茴香酸/兒茶素改性聚丙烯抑菌薄膜的制備與性能研究*

王勁陽(yáng)，楊福馨，陳晨偉，王廣林，柴 莉，陳祖國(guó)

(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海 201306)

0 引 言

聚丙烯(PP)是一種性能良好的熱塑性材料，加工方式簡(jiǎn)便多樣[1-2]，其無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、服裝、食品藥品包裝等領(lǐng)域[3-4]。隨著人們對(duì)食品安全越發(fā)重視，對(duì)高品質(zhì)、綠色安全、更長(zhǎng)貨架期的食品的需求也逐步提升[5]。傳統(tǒng)的將保鮮劑與防腐劑等加入到食品中，不僅會(huì)影響食品的風(fēng)味，還會(huì)使食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低[6-7]。利用現(xiàn)有的加工技術(shù)將抑菌劑等活性物質(zhì)加入到包裝材料中，使其兼具保護(hù)食品的基本品質(zhì)并抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖達(dá)到保鮮作用[8-9]。這成為了目前具有良好的應(yīng)用基礎(chǔ)與安全性的食品包裝的重要研究方向。

通常加入PP改性抑菌劑主要包括無(wú)機(jī)抗菌劑、合成抗菌劑和天然抗菌劑。無(wú)機(jī)抗菌劑主要是具有抗菌功能的金屬離子[10]。合成抗菌劑主要是通過(guò)物理化學(xué)反應(yīng)制備的化工試劑。天然抗菌劑主要來(lái)自天然物的提取，如殼聚糖、甲殼素、中草藥提取物等，使用簡(jiǎn)便，抗菌作用廣譜，且綠色無(wú)毒，對(duì)消費(fèi)者的身心健康不會(huì)產(chǎn)生影響，可長(zhǎng)期使用[11]。茴香酸在植物茴香菜中大量存在，在中醫(yī)中具有散熱、順氣、止痛的功效[12-13]；是香料的主要原料之一，同時(shí)在防腐、制藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其對(duì)霉菌具有較好的抑制效果[14]。李路等[15]探討了P-茴香醛對(duì)柑橘腐敗病菌的抑制能力與抑制機(jī)理，結(jié)合體外實(shí)驗(yàn)表明，茴香醛能顯著抑制柑橘酸腐病原菌的生長(zhǎng)，其最低抑菌濃度和最低殺菌濃度均為4．48 g/L，能有效抑制柑橘果實(shí)酸腐的病原菌。兒茶素是酚類物質(zhì)中一種，可從茶葉等植物中提取，約茶葉干重的30%，具有抗菌、延緩老化、除臭等多種作用[16-17]。有酯類兒茶素(EGCG、ECG)與非酯類兒茶素(EGC、EG)兩類，其中酯類兒茶素的抑菌效果明顯優(yōu)于非酯類，且對(duì)細(xì)菌的抑制效果優(yōu)于霉菌[18-19]。吳茜等[20]將兒茶素與殼聚糖復(fù)配，將制得的混合液用于研究對(duì)大腸埃希氏菌的抑制作用，結(jié)果表明，兒茶素與殼寡糖以1∶4復(fù)配時(shí)，有最佳的抑制效果。目前研究發(fā)現(xiàn)，兩種提取物均具有較好的抑菌活性，在醫(yī)療及食品保鮮中已有初步應(yīng)用，但大多作為抑菌液的形式作用于食品表面，將其與聚合物混合作為包裝材料的研究較少。

本實(shí)驗(yàn)以PP為主要基材，制備含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的茴香酸、兒茶素的抑菌包裝薄膜，以常見(jiàn)的食品污染細(xì)菌大腸桿菌、真菌黑霉菌為實(shí)驗(yàn)菌種，研究薄膜的微觀結(jié)果、力學(xué)性能、阻隔性能、抑菌性。并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，檢測(cè)薄膜的抑菌持續(xù)性，為其在食品包裝鄰域的應(yīng)用理論依據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料與試劑

聚丙烯(PP)：EPC30R-H，中國(guó)石油天然氣股份有限公司；茴香酸(Anisic acid)：含量>99.5%，山東優(yōu)索化工科技有限公司；兒茶素(EGCG)：含量>98%，上海招榕生物科技有限公司；大腸桿菌(Escherichiacoli，ATCC25922)：農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(上海)；黑霉菌：[CMCC(F)98003]標(biāo)準(zhǔn)菌種，農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(上海)；鈦酯酸偶聯(lián)劑：NDZ-201型，上海源葉生物科技有限公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂(PCA)，化學(xué)純，青島海博生物技術(shù)有限公司；BG-11培養(yǎng)基，化學(xué)純，青島海博生物技術(shù)有限公司；LB液體培養(yǎng)基：化學(xué)純，上海吉至生化科技有限公司；馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA): 化學(xué)純，青島海博生物技術(shù)有限公司;實(shí)驗(yàn)用水：蒸餾水。

1.2 儀器與設(shè)備

轉(zhuǎn)矩流變儀(XSS-300) 、雙螺桿擠出機(jī)(LSSJ-20) 、流延機(jī)(LYJ-300) 、切粒機(jī)(SG-20) ：上?？苿?chuàng)橡塑機(jī)械設(shè)備有限公司；智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)：XLW(EC) ，山東濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司；掃描電子顯微鏡：SU-5000(HitachiCo. Ltd, Matsuda, Japan)；傅立葉變換紅外光譜儀，ThermoFisherNicoletis5型，蘇州鈞詮儀器有限公司；分析天平：SZ-A30002，蘇州博泰偉業(yè)電子科技有限公司；潔凈工作臺(tái)：VS-1300L-U型，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；恒溫培養(yǎng)震蕩箱：ZQTY-70N型，上海知楚儀器有限公司；恒溫鼓風(fēng)干燥箱：GX-ZGF101，上海賀德實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；反壓高溫蒸煮鍋：ZY-150F型，浙江新豐醫(yī)療器械有限公司。

1.3 抑菌薄膜的制備

將茴香酸與兒茶素通過(guò)粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，并過(guò)120目分樣篩過(guò)篩，將得到樣品按一定的質(zhì)量比例通過(guò)NDZ-201鈦酯酸偶聯(lián)劑與PP樹(shù)脂在電動(dòng)攪拌器的作用下均勻混合，并在50 ℃的烘箱里干燥2 h。將得到的物料通過(guò)雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行熔融擠出，其中雙螺桿擠出造粒機(jī)的擠出工藝參數(shù)為：1-7區(qū)的溫度范圍為165～180 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速為30 r/min，得到改性母粒。在將其與PP樹(shù)脂按照一定的比例混合均勻加入到塑料擠出機(jī)中通過(guò)流延制得薄膜。

表1 配方設(shè)計(jì)Table 1 Formulation design

1.4 抑菌薄膜性能測(cè)試

1.4.1 傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)

利用傅里葉變換紅外光譜儀對(duì)薄膜進(jìn)行檢測(cè)[21]，將樣品裁成1 cm×1 cm大小，每個(gè)樣品測(cè)定5個(gè)點(diǎn)位，測(cè)定時(shí)波長(zhǎng)設(shè)定為400～4 000 cm-1，分辨率為4 cm-1。

1.4.2 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)

使用掃描電子顯微鏡觀察制得的抑菌薄膜的微觀形態(tài)[22]。將樣品在液氮中浸泡并快速脆斷，脆斷面朝上豎直貼附在樣品盤上。在離子濺射儀內(nèi)抽真空并噴金處理，設(shè)置加速電壓為6.0 kV。

1.4.3 力學(xué)性能測(cè)試

參照國(guó)標(biāo)GB/T1040.3-2006將樣品裁剪成15 mm×120 mm的條狀[23]，智能拉力機(jī)夾距設(shè)置為50 mm，拉伸速率300 mm/min。

1.4.4 阻隔性能測(cè)試

氧氣與水蒸氣是微生物生長(zhǎng)繁殖的必備條件。薄膜的氧氣透過(guò)率參考ASTMD1434-82中的方法進(jìn)行檢測(cè)[24]。水蒸氣透過(guò)率：參考ASTME96-00el測(cè)試，結(jié)束后計(jì)算結(jié)果。

1.4.5 MIC與MBC的測(cè)定

MIC的測(cè)定采用常量肉湯稀釋法[25];向每支滅菌試管中加入20 mL液體培養(yǎng)基，加入約106～107CFU/mL的大腸桿菌懸液0.1 mL以及0.1 mL的稀釋液，在37 ℃、200 r/min搖床中培養(yǎng)24 h；黑霉菌取濃度約105～106CFU/mL孢子懸液0.1 mL，在25 ℃下培養(yǎng)48 h。觀察試管中是否有細(xì)菌、菌斑生長(zhǎng)。此外將1MIC、2MIC等樣液通過(guò)平板涂布培養(yǎng)，將無(wú)菌長(zhǎng)出的濃度作為MBC。

1.4.6 抑菌薄膜對(duì)大腸桿菌抑制效果測(cè)定

稱取0.6 g的抑菌薄膜和純PP薄膜，將其裁成碎片后置于紫外滅菌2 h備用。將薄膜碎片放入無(wú)菌玻璃試管內(nèi)，并加入10 mL胰蛋白胨大豆瓊脂液體培養(yǎng)基，將試管置于24 ℃、160 r/min的搖床內(nèi)培養(yǎng)24 h，每隔2 h測(cè)其OD630值[26]，并記錄數(shù)據(jù)。

1.4.7 抑菌薄膜對(duì)黑霉菌抑制效果測(cè)定

在活化和培養(yǎng)一周后，向菌種斜面中添加5 mL生理鹽水，并刮除菌苔以制備細(xì)菌懸浮液。在試管中加入30 mL液體培養(yǎng)基，接種500 μL孢子懸浮液，加入1 g抑菌膜。在28 ℃下培養(yǎng)，并每隔一定時(shí)間取出。培養(yǎng)液在定量濾紙上抽濾，并在90 ℃下干燥，稱取細(xì)菌的干重并繪制生長(zhǎng)曲線[27]。

1.4.8 薄膜抑菌圈測(cè)試

根據(jù)GB/T4789.2-2010[28]，用打孔器將膜裁成直徑為0.7 cm的圓片，然后紫外雙面滅菌各1 h；將1 mL濃度為105CFU/mL的大腸桿菌和106CFU/mL霉菌孢子懸液分別均勻涂布于固體培養(yǎng)基上，將裁剪好的薄膜置于培養(yǎng)基中，然后在恒溫箱培養(yǎng)24 h，測(cè)量抑菌圈的大小。

1.4.9 薄膜的抑菌時(shí)效性測(cè)試

兩種抑菌劑的復(fù)配根據(jù)1.3所示，并考慮實(shí)際應(yīng)用情況，稱取0.6 g的滅菌后的薄膜樣品放入無(wú)菌瓶中置于超凈臺(tái)內(nèi)，每隔一段時(shí)間取出使用；以此為3個(gè)因素，每個(gè)因素3個(gè)水平確定正交試驗(yàn)，并以抑菌率作為指標(biāo)，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表如下所示。

表2 正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)表Table 2 Orthogonal test factor level design table

將1 mL菌懸液((1～2)×105CFU/mL)接種于每片薄膜樣品上，24 h后加入100 mL生理鹽水，進(jìn)行梯度稀釋后接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂上，在37 ℃下培養(yǎng)48 h后，進(jìn)行菌落計(jì)數(shù),與對(duì)照組相比較，計(jì)算抑菌率[29]。

2 結(jié)果與分析

2.1 薄膜的紅外光譜分析

不同比例的抑菌薄膜的紅外光譜如圖所示，其中在2 953 cm-1處有—CH3—不對(duì)稱伸縮振動(dòng)，在2 910 cm-1處有—CH2—不對(duì)稱伸縮振動(dòng)，在1 450 cm-1處有—CH2—彎曲振動(dòng)，在1 377 cm-1處有—CH3對(duì)稱變形振動(dòng)，此為聚丙烯的特征峰[30-31]。此外隨著茴香酸與兒茶素的加入之后逐漸明顯在3 356 cm-1處的-OH的特征峰，以及1 745 cm-1處的羰基的強(qiáng)吸收峰(—COOH)，說(shuō)明薄膜中融合了茴香酸[32]；在1 223～1 237 cm-1出現(xiàn)了酯上的-C-O的伸縮振動(dòng)峰，以及在825和766 cm-1處出現(xiàn)的1，3二取代苯上的=C-H 變形振動(dòng)峰與1，2二取代苯上的=C-H 變形振動(dòng)峰，這些都是EGCG的特有的特征峰[33]。由此可見(jiàn)茴香酸與兒茶素在高溫制備薄膜的過(guò)程中沒(méi)有揮發(fā)分解，沒(méi)有與PP發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與薄膜保持了良好的相容性。

圖1 各組薄膜的紅外光譜圖Fig 1 Infrared spectra of each group of films

2.2 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)

圖2為各組抑菌薄膜截面在放大400倍數(shù)下的電鏡圖。由圖中可以看出， A、B兩組截面均平整、無(wú)凹凸、基本無(wú)褶皺、未出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象；C至E組薄膜出現(xiàn)略微褶皺與團(tuán)聚; 這表明在流延成膜的過(guò)程中，茴香酸與兒茶素在高溫加工的過(guò)程中并沒(méi)有受熱揮發(fā)，沒(méi)有與PP發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在PP中分散均勻，表現(xiàn)出了良好的相容性。F至I 4組薄膜出現(xiàn)較多褶皺、已有部分團(tuán)聚及氣孔現(xiàn)象，尤其在F與I組較為明顯。當(dāng)茴香酸與兒茶素的添加量達(dá)到5%以上時(shí)，隨著添加量的增大以及混合時(shí)可能的不均勻?qū)е鲁霈F(xiàn)略微的團(tuán)聚，影響了薄膜的氫鍵作用。這也與抑菌薄膜的力學(xué)性能與阻隔性能的變化規(guī)律一致。

圖2 各組薄膜微觀截面圖Fig 2 Microscopic cross-sectional view of each group of films

2.3 力學(xué)性能

表3為各組薄膜的力學(xué)性能。隨著茴香酸與兒茶素含量的增加，薄膜的拉伸強(qiáng)度逐步下降，斷裂伸長(zhǎng)率呈先上升后下降。與CK組相比，A到C 3組抑菌薄膜的拉伸強(qiáng)度均增加了68%左右，D至H組拉伸強(qiáng)度提高了31%左右，I組與CK組基本持平。在A組薄膜的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大，為25.57 MPa；在B組薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大為622.35%。這是由于茴香酸與兒茶素等小分子滲透在薄膜的非結(jié)晶區(qū)，增強(qiáng)了分子間作用力，促進(jìn)了樹(shù)脂的結(jié)晶，使得薄膜具有較強(qiáng)的力學(xué)性能，表明了茴香酸和兒茶素與PP樹(shù)脂具有良好的相容性。9組薄膜的拉伸強(qiáng)度均大于CK組，斷裂伸長(zhǎng)率從D組開(kāi)始下降明顯，低于CK組。從D組往上，茴香酸與兒茶素的添加量>4%，其滲透到了薄膜結(jié)晶區(qū)，分子間的接觸率增加，分子間范德華力增大，導(dǎo)致薄膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到一定的影響，使得樹(shù)脂分子的柔性略微降低。

表3 各組薄膜的力學(xué)性能Table 3 Mechanical properties of each group of films

a、b、c、d、e、f 行間不同的上標(biāo)字母表示結(jié)果之間存在顯著差異(p <0.05)(方差分析)。

2.4 阻隔性能

氧氣與水蒸氣是微生物生長(zhǎng)繁殖的必備條件，這就對(duì)薄膜的阻隔性能提出了較高的要求。薄膜的阻隔性能如表4所示，各組薄膜的氧氣與水蒸氣透過(guò)率較CK組均呈現(xiàn)一個(gè)先降低后上升的趨勢(shì)，其中A組薄膜的阻隔性能最佳，相比CK組、氧氣與水蒸氣透過(guò)率分別下降了42%與47%；之后B到E組均低于CK組，F(xiàn)到I組均略大于CK組。當(dāng)加入的抑菌劑在4%以下時(shí)，抑菌劑的加入使得PP樹(shù)脂的分子間間隔被進(jìn)一步填充，分子間作用力得到增強(qiáng)，薄膜空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐步致密，薄膜的阻隔性得到提升。當(dāng)抑菌劑含量進(jìn)一步加大時(shí)，薄膜分子間流動(dòng)性受阻，不可避免的一些小團(tuán)聚現(xiàn)象使得薄膜在微觀上出現(xiàn)細(xì)微的空洞，使薄膜的阻隔性能降低。

表4 各組薄膜的阻隔性能Table 4 Barrier performance of each group of films

2.5 MIC與MBC的測(cè)定

利用二倍稀釋法對(duì)兩種植物提取物的最小抑菌濃度和最小殺菌濃度進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如下表所示。最小抑菌濃度數(shù)值越低表明該抑菌劑對(duì)該菌的抑制效果越明顯，其中茴香酸對(duì)兩種指示菌的MIC分別為9.37、6.25 g/L；兒茶素對(duì)兩種指示菌的MIC分別為6.25、12.50 g/L。兩種植物提取物均對(duì)這兩種指示菌表現(xiàn)出抑制效果，對(duì)大腸桿菌的抑制強(qiáng)弱為兒茶素>茴香酸，對(duì)黑霉菌的抑制效果為茴香酸>兒茶素。與單一的抑菌劑相比，當(dāng)兩種提取物共同作用時(shí)對(duì)大腸桿菌的MIC降低了40%,對(duì)黑霉菌的MIC降低了66.7%，對(duì)兩種菌的MBC也降低了50%左右。對(duì)兩種菌展現(xiàn)出了良好的協(xié)同抑制作用，得到更好的抑制效果。

表5 不同植物提取物對(duì)兩種菌的最小抑制濃度與最小殺菌濃度

2.6 抑菌薄膜對(duì)大腸桿菌抑制效果測(cè)定

各組抑菌薄膜對(duì)大腸桿菌的抑制效果如圖3所示，從圖整體上可以看出，隨著培養(yǎng)時(shí)間的增長(zhǎng)，各組抑菌薄膜的OD值整體上的差異性不是很明顯，除了I組與CK組(純PP薄膜)。其中I組抑菌薄膜在各個(gè)時(shí)間段的OD值均為最低，相比于CK組薄膜在24 h時(shí)OD值下降了約30%，展現(xiàn)出了較好的抑菌性。其次為F組與H組薄膜，兩組薄膜所添加的植物提取物的總體比例一致，F(xiàn)組薄膜兒茶素含量多1%、H組茴香酸含量多1%，兩組薄膜整體抑菌趨勢(shì)一致，24 h時(shí)F組OD值略低于H組，表明兒茶素對(duì)大腸桿菌的敏感性略強(qiáng)于茴香酸，這與最小抑菌濃度的測(cè)試相一致。這是由于各組抑菌薄膜在大腸桿菌生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程中不斷向外釋放抑菌物質(zhì)，分散到菌液內(nèi)，透過(guò)菌體細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)解離使內(nèi)環(huán)境發(fā)生紊亂，并且能與細(xì)胞膜相結(jié)合使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)容物外泄，導(dǎo)致細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖受到抑制[34]。相比于F、H、I三組，其他組薄膜的抑菌效果相對(duì)較弱，這與其所添加的提取物的含量相關(guān)，在薄膜中較為分散，使抑菌效果受到影響。

圖3 抑菌薄膜對(duì)大腸桿菌的抑制作用Fig 3 The inhibitory effect of antibacterial film on Escherichia coli

2.7 抑菌薄膜對(duì)黑曲霉抑制效果測(cè)定

各組抑菌薄膜對(duì)黑曲霉的抑制效果如圖4所示，從圖整體上可以看出，曲線整體上呈S型，在前56 h菌種生長(zhǎng)繁殖迅速，56 h之后趨于平緩。從最終菌體干重來(lái)看大體分為3組：一組為A、B、D、E、G組薄膜，此組與CK組薄膜大體數(shù)值接近，對(duì)黑曲霉的抑制效果一般；二組為C、F、H組薄膜，此組薄膜相比于CK組抑制效果較為明顯，且均茴香酸的含量較高，表明茴香酸對(duì)黑曲霉的敏感性較強(qiáng)；最后一組為I組，此組薄膜的抑菌效果最好，在各個(gè)時(shí)段的菌體干重均為最低，相對(duì)于CK組，在72 h時(shí)的菌體干重減少了48%。這是由于各組抑菌薄膜在黑曲霉生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程中不斷向外釋放抑菌物質(zhì)，擴(kuò)散到菌液內(nèi)，使得菌體的膜電位發(fā)生改變，增加了細(xì)胞膜通透性，并且能與孢子相結(jié)合使相關(guān)酶的活性受到抑制，導(dǎo)致黑曲霉的生長(zhǎng)繁殖受到抑制[35]。

圖4 抑菌薄膜對(duì)黑曲霉的抑制作用Fig 4 The inhibitory effect of antibacterial film on Aspergillus Niger

2.8 薄膜抑菌圈測(cè)試

各組薄膜的抑菌圈大小如圖5所示。從圖中可以看出，CK組(純PP薄膜)對(duì)兩種菌均沒(méi)有抑制作用，抑菌圈均為0。A至C、D至F、G至I每3組的兩種菌的抑菌圈均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且在相同茴香酸添加量的前提下，隨著兒茶素含量的增加，對(duì)大腸桿菌的抑制作用提升較快，相鄰組最高提升了32.8%，對(duì)黑霉菌的抑制效果相鄰組最高提升了22.9%。在不組別中，添加了相同兒茶素的組隨著茴香酸含量的增加，對(duì)黑霉菌的抑制效果提升較快，抑制效果最高提升了31%，對(duì)大腸桿菌的抑制效果最高提升了27.4%。其中I組薄膜對(duì)兩種菌的抑制效果最好，對(duì)大腸桿菌和黑霉菌的抑菌圈分別為20.31、21.55 mm?？傮w上兩種植物提取物均對(duì)兩種菌都有一定的抑制效果，其復(fù)合作用時(shí)，表現(xiàn)出了良好的協(xié)同作用。

圖5 各組薄膜抑菌圈Fig 5 Inhibition zone of each group of film

2.9 薄膜抑菌時(shí)效性測(cè)試

下表為各組薄膜在不同時(shí)間段下的抑菌效果的正交表，從表中可以看出，影響薄膜抑菌效果的因素依次為茴香酸含量(A)>兒茶素含量(B)>時(shí)間(C)。從K值中可以看出，抑菌效果最優(yōu)的工藝組合為A3B3C1,即茴香酸含量3%，兒茶素含量3%，時(shí)間為1 d，對(duì)此最優(yōu)組進(jìn)行單獨(dú)驗(yàn)證，其菌落數(shù)明顯低于對(duì)照組，抑菌率達(dá)到100%。由方差分析表中可知，因素A茴香酸含量、B兒茶素含量對(duì)抑菌結(jié)果有顯著性影響(P<0.05)。時(shí)間對(duì)薄膜的抑菌效果沒(méi)有顯著性影響。薄膜在放置1天后，H組薄膜的抑菌效果最好，抑菌率達(dá)到了88.3%，在放置4天后，G組薄膜的抑菌率最高為79.2%，一周后，I組薄膜抑菌率最高為93.1%。由此可見(jiàn)薄膜的抑菌效果并未隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，隨著時(shí)間的增加，茴香酸與兒茶素通過(guò)微孔逐步向無(wú)菌瓶中釋放，在薄膜中顯示了一定的緩釋效果，展現(xiàn)出了一定的抑菌持續(xù)性。

表6 不同抑菌薄膜在不同時(shí)間下的抑菌效果正交優(yōu)化結(jié)果

方差來(lái)源Ⅲ類平方和自由度均方F顯著性A366.0062183.00374.530.013B221.5372110.76945.1120.022C17.53428.7673.5710.219誤差4.91122.455

3 結(jié) 論

(1)通過(guò)將茴香酸與兒茶素的共同加入，有效提升了聚丙烯薄膜的抑菌性能，兩種提取物表現(xiàn)出了良好的協(xié)同作用，隨著茴香酸與兒茶素的含量的增加，抑菌效果越明顯。

(2)茴香酸與兒茶素在制膜過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生熱解與反應(yīng)，并能夠很好地與樹(shù)脂共混，沒(méi)有使薄膜出現(xiàn)大量空隙與團(tuán)聚現(xiàn)象。薄膜的力學(xué)性能與阻隔性能均較對(duì)照組純PP薄膜沒(méi)發(fā)生較大改變，滿足基本使用要求。

(3)從正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，各組薄膜在不同時(shí)間下均展現(xiàn)出了良好的抑菌抑菌持續(xù)性。但對(duì)其機(jī)理以及茴香酸與兒茶素在聚丙烯薄膜中的緩釋規(guī)律的研究較少，需進(jìn)一步借助數(shù)學(xué)模型精確評(píng)估其活性物質(zhì)釋放的濃度模式。