CN112724435B - 一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法，分为两步骤：一是提取山杏杏仁油，先将山杏杏粉碎后干燥备用，称取适量杏仁粗粉置于提取管中，提取瓶内加入正己烷溶液，在索式提取器中回流，结束后将溶液置于旋转蒸发器中，将溶剂蒸发得到杏仁油，于冰箱储存备用；二是杏仁油/聚乳酸薄膜的制备，将聚乳酸、三氯甲烷溶液和杏仁油混合，经过搅拌，超声提取，离心，最后制得杏仁油/PLA薄膜。杏仁油/PLA薄膜可用于果蔬的保鲜贮藏，在保证了聚乳酸生物可降解性的同时，薄膜的柔顺性和水蒸气阻隔性得到了一定的改善，且赋予了薄膜一定的抗氧化活性，是一种理想的可降解包装材料。

Description

一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是指一种可降解杏仁油聚乳酸薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

目前，我们使用的包装材料大都是不可降解的石油基塑料，但因其不可降解性而带来的环境问题，使得我们不得不重新思考如何解决这一棘手问题。于是，研究者逐渐将生物可降解材料作为研究重点，通过对生物材料进行改性处理后其性能可以与传统材料匹敌，有望成为不可降解材料的替代品。

聚乳酸是由自然界广泛存在的植物资源发酵成乳酸，再由乳酸聚合制备而成的一种生物可降解材料。聚乳酸材料在被丢弃后在自然界中可以进行自降解，不会给环境造成任何负担，因此是公认的安全环保的生物高分子材料。聚乳酸还具有生物相容性和易于加工的特性。目前已广泛应用于包装、生物医学等领域。但聚乳酸薄膜具有脆性大、低水蒸气阻隔性能的缺陷，限制了其在包装行业的应用。

杏仁油具有极强的抗氧化活性，然而受疏水性及高挥发性的影响其应用受限，将其作为活性物质添加到PLA膜基质中，不仅可以降低杏仁油的损失而且使生物膜也具有了抗氧化性，另外，杏仁油的疏水性可以减少水分子在聚乳酸膜表面接触的机会，从而提高其水蒸气阻隔性能。然而，山杏种子常被当做一种废料，但若从山杏杏仁中提取出杏仁油，无疑是一种变废为宝、充分利用农作物废料的理念，完全符合当前可持续发展的战略。

本发明将山杏杏仁中提取的杏仁油与聚乳酸共混制成可降解塑料薄膜，综合了聚乳酸的高性能与杏仁油的抗氧化活性，不仅能部分替代传统石油基塑料，还解决了单纯聚乳酸存在的缺陷，拓宽了聚乳酸的使用范围，同时，充分利用了山杏种子废料，节省了成本，具有重要的经济和环保意义，为开发出一种新的食品保鲜薄膜提供了思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜以及其制备方法与应用，在保证了聚乳酸生物可降解性的同时，薄膜的柔顺性和水蒸气阻隔性得到了一定的改善，且赋予了薄膜一定的抗氧化活性，是一种理想的可降解包装材料。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种可降解杏仁油聚乳酸薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)山杏杏仁油的提取

用流水将山杏杏仁洗净，待干燥后，粉碎成粉末备用，称取适量杏仁粗粉置于提取管中，提取瓶内加入正己烷溶液，在索式提取器中回流，结束后将溶液置于旋转蒸发器中，将溶剂蒸发得到杏仁油，于冰箱储存备用；

(2)杏仁油/聚乳酸薄膜的制备

称取2g聚乳酸于烧杯中，加入30mL三氯甲烷溶液，放在磁力搅拌器上搅拌，待溶液搅拌均匀后，加入步骤(1)所得杏仁油于烧杯中，再将烧杯置于磁力搅拌器搅拌，搅拌过后，经超声提取，离心，最后将溶液倒入容器中，在通风处干燥后，撕下即成膜。

优选地，所述步骤(2)中溶液在搅拌过程中须将烧杯用保鲜膜封口。

优选地，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为0.2：1加入杏仁油。

优选地，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为0.4:1加入杏仁油。

优选地，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为0.6:1加入杏仁油。

优选地，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为0.8:1加入杏仁油。

优选地，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为1:1加入杏仁油。

本发明还提供了一种杏仁油/聚乳酸薄膜在果蔬保鲜中的应用。

采用上述方案后，本发明的增益效果在于：

本发明选用绿色环保的聚乳酸和山杏杏仁为原料，通过索式提取器提取山杏杏仁油利用溶剂回流及虹吸原理，使山杏杏仁粗粉连续不断地被正己烷溶液萃取，得到纯化；纯化后的杏仁油与聚乳酸利用溶剂挥发法制备成杏仁油/聚乳酸薄膜，该薄膜不仅保留了聚乳酸的生物可降解性等高性能，且柔顺性和水蒸气阻隔性都有所改善。

从DSC的实验数据可知，随着杏仁油含量增加Tg变小，说明需要让分子链开始发生变动的温度降低，证明膜柔顺性有所提升，而TC、Tm、还有结晶度均比纯聚乳酸降低，说明杏仁油的添加只是起到了增塑的作用，这是因为杏仁油在PLA凝胶基质中可以形成容易变形的油滴从而起到增塑作用，但并没有起到提高结晶度的作用；至于水蒸气阻隔性提高的原因在于，杏仁油自身的疏水性，能减少水蒸气与膜的接触，将其阻隔在外。

另外，从自由基清除的实验数据可知，杏仁油还赋予了薄膜一定的抗氧化活性，解决了单纯聚乳酸存在的缺陷，拓宽了聚乳酸的使用范围。

本发明的制备方法简单易行，制得的杏仁油/聚乳酸薄膜属于食品级，不仅具有良好的韧性和可降解性，而且具有良好的水蒸气透过性，作为保鲜包装材料可延长果蔬等食品的保存期，其韧性优于现有的保鲜膜，是一种理想的绿色包装材料。

附图说明

图1是本发明纯聚乳酸和不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜的SEM图；

图2是本发明纯聚乳酸和不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜的FTIR图；

图3是本发明纯聚乳酸和不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜的DSC图；

图4是本发明纯聚乳酸和不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜的DPPH、H2O2自由基清除率条形图；

图5是本发明CK组和试验组在贮藏期间的感官评分图；

图6是本发明CK组和试验组在贮藏期间的失重变化趋势图；

图7是本发明CK组和试验组在贮藏期间的硬度变化趋势图；

图8是本发明CK组和试验组在贮藏期间的腐烂变化趋势图；

图9是本发明CK组和试验组在贮藏期间TSS的变化趋势图；

图10是本发明CK组和试验组在贮藏期间TA的变化趋势图；

图11是本发明CK组和试验组在贮藏期间Vc的变化趋势图；

图12是本发明CK组和试验组在贮藏期间的POD活性变化趋势图；

图13是本发明CK组和试验组在贮藏期间的PPO活性变化趋势图；

图14是本发明CK组和试验组在贮藏期间的MDA变化趋势图。

具体实施方式

本发明涉及一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜，该薄膜能够应用于各类果蔬的保鲜贮藏。以下为了说明的方便，以通过本发明的制备方法制得的杏仁油/聚乳酸薄膜应用到圣女果的保鲜贮藏中为例进行说明。但是本发明并不限制于此，只要是与果蔬的保鲜贮藏有关，如储存、运输等，都可以在包装果蔬时使用本发明的杏仁油/聚乳酸薄膜。

本发明提供的杏仁油/聚乳酸薄膜制备方法，分为两步骤：一是采用索式提取法从山杏杏仁中提取山杏杏仁油，其中，本案所述索式提取器是由提取瓶、提取管和冷凝管组成的，提取管两侧分别有虹吸管和连接管，且各部分连接处严密不漏气，该装置是利用溶剂回流及虹吸原理，使固体物质连续不断地被纯溶剂萃取，既节约溶剂、萃取效率又高；二是采用溶剂挥发法制备杏仁油/聚乳酸复合膜。

具体步骤如下：

(1)山杏杏仁油的提取

S1，粉碎：用流水将山杏杏仁洗净，在室温下干燥后，用粉碎机将山杏杏仁粉碎成粉末，以增加固液接触的面积；

S2，提取：用滤纸制作圆柱状滤纸筒，称取15g步骤S1所得杏仁粗粉装入滤纸筒中，将开口端折叠封住，放入提取管内；

准确量取100ml正己烷溶液置于提取瓶中，提取管的下端与盛有正己烷溶液的提取瓶相连，提取管的上端与冷凝管相接，冷凝管中通入冷凝水后，加热提取瓶至80℃，使正己烷溶液沸腾，此时正己烷溶液气化，由连接管上升进入冷凝管，被冷凝后凝成液体滴入提取管内，正己烷溶液浸提杏仁粗粉进行萃取，待提取管中正己烷溶液液面达到虹吸管的最高处时，含有杏仁油的正己烷溶液经虹吸管流入提取瓶，流入提取瓶内的正己烷溶液继续被加热气化、上升、冷凝，滴入提取管内，如此循环往复，回流12h后，使杏仁粗粉不断被纯的正己烷溶液所萃取，将萃取出的杏仁油富集在提取瓶中，得到纯化后的杏仁油正己烷溶液；

将纯化后的杏仁油正己烷溶液放入旋转蒸发器中，在50℃、转速为60r/min的条件下将溶剂蒸发得到杏仁油，并放置于4℃的冰箱备用。

该杏仁油的提取纯化是利用溶剂对固体混合物中所需成分的溶解度大，对杂质的溶解度小来达到提取分离的目的。

(2)杏仁油/聚乳酸薄膜的制备

S1，称取2g聚乳酸于烧杯中，再加入30mL三氯甲烷溶液，放在磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌1h；

S2，待溶液搅拌均匀后，按杏仁油与聚乳酸质量比为0：1～1:1的比例，将步骤(1)所得杏仁油放入烧杯中，再将烧杯置于磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min条件下充分搅拌7h；

S3，搅拌完成后，超声辅助提取10min，再以离心机转速为8000r/min的条件下，离心5min；

S4，将溶液倒入20cm╳20cm的聚四氟乙烯板中，在通风处常温下干燥12h，撕下后即成膜。

为避免因三氯甲烷挥发造成实验误差，本案在整个搅拌过程中须用保鲜膜将烧杯封口。

以下，参照具体实施例对本发明做详细的说明。

实施例1：

称取2g聚乳酸于烧杯中，再加入30mL三氯甲烷溶液，然后，将烧杯放在磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌8h，搅拌完成后，超声辅助提取10min，再以离心机转速8000r/min，离心5min，最后，将溶液倒入20cm╳20cm的聚四氟乙烯板中，在通风处常温下干燥12h，撕下后得到neatPLA薄膜，作为空白对照。

实施例2：

称取2g聚乳酸于烧杯中，再加入30mL三氯甲烷溶液，然后，将烧杯放在磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min条件下充分搅拌1h，待溶液搅拌均匀后，将步骤(1)所得杏仁油按与聚乳酸质量比为0.2：1加入烧杯中，再将烧杯置于磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌7h，搅拌完成后，超声辅助提取10min，再以离心机转速8000r/min，离心5min，最后，将溶液倒入20cm╳20cm的聚四氟乙烯板中，在通风处常温下干燥12h，撕下后得到杏仁油/PLA复合膜，标记为AKEO/PLA_0.2。

实施例3：

称取2g聚乳酸于烧杯中，再加入30mL三氯甲烷溶液，然后，将烧杯放在磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌1h，待溶液搅拌均匀后，将步骤(1)所得杏仁油按与聚乳酸质量比为0.4：1加入烧杯中，再将烧杯置于磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌7h，搅拌完成后，超声辅助提取10min，再以离心机转速8000r/min，离心5min，最后，将溶液倒入20cm╳20cm的聚四氟乙烯板中，在通风处常温下干燥12h，撕下后得到杏仁油/PLA复合膜，标记为AKEO/PLA_0.4。

实施例4：

称取2g聚乳酸于烧杯中，再加入30mL三氯甲烷溶液，然后，将烧杯放在磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌1h，待溶液搅拌均匀后，将步骤(1)所得杏仁油按与聚乳酸质量比为0.6：1加入烧杯中，再将烧杯置于磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌7h，搅拌完成后，超声辅助提取10min，再以离心机转速8000r/min，离心5min，最后，将溶液倒入20cm╳20cm的聚四氟乙烯板中，在通风处常温下干燥12h，撕下后得到杏仁油/PLA复合膜，标记为AKEO/PLA_0.6。

实施例5：

称取2g聚乳酸于烧杯中，再加入30mL三氯甲烷溶液，然后，将烧杯放在磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌1h，待溶液搅拌均匀后，将步骤(1)所得杏仁油按与聚乳酸质量比为0.8：1加入烧杯中，再将烧杯置于磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌7h，搅拌完成后，超声辅助提取10min，再以离心机转速8000r/min，离心5min，最后，将溶液倒入20cm╳20cm的聚四氟乙烯板中，在通风处常温下干燥12h，撕下后得到杏仁油/PLA复合膜，标记为AKEO/PLA_0.8。

实施例6：

称取2g聚乳酸于烧杯中，再加入30mL三氯甲烷溶液，然后，将烧杯放在磁力搅拌器上，在25℃，转速为5000r/min的条件下充分搅拌1h，待溶液搅拌均匀后，将步骤(1)所得杏仁油按与聚乳酸质量比为1：1的比例加入烧杯中，再将烧杯置于磁力搅拌器上，以25℃，转速5000r/min为条件充分搅拌7h，搅拌完成后，超声辅助提取10min，再以转速为8000r/min的条件下，离心5min，最后，将溶液倒入20cm╳20cm的聚四氟乙烯板中，在通风处常温下干燥12h，撕下后得到杏仁油/PLA复合膜，标记为AKEO/PLA_1.0。

以下，结合附图及上述实施例说明本发明的优选实施方式。

实验例1：

本实验例对实施例1-6所得纯PLA、杏仁油/PLA复合膜的膜表面进行观察。实验前将各复合膜于50℃条件下，真空干燥12h，然后将各复合膜剪成宽约2mm的细长方形条，用离子溅射仪在样品的表面上喷一薄层金或铂，喷金后的样品随样品台一起送到样品室，随后就可观察膜表面。图1是本发明纯聚乳酸和不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜的SEM图。

如图1所示，其中，a)neatPLA、b)AKEO/PLA_0.2、c)AKEO/PLA_0.4、d)AKEO/PLA_0.6、e)和f)AKEO/PLA_0.8、g)和h)AKEO/PLA_1.0，由图可知AKEO/PLA_0.2、AKEO/PLA_0.4、AKEO/PLA_0.6这三种杏仁油/PLA复合膜与PLA薄膜表面形貌没有太大区别，均较为平整，说明杏仁油与聚乳酸融合的很好，并没有对PLA薄膜表面形貌有较大影响，而AKEO/PLA_0.8、AKEO/PLA_1.0这两种杏仁油/PLA复合膜的表面较为粗糙，是因为在干燥过程中杏仁油在挥发过程中会通过PLA薄膜造成薄膜表面粗糙、不平整。

实验例2：

本实验例对实施例1-6所得纯PLA、杏仁油/PLA复合膜进行红外光谱实验。实验前将各薄膜剪成2cm╳2cm的正方形置于红外光谱仪内，并对样品的分子结构成分进行分析，通过红外光谱仪采集空气背景图谱后，分别测试各薄膜的红外光谱图，测试范围为400cm^-1～4000cm^-1。图2是本发明纯聚乳酸和不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜的FTIR图，其中，a)neatPLA、b)AKEO/PLA_0.2、c)AKEO/PLA_0.4、d)AKEO/PLA_0.6、e)AKEO/PLA_0.8、f)AKEO/PLA_1.0。

如图2所示，neatPLA在大约3480cm^-1处有较弱的吸收峰，说明有少量的-OH存在，3000cm^-1为PLA结构中—CH—的伸缩振动，1760cm^-1处为-C＝O伸缩振动，1460cm^-1、1380cm^-1处是—CH—弯曲振动，1200cm^-1、1100cm^-1附近是-C-O-伸缩振动，870cm^-1是-C-C-伸缩振动。而杏仁油/PLA复合膜吸收峰在3500cm^-1～3400cm^-1附近有较弱吸收峰为-OH和-NH伸缩振动，在3000cm^-1～2800cm^-1处为—CH—伸缩振动，1750cm^-1附近是酯羰基的特征峰(-C＝O伸缩振动)，且此位置的峰随杏仁油含量的增加而向较小波数处移动，发生这种情况的原因可能是因为杏仁油与PLA复合导致PLA构象发生变化，分子有序性改变。1460cm^-1、1380cm^-1附近是—CH—弯曲振动，1250～1000cm^-1附近为-C-O-伸缩振动，870cm^-1附近是-C-C-伸缩振动，从图谱可以看出，纯PLA膜与其它五组杏仁油/PLA膜的红外光谱特征谱带基本一致，表明活性杏仁油对膜的化学结构没有明显影响。

实施例3：

本实验例对实施例1-6所得纯PLA、杏仁油/PLA复合膜的机械性能进行实验，以GB/T1040.3-2006为标准，用裁切刀将样品薄膜裁剪成100*15mm的长方形样条，夹具间初始距离100mm，标距50mm，拉伸速度20mm/min,环境条件为温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)％，测量复合膜的拉伸强度和断裂伸长率，为了减少误差，每组测试3个平行样品，记录每次测试过程中试样的拉伸强度和断裂伸长率，取平均值。根据平均值分析受力变化程度。复合膜的厚度由螺旋千分尺测定，随机测定复合膜的中心位置和四个角方向上厚度，取其平均值，如表1所示。

表1为实施例1～6纯PLA和杏仁油/PLA复合膜的机械性能参数

*.平均值差值的显著性水平为0.05。

从表1可以看出杏仁油的加入增加了PLA薄膜的断裂伸长率，且纯PLA与各杏仁油/PLA复合膜之间存在显著性差异(P＜0.05)；而拉伸强度和弹性模量均随杏仁油含量的增加而减小。在拉伸强度中，纯PLA与各杏仁油/PLA复合膜之间存在显著性差异(P＜0.05)，但杏仁油/PLA_0.6与杏仁油/PLA_0.8之间的差异不显著(P＞0.05)；在弹性模量中，纯PLA除了与杏仁油/PLA_0.2之间无显著性差异外，与其他各复合膜之间均具有显著性差异(P＜0.05)。

实施例4：

本实验例对实施例1-6所得纯PLA、杏仁油/PLA复合膜的热性能进行DSC测试。称取5-8mg杏仁油/PLA复合膜样品，封装于坩埚中在气体流速为50mL/min的氮气氛围下以10℃/min的速率从室温升至210℃，恒温5min消除热历史，再以相同的速率降至室温后二次升温210℃，记录二次升温时焓变随温度的变化情况，如表2所示。材料的结晶度按如下公式计算：

式中：ΔHm为材料的熔融焓；ΔHm0为聚乳酸100％结晶时的焓值93.6J/g。

表2纯PLA和杏仁油/PLA复合膜的热性能参数

图3是本发明纯聚乳酸和不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜的DSC图。结合表2和图3，可以看出随杏仁油含量增加Tg变小，说明需要让分子链开始发生变动的温度降低，证明膜柔顺性提高。Tc从纯PLA的110.21℃分别降低到杏仁油/PLA复合膜的107.01℃、109.68℃、109.68℃、109.50℃，109.91℃。相较于纯PLA，杏仁油/PLA复合膜的Tm168.26℃降低到最小值为166.91℃，进一步说明杏仁油使PLA分子流动性提高从而起到增塑作用，使得温度向低温移动。这归因于杏仁油分散到PLA结构中，在PLA凝胶基质中可以形成容易变形的油滴从而起到增塑作用。但杏仁油/PLA复合膜的结晶度相较于纯PLA也有所降低，说明杏仁油无法提高PLA的结晶度。

实施例5：

本实验例通过重量法对实施例1-6所得纯PLA、杏仁油/PLA复合膜的不透明度及水蒸气透过性能进行实验。实验利用无水氯化钙对水分进行吸附性，通过无水氯化钙质量增重来测定水蒸气透过系数(WVP)。首先，在内径为120mm的瓶内放入干燥无水氯化钙1g，用面积为113.04mm²的薄膜封扣，再将其放入25℃干燥箱中，箱中放有饱和NaCl保证75％相对湿度，杯内放入的无水氯化钙保证0％湿度，每12h测量一次，每个容器都要测量通过薄膜吸收的水蒸气的量，以平均值±标准偏差表示，如表3所示。具体计算公式如下：

式中：Δm为t时间内质量的增加量，g；l为薄膜厚度，m；A为效面积，mm2；t为质量稳定后两次间隔时间，h；ΔP为杯内外水蒸气压差。注：25℃水的饱和蒸气压3170Pa。

另外，将试样剪成长方形，放入比色皿当中，做空白对照(什么不放)。在600nm处的测吸光度，每组测试3次取平均值，如表3所示。计算公式如下：

式中：A₆₀₀为在600nm处的吸光度；d为膜的厚度mm。

表3纯PLA和杏仁油/PLA复合膜的不透明度值和WVP值

由表3可知，纯PLA的WVP值达到1.34±0.05╳10-9g·m/h·pa·m²，随着杏仁油的增加，WVP值逐渐减小且与纯PLA存在显著性差异(p＜0.05)，这是因为杏仁油的疏水性，减小了水蒸汽与膜接触的机会将其阻隔在外；AKEO/PLA_0.8相较于其他复合膜WVP增大到2.60±0.04╳10^-9g·m/h·pa·m²，可能是因为杏仁油挥发在薄膜表面形成不平整孔洞造成的。随着杏仁油含量进一步的增加，AKEO/PLA_1.0与AKEO/PLA_0.8之间已无显著性差异(p＞0.05)。

另外，各杏仁油/PLA复合膜的不透明度与纯PLA相比显著降低(p＜0.05)，且随杏仁油含量的增加，当杏仁油与聚乳酸的质量比为0.6：1时，进一步增加杏仁油其不透明度已不存在显著性差异(p＞0.05)。

实施例6：

杏仁油是一种天然的抗氧化剂，通过与薄膜结合时，其抗氧化功能不会消失，为了验证添加不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜对抗氧化性能的影响，本实验例对实施例1-6所得纯PLA、杏仁油/PLA复合膜的抗氧化性能进行测试。

(1)DPPH自由基清除试验

首先制备0.1mMDPPH溶液，准确称取3.9mgDPPH，用无水乙醇在棕色瓶中定容至100mL，摇匀置于室温下避光保存，需现配现用；然后制备复合膜提取液，分别称取500mgneatPLA和AKEO/PLA_0.2、AKEO/PLA_0.4、AKEO/PLA_0.6、AKEO/PLA_0.8、AKEO/PLA_1.0溶于15mL无水乙醇溶液中并超声处理2h，8000r/min离心20min使其充分混合；最后将2mL复合膜提取液与2mLDPPH溶液混合置于室温下避光孵育1h，在517nm处测得吸光度重复测得三次，取平均值±标准差。通过公式计算抑制率：

I(％)＝[1-(A_sample/A_DPPH)]×100％

式中：I为抑制率；A_sample为含有膜提取液的DPPH溶液；A_DPPH为不含有膜提取液的DPPH溶液。

(2)H₂O₂自由基清除试验

首先制备0.1％H₂O₂储备液，准确量取0.333mLH₂O₂，用pH＝7.4的磷酸缓冲溶液定容至100mL，需现配现用，然后制备复合膜提取液(步骤同上述)分别称取500mgneatPLA和AKEO/PLA_0.2、AKEO/PLA_0.4、AKEO/PLA_0.6、AKEO/PLA_0.8、AKEO/PLA_1.0溶于15mL无水乙醇溶液中，超声处理2h，8000r/min离心20min。最后取1mL复合膜提取液与1mLH₂O₂、1mL邻二氮菲溶液、1mLFeSO₄混合置于室温下避光孵育30min，在230nm处测得吸光度(重复测得三次)。不含膜样品液的H₂O₂混合液为空白对照在230nm处测得吸光度(重复测得三次)。以不含膜样品溶液(1mL无水乙醇代替)的混合液溶液为空白对照。通过公式计算抑制率：

I(％)＝[1-(A_sample/A_DPPH)]×100％

式中：I为抑制率；Asample为含有膜液的H₂O₂溶液混合物的吸光度；ADPPH为不含有膜液的H₂O₂溶液混合物的吸光度。

图4是本发明纯聚乳酸和不同浓度杏仁油/聚乳酸薄膜的DPPH、H2O2自由基清除率条形图，图中1-6分别对应neatPLA、AKEO/PLA_0.2、AKEO/PLA_0.4、AKEO/PLA_0.6、AKEO/PLA_0.8、AKEO/PLA_1.0，随着杏仁油浓度的增加，复合膜DPPH自由基清除率呈现上升趋势，从纯PLA几乎为0提高到24.20％，最小浓度AEKO/PLA_0.2复合膜的抗氧化活性比纯PLA薄膜也提高了17％左右。各样品复合膜与纯PLA之间存在显著性差异(P＜0.05)。由图4可知H₂O₂自由基清除率要比DPPH自由基清除率要低，但纯PLA与各复合膜之间还是存在显著性差异的(p＜0.05)，所以杏仁油与PLA共混复合后，可以增加其抗氧化活性。

实验例8：

本实验以圣女果为例，测试实施例1-6所得纯PLA、杏仁油/PLA复合膜(即为试验组)对圣女果的保鲜效果，同时增加一组对照组(CK)，该组的圣女果没有做任何防护措施。

A)感官评价

本试验采用10分制，由10名具有感官评价经验的评价员进行感官评分，具体评分细则如表4所示。

表4圣女果感官评价标准

图5是本发明CK组和试验组在贮藏期间的感官评分图。如图5所示，随着贮藏时间的延长，试验组、CK组感官评分均逐渐下降，分值上杏仁油/PLA复合膜＞纯PLA＞CK组，说明杏仁油加入到PLA中可以在一定程度上维持圣女果新鲜程度，其中在贮藏整个期间AEKO/PLA_0.6、AEKO/PLA_0.8、AEKO/PLA_1.0感官评分相对较高，说明一定含量的杏仁油在薄膜中起到一定的抗氧化作用。在贮藏结束时AEKO/PLA_0.6评分最高说明这一浓度下的杏仁油/PLA薄膜在贮藏圣女果中可以较好维持其新鲜度、色泽和口感等。

B)失重

果蔬中含有大量的水分，对于维持其外观、品质具有重要意义。水分的散失是造成果蔬重量减少的最重要原因之一，也直接影响到了果蔬质地、营养成分。图6是本发明CK组和试验组在贮藏期间的失重变化趋势图。本试验用重量法进行测定，其计算公式为：

失重率(％)＝(贮藏前质量-贮藏后质量)/贮藏后质量

如图6所示，圣女果的失重率随着贮藏时间的延长而增加，试验组失重率＜CK组，说明在贮藏过程中，圣女果的蒸腾作用和呼吸作用会造成水分散失使果实重量下降，而薄膜包装在一定程度上能有效抑制重量的下降，达到保鲜作用。由于CK组的圣女果没有任何防护措施，其自由水损失较为严重，仅在第7天CK组失重率就已达到22.2％。在贮藏21d时，试验组的失重率分别为neatPLA 8.40％、AEKO/PLA_0.2 8.20％、AEKO/PLA_0.47.62％、AEKO/PLA_0.6 7.57％、AEKO/PLA_0.8 8.32％、AEKO/PLA_1.0 8.35％，这表明PLA薄膜起到了一定的保鲜作用，尤其在添加了杏仁油之后，杏仁油的疏水性使得薄膜阻水性能提高，降低了圣女果的失重率。

C)硬度

果实硬度与果实组织结构和成熟度有关，硬度值的大小间接反映了果实的质地、感官品质和营养成分。本试验采用GY-3对果实硬度进行测定。图7是本发明CK组和试验组在贮藏期间的硬度变化趋势图。

如图7所示，由于圣女果在贮藏期间水分散失，原果胶成分逐渐分解，所有组别圣女果硬度均随贮藏时间增加而降低。在贮藏21d后，圣女果的硬度由最初的4.13kg/cm2，分别下降到neatPLA为1.50kg/cm²，AEKO/PLA_0.2为1.53kg/cm²、AEKO/PLA_0.4为1.60kg/cm²、AEKO/PLA_0.6为2.00kg/cm²、AEKO/PLA_0.8为1.63kg/cm²、AEKO/PLA_1.0为1.83kg/cm²，除了AEKO/PLA_0.6的硬度为2.00kg/cm²，其余各组均低于2.00kg/cm²，说明AEKO/PLA_0.6能够更好的维持圣女果新鲜度，降低软化程度。

D)腐烂指数

腐烂率作为果蔬感官评价的重要指标之一，反映了果蔬在贮藏过程中的腐烂程度。本试验以果实表面出现水渍状病斑作为果实腐烂的判别依据，按果实腐烂面积，分为6级:0级，无腐烂；1级，果实腐烂面积小于25％；2级，腐烂面占果实面积的25％-50％；3级，腐烂面积大于果实面积的50％-75％；4级，腐烂面积大于75％；5级，完全腐烂；图8是本发明CK组和试验组在贮藏期间的腐烂变化趋势图。

按下式计算腐烂指数：

如图8所示，0-3d，CK组与试验组均无出现腐烂现象；在第7d时，CK组和neatPLA分别出现10％、5％的腐烂现象，其余各组均无腐烂现象；在第21d时，CK组腐烂率达23％，neatPLA腐烂率为15％，AEKO/PLA_0.2、AEKO/PLA_0.4、AEKO/PLA_0.6、AEKO/PLA_0.8、AEKO/PLA_1.0的腐烂率分别为12.5％、10％、5％、7.5％、7.5％，AEKO/PLA_0.6的腐烂率最低，说明AEKO/PLA_0.6能够更好的维持圣女果新鲜度，降低腐烂率。

E)可溶性固形物(TSS)测定

本试验称取适量圣女果切碎，研磨并过滤得汁液，然后用阿贝折射仪进行试验。结果如图9所示，CK组与试验组TSS在贮藏期间变化趋势都是在贮藏初期骤然下降，在3d-14d出现小幅度增加,后期又呈现下降的趋势。

贮藏前期下降，是因为圣女果为维持自身生理活性，会不断消耗可溶性糖这种营养物质来提供自身生理活性；贮藏中期小幅上升，是因为圣女果属于呼吸跃变型果蔬，在后熟过程中会不断有营养物质的转化和糖类的积累，使得可溶性固形物呈现上升趋势；贮藏后期下降，是因为维持自身呼吸消耗的营养物质会远大于自身所积累的营养物质，所以可溶性固形物又呈现小幅下降趋势。各杏仁油/PLA薄膜TSS均高于纯PLA和CK组，且变化趋势缓慢，其中AEKO/PLA_0.6在贮藏期间一直保持较高水平，说明AEKO/PLA_0.6可以较好维持圣女果TSS，降低营养物质消耗。

F)可滴定酸(TA)含量的测定

TA是构成果蔬风味品质的重要成分之一，圣女果在采摘后营养物质已不再从植物中获得，所以在贮藏过程中必须消耗自身营养物质维持其生理活性。本试验将1g圣女果切碎，用蒸馏水定容至20mL，过滤后，在滤液中滴入1～2滴酚酞指示剂，用0.1mol/LNaOH滴至微红色，30s内不褪色，记录消耗NaOH体积(V)，图10是本发明CK组和试验组在贮藏期间TA的变化趋势图。

计算方式如下：

式中：C是标准滴定的浓度，mol/L；V是标定时所消耗NaOH标准溶液的体积，mL；K是主要酸的换算系数，即1mmolNaOH相当于主要酸的克数(本试验采用苹果酸为换算系数)；M为样品重量。

圣女果中的有机酸一部分转化为糖类，另一部分用于呼吸消耗，所以TA在贮藏过程中的变化趋势如图10所示，呈现整体下降趋势。在贮藏21d后，TA含量为AEKO/PLA_0.6＞AEKO/PLA_0.4＞AEKO/PLA_0.2＝AEKO/PLA_0.8＞neatPLA＞AEKO/PLA_1.0＞CK，且AEKO/PLA_0.6在整个贮藏过程中变化趋势缓慢，较其他复合膜保鲜效果更好。

G)维生素C(Vc)含量的测定

圣女果中含有丰富的维生素，而维生素又是衡量果蔬营养价值的重要指标。本试验称取5g圣女果,加入50mL2％草酸溶液，将圣女果研磨成匀浆，过滤得滤液，滤饼可用少量2％草酸溶液洗几次，合并滤液，记录滤液体积后，准确吸取4mL0.1mg/mL滤液于锥形瓶中，加入16mL1％草酸溶液，用2,6-二氯酚靛滴定至淡红色(15内不褪色即为终点)，记录所用染料溶液的体积，并计算出1mL染料溶液所能氧化抗坏血酸的量。准确吸取样品提取液，滴定方法同2中操作，另取20mL草酸作空白对照。代入下式计算100g样品中还原型抗坏血酸的含量：

式中：V₁为滴定样品所耗用染料的体积，mL；V₂为滴定空白所耗用染料的体积，mL；V为样品提取液总体积；V₃为滴定所取样品的体积；m₁为1mL染料所能氧化的抗坏血酸的量，mg；m₂为测量样品的重量，g。

果蔬中维生素随着时间的延长和Vc本身稳定的特性，发生氧化分解，图11是本发明CK组和试验组在贮藏期间Vc的变化趋势图。

如图11所示，CK组与试验组在贮藏期间均呈现逐渐下降的趋势，在贮藏21d后，Vc的含量为各杏仁油/PLA薄膜＞纯PLA薄膜＞CK组，其中AEKO/PLA_0.6在整个贮藏过程中都保持较高含量，说明AEKO/PLA_0.6较其他杏仁油/PLA薄膜保鲜效果更好。

H)POD酶活性的测定

POD酶是一种在果蔬遭受到迫害时，对果蔬进行保护的一种酶促防御系统之一。

(1)酶提液的制备：称取3g圣女果于研钵中，并加入3mL提取液(1mMPEG、4％PVPP和1％Triton X-100)充分冰浴研磨成浆，于4℃、1200r/min离心30min，收集上清液即为酶提取液，低温保存备用。

(2)酶活力测定：在试管中加入3mL25mmol愈创木酚溶液和0.5mL酶提液，最后加入200μL0.5mol/LH₂O₂迅速混合后酶反应体系迅速开启，同时立即开始计时。将反应液倒入比色皿中，置于分光光度计中，以15s时开始记录反应体系以OD₄₇₀值为初始值，然后每隔60s记录一次，至少记录6个OD₄₇₀值，重复三次。

(3)数据处理：以每克鲜重每60s吸光度值增加0.01为1个POD酶活性单位，计算公式如下：

式中：ΔOD₄₇₀为反应混合液吸光度变化值；Δt为酶促反应时间；m为样品质量，g；

V为样品提取液总体积，mL；Vs为测定时所取样品提取液体积，mL。

图12是本发明CK组和试验组在贮藏期间的POD活性变化趋势图。

如图12所示，酶整体变化趋势为先上升再下降，最后又上升的趋势。这是因为在0-3d时，圣女果在离开植物母体后，因受到周围环境的胁迫，为了对生物体进行保护，POD活性便增强以实现对果蔬机体的保护，其中各复合膜活性较纯PLA和CK组来说活性更高，说明机体衰老缓慢酶活性较高，能进一步更好地对果蔬机体进行保护；在7-14d期间由于果蔬逐渐开始衰老，酶活性便开始降低，但相较于CK组与试验组来说AEKO/PLA_0.6仍处于较高活性；在贮藏末期14-21d果蔬不仅衰老再加上POD催化H₂O₂产生的过氧化物会对细胞薄膜产生损伤，于是机体重新调动POD酶促防御系统，因此在后期又会出现POD活性增强的趋势，但此时AEKO/PLA_0.6酶活性最低，由此说明这一薄膜包装材料中圣女果细胞质膜损伤较小。

I)PPO酶活性的测定

在后熟的衰老过程或在采后的贮藏加工过程中，果蔬出现的组织褐变与组织中的多酚氧化酶活性密切相关，因此PPO酶的活性在一定程度上反映了果实贮藏过程中衰老的程度。

(1)酶提液的制备：称取3g圣女果于研钵中，加入3mL提取液(1mMPEG、4％PVPP和1％Triton X-100)充分冰浴研磨成浆，于4℃、1200r/min离心30min，收集上清液即为酶提取液，低温保存备用。

(2)酶活力测定：在试管中依次加入4.0mL50mmol的醋酸缓冲溶液、1mL50mmol邻苯二酚溶液、100μL酶提取液，迅速混合后酶反应体系迅速开启，同时立即开始计时。将反应液倒入比色皿中，置于分光光度计中，以15s时开始记录反应体系以OD₄₂₀值为初始值，然后每隔60s记录一次，至少记录6个OD₄₂₀值，重复三次。

(3)数据处理：以每克鲜重每60s吸光度值增加0.01为1个POD酶活性单位，计算公式如下：

式中：ΔOD₄₂₀为反应混合液吸光度变化值；Δt为酶促反应时间；V为样品提取液总体积，mL；Vs为测定时所取样品提取液体积，mL；m为样品质量，g。

图13是本发明CK组和试验组在贮藏期间的PPO活性变化趋势图。

从图13可以看出，PPO酶的活性整体呈现上升趋势，在0-7d贮藏期间PPO相对上升缓慢，因为在前期圣女果相对来说还处于新鲜阶段，所以圣女果果肉保持相对较低的PPO活性，随着时间的延长圣女果逐渐开始衰老PPO活性开始迅速上升。在整个贮藏期间相较于试验组来说CK组PPO一直处于较高活性，AEKO/PLA_0.6酶活性最低并一直保持较缓慢上升趋势，说明此包装可以保持新鲜状态。

J)丙二醛(MDA)含量的测定

果蔬组织在后熟的衰老过程中，或遭受病害、冷害或其他伤细胞中产生的超氧阴离子自由基和羟基自由基，能诱导膜脂中不饱和后防酸发生过氧化作用，产生脂质自由基。脂质自由基可进一步诱发膜脂的过氧化作用致细胞膜透性增加，细胞受损或死亡。其中MDA作为脂质过氧化的主要产物之一，可以通过测量MAD的含量来反映细胞的损失程度。

(1)提取液的制备：称取1.0g圣女果样品，加入5mL10％三氯乙酸，研磨成匀浆，在4℃10000r/min离心20min，收集上清液，低温保存备用。

(2)MDA含量的测定：在试管中加入2mL上清液和0.67％硫代巴比妥酸，混合后在沸水浴中加热20min，冷却后再离心一次，然后在450nm、532nm和600nm处分别测定上清液的吸光度值。重复三次。

(3)数据处理：根据吸光度值，计算出每克圣女果中MDA含量，以μmol/g表示。计算公式如下：

式中：C为反应混合液中MDA含量，μmol/L；V为样品提取液总体积，mL；Vs为测定时所取样品提取液体积，mL；m为样品质量，g。

图14是本发明CK组和试验组在贮藏期间的MDA变化趋势图。

由图14可知，在整个贮藏期间MDA的含量一直处于上升趋势，在前7d期间，CK组上升最为明显，在7d后，试验组MDA含量仍然不断上升，这是因为随着果实不断进行呼吸作用，活性氧自由基不断增加，造成果实内部活性氧的不断积累，促使果实内部发生脂质过氧化反应，从而MDA含量不断增加。从图中可以看出，在整个贮藏期间AEKO/PLA_0.6的MDA含量一直保持较缓慢上升趋势，说明在此包装条件下的圣女果细胞损伤较小。

从上述实验例1-7可以看出，山杏杏仁油添加量的不同其性能结果也不同，虽然杏仁油对聚乳酸的机械强度没有明显改善但断裂伸长率却明显提高，且水蒸气阻隔性能也提高(其中AEKO/PLA_0.6水蒸气阻隔性能最好)；同时，杏仁油的加入对聚乳酸的化学结构没有任何影响，只是随着杏仁油含量的增加PLA薄膜表面变得不平整，所以综合来看我们认为AEKO/PLA_0.6薄膜的性能效果最佳，为此本案开展实验例8进一步验证，结果发现在圣女保鲜性能中确实AEKO/PLA_0.6可以维持圣女果良好的营养品质。

尽管已说明了发明的几个实施方式，但这些实施方式仅是作为例子而提出的，并不是要限定本发明的范围。可以用多种其他方式来实施这些新的实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种各样的省略、替代和变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨中，并且包含在权利要求书记载的发明及其等同的范围中。

Claims (9)

1.一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）山杏杏仁油的提取

用流水将山杏杏仁洗净，待干燥后，粉碎成粉末备用，称取适量杏仁粗粉置于提取管中，提取瓶内加入正己烷溶液，在索式提取器中回流，结束后将溶液置于旋转蒸发器中，将溶剂蒸发得到杏仁油，于冰箱储存备用；

（2）杏仁油/聚乳酸薄膜的制备

称取2g聚乳酸于烧杯中，加入30mL三氯甲烷溶液，放在磁力搅拌器上搅拌，待溶液搅拌均匀后，按杏仁油与聚乳酸质量比为0.2~1:1的比例，加入步骤（1）所得杏仁油于烧杯中，再将烧杯置于磁力搅拌器搅拌，搅拌过后，经超声提取，离心，最后将溶液倒入容器中，在通风处干燥后，撕下即成膜。

2.如权利要求1所述的一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中溶液在搅拌过程中须将烧杯用保鲜膜封口。

3.如权利要求1所述的一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为0.2：1加入杏仁油。

4.如权利要求1所述的一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为0.4：1加入杏仁油。

5.如权利要求1所述的一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为0.6：1加入杏仁油。

6.如权利要求1所述的一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为0.8：1加入杏仁油。

7.如权利要求1所述的一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，所述薄膜的制备过程中按杏仁油与聚乳酸质量比为1:1加入杏仁油。

8.一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜，其特征在于，通过权利要求1~7任一项所述的一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的制备方法制备得到。

9.一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜的应用，其特征在于，将权利要求8所述的一种可降解杏仁油/聚乳酸薄膜用于果蔬保鲜储存。