脂肪氧化是影响食品品质和安全的重要问题。控释型抗氧化活性包装以其具有的活性物质释放速率的可控性和可预测性的优点逐渐替代传统抗氧化包装成为近年来食品包装领域的研究热点。然而,现有的控释包装技术大多存在选材受限及缓释效果不明显的问题。介孔分子筛材料因具有较高的比表面积和孔容,以及尺寸可调节的孔道结构和可化学修饰的表面,在控释包装领域应用前景广阔。但是,目前基于介孔载体控释技术开发的包装膜对活性物质的缓释效果欠佳,控释载体对薄膜的包装及控释性能影响尚不明确。本课题以MCM-41介孔分子筛为吸附控释载体,以天然抗氧化剂α-生育酚为活性物质,以低密度聚乙烯为聚合物基材,开发抗氧化活性包装膜材料。研究中,以活性物质负载率、控释组装体添加量、MCM-41孔径尺寸及表面基团为控释因子开发了一系列具有不同活性物质释放速率的活性薄膜。从薄膜微观形貌、结晶度、机械及物理性能等角度出发,研究并分析了α-生育酚/MCM-41控释组装体对薄膜包装性能的影响及作用机制。通过迁移试验和分子动力学模拟的方法分别对α-生育酚的迁移和扩散行为进行研究,对MCM-41的控释机理进行探讨。研究内容及主要结论包括:(1)α-生育酚/MCM-41控释组装体及活性膜的制备及性能评价采用正交试验法,研究组装体负载过程中的工艺条件对α-生育酚在控释组装体中负载率的影响,对负载前后MCM-41的结构进行表征;采用挤出流延法将组装体与LDPE母料共混制膜,研究不同α-生育酚负载率对活性膜缓释性能的影响,并对薄膜的抗氧化性能进行评价。结果表明,负载过程中α-生育酚在溶液中的浓度是影响其在介孔材料中负载率的最关键因素,二者呈正相关关系;热重、红外光谱及氮气吸附表征分析结果说明,α-生育酚被成功负载于MCM-41孔道中,同时,负载后,α-生育酚的热稳定性得到提高。负载后的介孔材料仍然保持着孔道结构的有序性。活性膜性能方面,相较于直接添加抗氧化剂,活性膜中α-生育酚向脂肪类食品模拟物中释放的扩散速率降低了62%,释放周期延长了57%,同时,薄膜的抗氧化性活性研究证明其具备抗氧化活性。(2)α-生育酚/MCM-41组装体添加量对活性膜性能的影响研究以α-生育酚/MCM-41组装体在制膜过程中的添加量为单一变量制备活性薄膜,对薄膜的微观形貌、结晶性、拉伸性能、透光性及阻隔性进行表征,研究不同组装体添加量对薄膜性能的影响。同时,进行迁移试验,研究不同组装体添加量对α-生育酚释放行为的影响。薄膜的微、宏观表征分析结果表明,组装体在聚合物基质中的分布均一性的变化导致了薄膜机械及物理性能的变化。随着添加量的提高,薄膜的结晶度、拉伸性能均下降,阻光性、透氧性和水蒸气透过性增强;而在缓释性能方面,MCM-41表现出由介孔孔道和纳米级颗粒尺寸而引起的双重控释效果。活性膜中,α-生育酚的释放行为不但受MCM-41孔径尺寸的限制,而且随着组装体添加量的提高,α-生育酚的扩散路径逐渐曲折化,从而引起α-生育酚的释放速率逐步放缓。(3)MCM-41孔径尺寸及表面基团对活性膜性能的影响研究制备具有不同孔径尺寸和表面基团的MCM-41分子筛,负载α-生育酚后制备活性薄膜,对负载前后的介孔分子筛进行微观形貌、孔结构、热重及红外光谱表征;对薄膜的微观形貌、结晶度、机械及物理性能进行表征分析,研究不同属性MCM-41对薄膜包装性能的影响;进行迁移试验,研究不同属性的MCM-41对活性膜缓释效果的影响。结果表明,成功合成了具有不同孔径尺寸及嫁接不同有机基团的MCM-41介孔分子筛,不同属性的MCM-41都成功实现了对α-生育酚的负载;活性膜性能方面,在添加不同孔径尺寸MCM-41制备的活性薄膜中,薄膜的结晶度受组装体的比表面积影响显著,拉伸性能则随着孔径尺寸的增大而增强,组装体中α-生育酚对薄膜有增塑效果;总体而言,活性膜中α-生育酚的释放速率与孔径尺寸呈正相关关系。有机基团的嫁接显著提高了组装体在聚合物基质中分布的均一性,聚合物的结晶度、拉伸性能及阻隔性能都得到了显著提高;缓释效果方面,烷基链长度增加,α-生育酚在活性膜中的释放速率减缓;嫁接氨丙基的MCM-41对α-生育酚的缓释效果最优,相较于直接添加α-生育酚,活性膜的扩散系数降幅达到87%。(4)α-生育酚扩散行为的分子动力学模拟研究构建不同孔径尺寸及表面基团的MCM-41与α-生育酚两相模型,进行分子动力学模拟,研究α-生育酚在不同属性MCM-41中的扩散行为及控释机理。结果表明,有机基团的嫁接改变了抗氧化剂分子在MCM-41孔道中的运动方式;随着MCM-41孔径尺寸的增加,α-生育酚在孔道中的活动能力不断增强;而在不同表面基团的介孔孔道中,α-生育酚的扩散行为则受到孔径尺寸及表面基团嫁接的双重影响;不同属性MCM-41孔道中,α-生育酚扩散速率的变化本质上是由活性物质与控释载体之间相互作用能的变化导致的;α-生育酚/MCM-41两相体系的分子动力学模拟能够有效对控释膜中活性物质的释放行为进行预测。