Preparation and freshness preservation effect of biopolyester freshness preservation film

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.10.013

Abstract

Abstract:

Taking blueberry as a research object， a series of biodegradable composite films based on polyglycolic acid （PGA） and polybutylene terephthalate adipate （PBAT） were prepared by using a twin⁃screw extruder according the tape casting mechanism. The quality of cling film was characterized in terms of thermal weight loss， gas permeability， and gas composition. The results indicated that a mass ration of PGA to PBAT of 60∶40 could effectively inhibit an increase in the content of polyphenol oxidase （PPO） activity and delay a decrease in ascorbic acid peroxidase （APX）， superoxide dismutase （SOD）， and catalase （CAT） activity. The PGA group delayed the decrease of peroxidase （POD） activity and pH value. Therefore， the biodegradable preservation film composed of PGA and PBAT is more advantageous to the preservation for blueberries， especially for the preservation film containing 60 % PGA and 40 % PBAT. The CO₂ volume fraction could be controlled within 2 %~3 %， whereas the O₂ volume fraction continued to decrease with a variation of storage time to reach 10 %~12 %. After storage for six days， the enzyme activity was 3.42 U/g for PPO， 5.98 U/g for APX， 8.37 U/g for SOD， 81.12 U/g for POD， and 115.78 U/g for CAT.

Key words: blueberry preservation, biodegradable material, modification of cling film, dynamics

CLC Number:

TQ317

SUN Ying, BAI Lin, LIU Minghao, WENG Yunxuan, CHEN Liping. Preparation and freshness preservation effect of biopolyester freshness preservation film[J]. China Plastics, 2023, 37(10): 93-100.

Figures/Tables 15

References 37

1	WANG H L， GUO X B， HU X D， et al. Comparison of phytochemical profiles， antioxidant and cellular antioxidant activities of different varieties of blueberry （vaccinium spp）［J］. Food Chemistry， 2017， 217：773⁃781.
2	赵红宇，关文凤，周盛华，等. 羧甲基纤维素壳聚糖复合膜对蓝莓保鲜效果的研究［J］. 农产品加工， 2022， 554（12）： 5⁃9.
	ZHAO H Y， GUAN W F， ZHOU S H. Study on effects of the preservation of blueberry by carboxymethyl cellulose⁃chitosan films［J］. Farm Products Processing， 2022， 554（12）： 5⁃9.
3	梁晓云，赵王晨，张晨，等. 壳聚糖/EGCG@MNPS纳米复合包装对低温和常温贮藏蓝莓保鲜效果的影响［J］. 食品工业科技， 2022， 43（24）： 268⁃279.
	LIANG X Y， ZHAO W C， ZHANG C，et al. Effects of chitosan/EGCG@MNPs nanocomposite packaging on preservation of blueberries stored at low temperature and normal temperature［J］. Science and Technology of Food Industry， 2022， 43（24）： 268⁃279.
4	ZHENG Z Q， CHEN J H， TIAN W， et al. Finite element analysis of blueberry stack damage［J］. Journal of Food Process Engineering， 2021， 44.
5	WANG L， ZHANG X X， ZHAO Y L， et al. Effect of treatment with 1⁃methylcyclopropene or ethylene absorbent on the quality of hawthorn fruits during controlled freezing⁃point storage［J］. Food Science， 2018， 39（23）： 243⁃249.
6	XING S H， ZHANG X S， GONG H S. The effect of CO₂ concentration on sweet cherry preservation in modified atmosphere packaging title not given［J］. Czech Journal of Food Sciences， 2020， 38（2）： 103⁃108.
7	陈孟雅. 低能微波和减压处理对巨峰葡萄抗氧化及软化的影响［D］. 合肥：安徽农业大学， 2018.
8	金童. 1⁃甲基环丙烯（1⁃MCP）和二氧化氯联合使用对果蔬采后品质的影响［D］. 济南：齐鲁工业大学， 2019.
9	ASGHER M， QAMAR S A， BILAL M， et al. Bio⁃based active food packaging materials： sustainable alternative to conventional petrochemical-based packaging materials［J］. Food Research International， 2020， 137： 109625.
10	唐海兵. 活性PLA/PHA包装薄膜对冷藏保鲜河豚鱼片品质及风味的影响研究［D］. 上海：上海海洋大学， 2020.
11	ZHANG W Y， SUN D W， MA J， et al. Simultaneous sensing of ammonia and temperatures using a dual⁃mode freshness indicator based on Au/Cu nanoclusters for packaged seafood［J］. Food Chemistry， 2023， 418： 135929.
12	国崇文，魏宝东，张鹏，等. PE包装对西兰花贮藏品质的影响［J］. 保鲜与加工， 2020， 20（1）： 53⁃59.
	GUO C W， WEI B D， ZHANG P， et al. Effect of PE packaging on the storage quality of broccoli［J］. Storage and Process， 2020， 20（1）： 53⁃59.
13	万哲，卢立新，丘晓琳. 胺基载体选择性渗透膜对西兰花品质的影响［J］. 包装工程， 2017， 38（17）： 8⁃12.
	WAN Z， LU L X， QIU X L. Effects of perm⁃selective membranes of amine carrier on quality of broccoli［J］. Packaging Engineering， 2017， 38（17）： 8⁃12.
14	INDUMATHI M P， SAROJINI K S， RAJARAJESWARI G R. Antimicrobial and biodegradable chitosan/cellulose acetate phthalate/ZnO nano composite films with optimal oxygen permeability and hydrophobicity for extending the shelf life of black grape fruits［J］. International Journal of Biological Macromolecules， 2019. 132： 1 112⁃1 120.
15	SONG T Y， QIAN S， LAN T T， et al. Recent advances in bio⁃based smart active packaging materials［J］. Foods， 2022， 11：2 221⁃2 228.
16	KHALID M Y， ARIF Z U. Novel biopolymer⁃based sustainable composites for food packaging applications： a narrative review［J］. Food Packaging and Shelf Life， 2022， 33： 100892.
17	SANI M A， AZIZI⁃LALABADI M， TAVASSOLI M， et al. Recent advances in the development of smart and active biodegradable packaging materials［J］. Nanomaterials， 2021， 11： 1 331⁃1 339.
18	李新明，郭霄飞，郭尚. 壳聚糖/淀粉/苹果多酚复合膜对双孢蘑菇保鲜效果的影响［J］. 北方园艺， 2022（15）： 98⁃105.
	LI X M， GUO X F， GUO S. Effects of chitosan/starch/apple polyphenol composite film on fresh⁃keeping effect of Agaricus bisporus ［J］. Northern Horticulture， 2022（15）： 98⁃105.
19	QIU S， ZHOU Y K， GONG R Z， et al. Optimizing interfacial adhesion in PBAT/PLA nanocomposite for biodegradable packaging films［J］. Food Chemistry， 2021， 334： 127487.
20	DE SOUZA A G， BARBOSA R F D， QUISPE Y M， et al. Essential oil microencapsulation with biodegradable polymer for food packaging application［J］. Journal of Polymers and the Environment， 2022， 30： 3 307⁃3 315.
21	SAMANTARAY P K， LITTLE A， HADDLETON D M， et al. Poly（glycolic acid）（PGA）： a versatile building block expanding high performance and sustainable bioplastic applications［J］. Green Chemistry， 2020， 22：4 055⁃4 081.
22	LI C T， CUI Q， LI Y， et al. Effect of LDPE and biodegradable PBAT primary microplastics on bacterial community after four months of soil incubation［J］. Journal of Hazardous Materials， 2022， 429： 128353.
23	刘莎莎. O₂/CO₂主动自发气调对平菇保鲜效果的影响［D］. 淄博：山东理工大学， 2019.
24	商立超. 一种双孢菇复合生物保鲜剂的研制及保鲜效果研究［D］. 泰安：山东农业大学， 2022.
25	王磊明. 蓝莓鲜果冷链贮藏保鲜技术研究［D］. 哈尔滨：东北林业大学， 2018.
26	黄玉咪. 采前和采后EVA与CTS涂膜对芒果保鲜效果的影响［D］. 南宁：广西大学， 2021.
27	刘倩. 孜然、花椒、肉桂精油复配对冷鲜羊肉保鲜效果的研究［D］. 兰州：甘肃农业大学， 2019.
28	谢文佩，章昱. 广西大宗特色水果果皮酵素的制备及其抗氧化作用研究［J］. 保鲜与加工， 2021， 21（5）： 75⁃80.
	XIE W P， ZHANG Y. Preparation and antioxidant activity of enzymes from distinguishing fruits peels of guangxi［J］. Storage and Process， 2021， 21（5）： 75⁃80.
29	曹森，吉宁，巴良杰，等. 采前喷施保鲜剂对蓝莓贮藏品质的影响［J］. 食品与机械， 2020， 36（5）： 146⁃150.
	CAO S， JI N， BA L J， et al. Effects of pre⁃ harvet different preservatives spraying on postharvest storage quality of blueberry［J］. Food and Mechinery， 2020，36（5）： 146⁃150.
30	徐斌，安路明，孟新涛，等. 外源腐胺（Put）处理对黄皮甜瓜果实采后冷害及活性氧代谢的影响［J］. 食品工业科技， 2022， 43（21）： 360⁃367.
	XU B， AN L M， MENG X T， et al. Effect of exogenous putrescine （Put） treatments on postharvest chilling injury and reactive oxygen metabolism of yellow melon fruits［J］. Science and Technology of Food Industry， 2022， 43（21）： 360⁃367.
31	张瑜瑜，陈泽斌，用成健，等. 外源水杨酸处理对蓝莓采后生理及贮藏品质的影响［J］. 西南农业学报， 2022， 35（1）： 168⁃175.
	ZHANG Y Y， CHEN Z B， YONG C J， et al. Effects of exogenous SA treatment on postharvest physiology and storage quality of blueberries［J］. Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 2022， 35（1）： 168⁃175.
32	张茂栖，罗薇，蔡丽莎，等. 水果副产物抗氧化活性及其在猪肉保鲜中的应用［J］. 江苏农业学报， 2021， 37（3）： 800⁃807.
	ZHANG M Q， LUO W， CAI L S， et al. Antioxidant activity of fruit by⁃products and their application in pork preservation［J］. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences， 2021， 37（3）： 800⁃807.
33	佟俊生，李晓平，陶烨，等. 不同剂量⁶⁰Co γ辐照对蓝莓果实抗氧化性及相关酶活性的影响［J］. 农业科技与装备， 2017（6）： 26⁃29.
	TONG J S， LI X P， TAO Y， et al. Influence of different ⁶⁰Co γ⁃irradiation doses on antioxidant and relative enzyme activities of blueberry fruits［J］. Agricultural Science and Technology and Equipment， 2017（6）： 26⁃29.
34	吴媛媛. 灰霉侵染对蓝莓采后果实蜡质及抗氧化活性的影响［D］. 南京：南京农业大学， 2019.
35	吴志明，鹿承建，章帅文，等. 新型Streptomyces sp. N₂代谢粗提物的抑菌活性及其水果保鲜初探［J］. 西南农业学报， 2018， 31（7）： 1 393⁃1 398.
	WU Z M， LU C J， ZHANG S W， et al. Inhibitory activities of metabolite produced by streptomyces sp． N₂ and its efficacy on fruit storage［J］. Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 2018， 31（7）： 1 393⁃1 398.
36	王洪琳，王瑞，苏伟. 不同厚度保鲜膜处理对蓝莓鲜果采后贮藏品质的影响研究［J］. 山地农业生物学报， 2019， 38（4）： 70⁃75.
	WANG H L， WANG R， SU W. Effects of different plastic wrap treatments on the quality of postharvest storage of blueberry fruits［J］.Journal of Mountain Agriculture and Biology， 2019， 38（4）： 70⁃75.
37	于弘弢. 微环境气调对蓝莓品质变化的调控作用［D］. 沈阳：辽宁大学， 2021.

可生物降解聚酯保鲜膜	回归方程	R²	A_f	B_f	S_SS	R_RMSE
对照	y=-0.305 2x²+2.474x+1.113	0.920 2	1.06	1.00	0.02	0.31
80%PGA/20%PBAT	y=-0.295 5x²+2.142 2x+1.243	0.949 1	1.03	1.00	0.01	0.19
20%PGA/80%PBAT	y=-0.313 4x²+2.447 5x+1.107	0.912 3	1.06	1.00	0.02	0.30
60%PGA/40%PBAT	y=-0.278 8x²+2.005x+1.337	0.967 0	1.03	1.00	0.00	0.14
PBAT	y=-0.345 7x²+2.483 1x+0.974	0.933 1	1.04	1.00	0.01	0.25
PGA	y=-0.306 6x²+2.454 3x+1.087	0.928 7	1.05	1.00	0.02	0.28

可生物降解聚酯保鲜膜	回归方程	R²	A_f	B_f	S_SS	R_RMSE
对照	y=-0.305 2x²+2.474x+1.113	0.920 2	1.06	1.00	0.02	0.31
80%PGA/20%PBAT	y=-0.295 5x²+2.142 2x+1.243	0.949 1	1.03	1.00	0.01	0.19
20%PGA/80%PBAT	y=-0.313 4x²+2.447 5x+1.107	0.912 3	1.06	1.00	0.02	0.30
60%PGA/40%PBAT	y=-0.278 8x²+2.005x+1.337	0.967 0	1.03	1.00	0.00	0.14
PBAT	y=-0.345 7x²+2.483 1x+0.974	0.933 1	1.04	1.00	0.01	0.25
PGA	y=-0.306 6x²+2.454 3x+1.087	0.928 7	1.05	1.00	0.02	0.28

可生物降解聚酯保鲜膜	回归方程	R²	A_f	B_f	S_SS	R_RMSE
对照	y=-0.120 2x²-0.091 3x+9.839	0.917 5	1.06	1.00	0.02	0.53
80%PGA/20%PBAT	y=-0.220 4x²+0.691 6x+9.168	0.926 2	1.04	1.00	0.01	0.48
20%PGA/80%PBAT	y=-0.199 6x²+0.462 6x+9.382	0.929 9	1.05	1.00	0.02	0.50
60%PGA/40%PBAT	y=-0.275 5x²+1.144 5x+8.795	0.915 9	1.04	1.00	0.01	0.50
PBAT	y=-0.199 1x²+0.507 8x+9.351	0.922 2	1.05	1.00	0.02	0.51
PGA	y=-0.215 4x²+0.671 2x+9.202	0.917 8	1.04	1.00	0.01	0.50

可生物降解聚酯保鲜膜	回归方程	R²	A_f	B_f	S_SS	R_RMSE
对照	y=-0.120 2x²-0.091 3x+9.839	0.917 5	1.06	1.00	0.02	0.53
80%PGA/20%PBAT	y=-0.220 4x²+0.691 6x+9.168	0.926 2	1.04	1.00	0.01	0.48
20%PGA/80%PBAT	y=-0.199 6x²+0.462 6x+9.382	0.929 9	1.05	1.00	0.02	0.50
60%PGA/40%PBAT	y=-0.275 5x²+1.144 5x+8.795	0.915 9	1.04	1.00	0.01	0.50
PBAT	y=-0.199 1x²+0.507 8x+9.351	0.922 2	1.05	1.00	0.02	0.51
PGA	y=-0.215 4x²+0.671 2x+9.202	0.917 8	1.04	1.00	0.01	0.50

可生物降解聚酯保鲜膜	回归方程	R²	A_f	B_f	S_SS	R_RMSE
对照	y=-1.018 9x+13.433	0.983 6	1.02	1.00	0.00	0.25
80%PGA/20%PBAT	y=-0.808 3x+13.134	0.997 8	1.01	1.00	0.00	0.07
20%PGA/80%PBAT	y=-0.846 9x+13.244	0.997 2	1.01	1.00	0.00	0.08
60%PGA/40%PBAT	y=-0.737 7x+13.335	0.927 5	1.03	1.00	0.01	0.39
PBAT	y=-0.843 1x+13.186	0.996 6	1.01	1.00	0.00	0.09
PGA	y=-0.865 1x+13.221	0.999 0	1.00	1.00	0.00	0.05