知識課堂：膨潤土在新型包裝材料方面的應用及最新研究進展

　　膨潤土的總負電荷可以通過陽離子交換過程得到補償。采用離子交換法將膨潤土粉與硝酸銀溶液混合，可以制備銀-膨潤土復合材料，且復合材料對金黃色葡萄球菌的抑菌率極高。

　　Clegg等將銀/鈉膨潤土加入用于包裝的淀粉-塑漿-粘土涂層，制備了淀粉基抗微生物涂料，并將其應用于食品包裝中，并評估了抗菌性能、屏障和分散性能。在涂層中加入0.03wt%的銀/鈉膨潤土，與大腸桿菌初始2.1×105CFU/物相比，可減少4.4log。

　　聚乙烯醇(PVA)是一種人工半晶態水溶性成膜聚合物，具有廣泛的應用前景。PVA的生物降解率低，機械性能和防潮性能差。因此，人們對聚乙烯醇的材料工程進行了大量的研究，以提高聚乙烯醇的性能。實現這一目標的有效方法之一是將層狀硅酸鹽摻入聚合物基體。

　　Shiji Mathew等以水煮大米淀粉為調合劑，對聚乙烯醇的理化性質進行改性，利用陽光直射在聚合物基質中快速原位生成AgNPs，開發的蒙脫土(MMT)/聚乙烯醇(PVA)/水煮大米淀粉混合材料顯示出對食源性致病菌沙門氏菌、傷寒沙門氏菌和金黃色葡萄球菌有良好的抗菌活性，表明了材料具有作為食品包裝膜的潛力，以確保食品安全和延長貨架期。

　　Mojtaba Koosha等探討了殼聚糖/PVA膜含黑胡蘿卜花青素作為天然pH指示劑和膨潤土作為納米填料在智能包裝中的應用潛力。試驗中將黑胡蘿卜花青素引入殼聚糖/PVA/膨潤土納米復合材料中制備pH敏感膜。pH值變化后，在含花青素的膜中檢測到可見的顏色變化。由于采用插層方法，在膨潤土的存在下，膜的抗拉強度下降。同時，含花青素薄膜的拉伸強度高于無花青素薄膜。此外，添加膨潤土和花青素可以有效抑制不良細菌的生長。這種薄膜具有應用于智能活性食品包裝的潛力。

　　膨潤土作為填料在聚合物基質中使用，經過季銨鹽改性的膨潤土不僅可以增強聚合物基質的力學性能，也可以增強其抗菌性能。Gulay Baysal等以蒙脫土(MMT)為原料，經十六烷基三甲基溴化磷(HD)和十六烷基三甲基溴化銨(CT)改性，制備了食品包裝用抗菌納米復合膜并測定復合膜對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌活性。經兩種季銨鹽分別改性后的淀粉(CS)/蒙脫土膜的抗菌性能良好，與季銨鹽復合的淀粉薄膜具有作為納米結構材料應用于食品包裝的潛力。

　　另外，Afsaneh Nouria等采用簡便、環保的方法制備了蒙脫石-銅氧化物(MMT-CuO)納米復合材料，并將其引入殼聚糖(CS)基體中，以提高其光學、機械和抗菌性能。用DRD和SEM等測試對材料進行了表征。實驗中只有3%的MMT-CuO-nanocomposite的摻入增加了殼聚糖膜對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的抗菌活性，而MMT-CuO納米復合材料的抗菌活性對兩種革蘭氏陰性菌(大腸桿菌和銅綠假單胞菌)的致死率超過99%。故殼聚糖-MMT-CuO納米復合膜有望成為一種新型的活性食品包裝材料。

　　同樣，Bourakadi K E等以殼聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)和改性硫代苯并咪唑-膨潤土(MMT)為基材，采用鑄造法制備了一種新型的生物復合膜。

　　相比于純膜(CS/PVA)而言，復合膜對試驗所用的所有細菌(銅綠葡萄球菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌)均具有較好的抗菌活性，在活性包裝應用方面具有一定的潛力。

　　范方方等以膨潤土為載體，殼聚糖為殺菌劑制備了膨潤土/殼聚糖/PVA保鮮膜。通過對貯藏期間芒果的腐爛指數、呼吸強度等指標的測定，研究了保鮮膜對芒果的保鮮效果，并與市面上的保鮮膜保鮮效果進行了對比。結果表明，與市售保鮮膜相比，其自制保鮮膜保鮮效果更佳。因此，將殼聚糖加入保鮮膜中，制備出抗菌性較好的薄膜，可以減少芒果在運輸和貯藏過程中的腐爛率。

　　資料來源：《林濤,王俊,殷學風,等.膨潤土在傳統領域及抗菌材料中的應用研究進展[J].陜西科技大學學報,2020,38(06):124-132.》

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