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乙烯是果蔬的天然催熟剂,在食品和农业领域应用十分广泛,但其通常用高压钢瓶进行储存和运输,存在泄露和爆炸等风险,且不具缓释效果。课题以α-环糊精金属有机框架(α-CD-MOF)材料为载体附载乙烯气体,研究不同结晶结构与乙烯附载量的关系,揭示了乙烯附载机制,研究α-CD-MOF中乙烯气体的缓释性能及在不同温度、相对湿度条件下乙烯的释放规律,并研究α-CD-MOF-乙烯复合物对香蕉的催熟效果,研究结果对开发新型乙烯气体附载材料具有理论指导意义。以α-环糊精(α-CD)为原料,采用氢氧化钠(Na OH)、氢氧化钾(KOH)制备两种不同结晶结构的α-环糊精金属有机框架,α-CD-MOF-Na和α-CD-MOF-K。通过固相吸附法附载乙烯气体,拉曼光谱证明α-CD-MOF和乙烯之间形成了复合物,乙烯附载质量分数分别可达47.35%和52.91%。释放动力学研究表明,在不同温、湿度条件下,乙烯释放速率随着温、湿度的升高而加快。利用Avrami’s方程拟合可知,不同温度下,复合物中乙烯释放符合扩散限制模型;不同相对湿度下,乙烯的释放则符合一级动力学模型。两种金属有机框架都具有优良的乙烯附载性能,其中α-CD-MOF-K具有最好的控制释放特性及乙烯附载率,在25°C下储存30 d后,仅释放50.13%。通过单晶X射线衍射及分子模拟等方法对两种材料进行结构表征,发现α-环糊精和两种碱金属结晶后形成了新的多孔网状结构,能够有效附载乙烯气体,并减缓乙烯的释放速率。为了进一步研究复合物在生产实践中的应用,以α-CD、V-型淀粉、α-CD-MOF-Na和α-CD-MOF-K为原料附载乙烯气体后进行香蕉催熟,并选用不添加任何乙烯气体、注射1000μL/L纯乙烯气体两组作为对照实验。通过对7 d内香蕉颜色、硬度、可溶固形物含量等指标检测,发现四种样品对香蕉的催熟效率为:α-CD
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