一、成果简介

目前食品包装及保鲜材料多以塑料为主，塑料包装材料无法生物降解，对环境造成严重的污染。因此需要开发可替代塑料基材料的新型包装及保鲜材料。高分子材料如羧甲基纤维素可被制成多种形态：膜、凝胶、多孔材料等，且对环境友好、绿色可降解，目前在食品、医药等方面都已有所应用。但目前制备羧甲基纤维素的原料价格高，导致羧甲基纤维素价格昂贵，在应用方面受到了一定限制。为了降低羧甲基纤维素的成本，同时响应绿色、可持续发展的号召，本文从玉米秸秆中提取纤维素并进行改性，制备羧甲基纤维素，并对复合保鲜膜包装材料的结构和性能进行表征分析。在降低了羧甲基纤维素成本的同时，促进了玉米秸秆的高附加值应用，且为水果保鲜包装材料的发展奠定了良好的基础。 使用酸碱法从玉米秸秆中提取纤维素，提取率可达93.96%。通过溶媒法将纤维素改性制备羧甲基纤维素，通过单因素实验及响应曲面实验确定最佳工艺条件，此条件下制备的羧甲基纤维素取代度为1.071。结构测试分析表明：提取出的纤维素的结构没有遭到破坏，在去除木质素和半纤维素后，结晶度显著提高，电镜下观察呈棒状；纤维素经碱化和醚化后得到的羧甲基纤维素是表面凹凸不平的棒状结构，羧甲基基团成功引入，热稳定性良好。 以制备的羧甲基纤维素为基料添加丙三醇制备羧甲基纤维素复合膜，XRD、SEM、FT-IR、TGA、透光率、水蒸气透过系数（WVP）、对蓝莓的保鲜效果进行考察分析，膜质地均匀，成分融合良好且无其他物质生成，T薄膜耐热性良好，符合保鲜材料的要求，涂膜后的蓝莓失重率为6%，相较未涂膜的蓝莓失重率下降了30.9%，在储存20天后腐烂率减少了15%，大大减缓了蓝莓失水速率，通过对蓝莓的涂膜保鲜实验证明该羧甲基纤维素膜保鲜效果较好，有助于延长蓝莓的货架期。 在羧甲基纤维素复合保鲜膜中加入壳聚糖及硝酸银使复合膜获得抑菌性能，经复合膜包裹的蓝莓在10天后失重率为5.9%，保存20天后蓝莓的腐烂率仅为12%。经表征测定及实验结果表明，复合保鲜膜质地均匀，成分融合较好，耐热性良好，对蓝莓果实的保鲜效果较好。添加壳聚糖及添加硝酸银制备的两种复合膜均具有良好的应用价值。 以玉米秸秆为原料，提取的天然高分子材料经改性后包裹水果，不仅可以对水果起到保鲜作用，且对人体无害，是一种低成本的绿色保鲜材料。羧甲基纤维素复合保鲜膜在水果保鲜中的应用不仅可以缓解塑料制品对环境造成的污染，同时能够提高玉米秸秆的附加值。

二、预期市场分析

黑龙江省是玉米种植大省，每年有大量的玉米秸秆，目前只要的处理方式是饲料化、肥料化等，还有一部分玉米秸秆就地焚烧，造成严重的空气污染，而玉米秸秆中含有丰富的纤维素，在不可再生资源日益减少的今天，天然纤维素的开发和利用尤为重要。提取玉米秸秆纤维素并再利用具有广阔的产业化前景，再生纤维素及其改性后的衍生物具有无毒、生物相容性好等优势，在包装材料方面的应用不仅性能好而且能减少白色污染，具有较高的可持续性意义。

该方法可以进一步研究推广，应用到更多的农作物副产物的资源再利用方面。羧甲基纤维素复合保鲜包装材料的制备工艺及各方面的影响规律，了解其中变化的原因，在易失水变皱的水果上具有良好的应用价值，能够为环境友好型水果保鲜包装材料的发展奠定良好的基础。低成本、无污染的保鲜包装材料具有较好的市场前景。

三、拥有知识产权情况

无

四、项目联系人

谷芳

五、联系电话

0451-84844281

六、相关技术图片或成果样品图示

图1： AgNO3加入CMC/甘油复合材料中，被还原为单质银粒子存在于膜中，银粒子具有较好的抗菌性能，所以膜片的周围没有细菌生长，银粒子由于它能够破坏细菌的细胞壁与细胞膜外表，使其无法繁殖代谢直至死亡。

图2：10天时涂膜液的蓝莓表皮出现轻微皱缩，但整体仍圆润光滑。适量的CMC和甘油之间的氢键，促使膜内形成了一种稳定的网状结构，减小了蓝莓中水分的蒸发流失，使蓝莓保持在较新鲜的状态，保鲜效果较好。