【摘 要】
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由于安全,环保和可持续等特点,可食用涂层在食品保鲜领域持续引起人们的关注。然而,良好的保鲜涂层需要满足许多要求,如良好的抗菌活性和机械性能、精准地平衡气体和水蒸气的渗透以及非常好的粘附性等。单一成分和结构的涂层很难完全满足这些需求。层层组装（Layer-by-Layer,LbL）是一种可以进行主动调控制备复合涂层的方法,可以充分发挥各组合材料的优势进行涂膜性能的调整设计,具有材料互补、结构和性能可
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由于安全,环保和可持续等特点,可食用涂层在食品保鲜领域持续引起人们的关注。然而,良好的保鲜涂层需要满足许多要求,如良好的抗菌活性和机械性能、精准地平衡气体和水蒸气的渗透以及非常好的粘附性等。单一成分和结构的涂层很难完全满足这些需求。层层组装（Layer-by-Layer,LbL）是一种可以进行主动调控制备复合涂层的方法,可以充分发挥各组合材料的优势进行涂膜性能的调整设计,具有材料互补、结构和性能可控等特点。本文主要利用LbL的优点,通过壳聚糖（Chitosan,CS）和海藻酸钠（Sodium alginate,SA）的层层组装来制备性能可控的保鲜涂层,实现对果蔬保鲜涂层性能的调整、维持和提升,以解决涂层应用过程中的实际问题,从而达到延长货架期的目的。主要研究内容如下:针对目前缺乏控制可食用涂层厚度的方法,研究了涂层厚度的精确控制的方法,以实现对涂层性能的调整。对涂层的成膜机理、厚度增长规律和物理性能的研究表明,CS和SA组装过程中是通过静电驱动组装,干制后分子间在氢键和离子键的共同作用下成膜;涂层厚度增长最快的条件为SA和CS的p H=4,Na Cl浓度为0.1 mol/L;通过调整组装浓度和次数,能够精确地制备出厚度在0.2-36μm的涂层。根据果蔬自发气调的模型,预测出了所需的涂层厚度范围,并利用LbL制备出了相应厚度的涂层组合;在这些组合中,（SA1/CS1）3、(SA1.5/CS1.5)3和(SA1.5/CS1.5)2分别对草莓、砂糖桔和香蕉的整体生理特性保持效果最好,常温货架期分别从2、8和6 d延长至4、12和10 d。针对涂层破损而引起涂层性能的下降,研究了CS和SA制备的LbL涂层的自修复能力,以实现对涂层性能的维持。研究结果表明,（SA/CS）n涂层具有自修复能力,其自修复能力主要是来源于水加入后的分子链的相对运动;涂层的阻氧性,机械性能和阻水性的自修复效率分别为97%、95%和63%;与空白组相比,（SA/CS）3涂层使草莓的腐败指数减少了22%,失重减少了9.23%,可溶性固形物的峰值出现从1 d推迟到4 d,并减缓了抗氧化能力下降和丙二醛累积。涂层能够通过自修复作用保持其阻隔性,从而降低涂层破损对草莓生理特性带来的不利影响。针对CS和SA制备的LbL涂层抑菌能力的不足,将具有抑菌活性的柠檬醛加入涂层,以实现对涂层性能的提升。研究了柠檬醛的引入对涂层性能的影响,以及LbL结构对柠檬醛的保留和释放动力学。结果表明,柠檬醛能够增强LbL涂层的阻隔性能,而LbL的层状结构能够改善涂层对柠檬醛的释放和保留性能;通过改变柠檬醛的装载位置,可以调整柠檬醛的保留率和释放速率;柠檬醛在膜中释放机制主要是Fick扩散,LbL膜仍有溶胀机制的影响;Peppas模型可以用来模拟LbL膜中柠檬醛的释放;与空白组相比,含有柠檬醛的LbL涂层能够将草莓的腐败指数降低77.53%,将涂层草莓的常温货架期长至超过7 d。
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