板上的菌落數最少，抗菌效果最好。2）通過對樣品1-a，48h（酒精體積分數為75%）與6-f，48h（酒精體積分數為95%）曲線的比較可知，其他條件相同的情況下，用于浸泡的酒精體積分數較高（本實驗為95%）時，從香樟果中析出的抗菌成分較多，抗菌效果較好。圖8所示為培養48h后幾個樣品的平板菌落情況照片，從圖8中可以看出，空白組平板中的菌落數遠多于實驗組的。通過空白組與實驗組對照，可知香樟果里面含有抗菌成分，抗菌紙的抗菌效果受香樟果泥的質量、浸泡時間等因素的影響。單因素實驗結果表明：香樟果泥的質量為20g，浸泡時間為90h，所得樣品的抗菌效果較好。涂布次數以及酒精濃度也是影響抗菌效果的重要因素，當涂布3次、酒精體積分數為95%時，所得樣品的抗菌效果較好。

2.3抗菌紙的性能測試與結果分析

2.3.1抗菌紙的質量測定與結果分析實驗所得不同涂布次數下抗菌紙的質量變化情況如表5所示。此處以每多涂布1次的平均增重率來反映抗菌紙的質量變化。分析表5中的數據可知，涂布1次的抗菌紙增重率為1.64%，2次涂布較1次涂布的增重率為1.34%，3次涂布較2次涂布的增重率為1.45%。每次涂布的平均增重率是1.48%。由此可以得出：涂布次數會增加抗菌紙的質量，因此在未來的生產中要特別注意。

2.3.2摩擦系數的測量與結果分析實驗所得不同抗菌紙的摩擦系數見表6，其中us為靜摩擦系數，ud為動摩擦系數。分析表6中的數據可知，編號為1-a，48h、72h、90h抗菌紙的摩擦系數數據變化較小，且與空白組數據接近；編號為4-d、5-e、6-f，48h的摩擦系數數據基本相同，說明香樟果泥在酒精中的浸泡時間、浸泡的香樟果質量對摩擦系數的影響較小；編號為6-f、7-g、8-h，48h的摩擦系數數據相差較大，說明涂布次數對摩擦系數的影響較大，當涂布3次時，動摩擦系數與靜摩擦系數明顯增大，分別為0.083和0.166。以上結果說明，隨著涂布次數的增加，反復烘干涂布，抗菌紙越來越粗糙，光潔性變差。

2.3.3抗菌紙的抗戳穿強度測試與結果分析表7所示為不同涂布次數下的抗菌紙抗戳穿實驗結果，且未涂布空白樣品的抗戳穿強度為0.20J，空白樣品經烘干的抗戳穿強度為0.25J。分析表7中的數據可以得出：1）紙張未經涂布而烘干1次，紙張的抗戳穿強度最高，為0.25J，說明在一定的溫度和烘干時間范圍內，紙張纖維在受熱條件下失去水分而使纖維收縮，使紙張變得更加強韌。2）隨著涂布次數的增加，紙張抗戳穿強度減小，說明紙張被反復涂布、烘干，破壞了其原有的纖維排列與緊密度，紙張的韌性降低而使得其抗戳穿強度越來越小。

3結論

本研究以香樟果為原料，制備了抗菌紙包裝材料，并對其抗菌效果及紙材料的包裝性能進行了研究，可得出如下結論：1）以香樟果為原料制備的抗菌紙材料，具備一定的抗菌效果；2）其他因素不變的情況下，香樟果泥的質量為20g，浸泡時間為90h，涂布次數為3次，所得樣品的抗菌效果較好；3）酒精的濃度會影響香樟果中抗菌劑析出的速率，當酒精的體積分數為95%時，香樟果泥中的抗菌成分析出較快，抗菌效果較好；4）經涂布后的抗菌紙，其質量增加，動摩擦系數和靜摩擦系數均增大，光潔度降低，抗戳穿強度相應降低。

作者：楊福馨魏麗娟余蕾希陳基玉杜運鵬王海麗單位：上海海洋大學食品學院