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为缓解石油基产品造成的环境污染并提高油菜粕（CM）利用率，研究人员以 CM 为基质，用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）和纤维素纳米晶体（CNCs）改性制备纳米复合薄膜。结果显示该薄膜性能优异、可降解。这为绿色包装材料研发提供了新思路。
在当今时代，环境问题日益严峻，石油基产品的过度使用成为了环境污染的一大 “元凶”。传统的石油基包装材料不仅难以降解，在自然环境中长时间留存，还会对生态系统造成诸多负面影响。与此同时，大量的油菜粕（Canola meal，CM）作为油菜籽榨油后的副产品，由于含有抗营养化合物，无法用于人类食品领域，大多被废弃或仅作低价值利用，这无疑是一种资源的浪费。
为了改变这一现状，来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于如何将 CM 转化为高价值的材料，同时减少对石油基产品的依赖，致力于开发一种新型的纳米复合包装薄膜。经过不懈努力，研究取得了一系列重要成果，相关论文发表在《Food Packaging and Shelf Life》上。这一研究成果对于推动绿色包装材料的发展、实现资源的高效利用以及保护环境都有着重要意义。
在研究方法上，研究人员采用了多种技术手段。首先是湿铸和热压相结合的薄膜制备技术，以此来制作纳米复合薄膜。然后运用扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜的表面和断面结构；利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析薄膜的化学组成；通过 X 射线衍射（XRD）测定薄膜的结晶度；借助热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）和动态机械分析（DMA）来研究薄膜的热稳定性和机械性能；还用 DPPH 法评估薄膜的抗氧化活性，通过包裹蓝莓测试薄膜对食品质量的影响，将薄膜埋入土壤测试其降解性能。
在研究结果方面：
- 形态分析：添加 CNCs 的复合薄膜表面相对光滑，表明其与 CM 基质相容性良好。当 CNCs含量超过 7 wt% 时出现团聚现象。添加 GMA 后，CM 薄膜的裂缝和孔隙消失，断裂面更致密均匀，这是因为 GMA 的环氧基团与 CM 蛋白质形成共价键，增强了交联。
- 热稳定性分析：CNCs和 GMA 的加入均显著提高了 CM 复合薄膜的热稳定性。CNCs在 300℃左右降解，GMA 促进了 CM 复合基质内的交联，随着 GMA 含量增加，分解范围变窄，表明分子间相互作用增强。
- DSC 分析：添加 CNCs改变了复合薄膜的玻璃化转变温度（Tg），提高了热稳定性。适量添加 GMA 增加了变性温度，但过多的 GMA 会破坏蛋白质间的氢键，降低 Tg。
- DMA 分析：0GMA - 0CNC 薄膜储能模量最低。添加 CNCs后，储能模量呈动态变化，Tan δ 峰值升高。添加 GMA 后，复合薄膜储能模量逐渐增加，Tg 变窄。薄膜厚度也会影响储能模量和 Tan δ。
- 机械性能分析：添加 CNCs和 GMA，CM 复合薄膜的拉伸强度先增后减，分别在 0.5GMA - 5CNC 时达到最大值。添加 CNCs，薄膜的伸长率先升后降，在 0.5GMA - 3CNC 时最大；添加 GMA，薄膜的伸长率持续增加，在 1GMA - 5CNC 时最大。
- FTIR 光谱分析：添加 GMA 和 CNCs后，CM 复合薄膜出现了新的振动峰，表明形成了新的共价键，且 - CH2- 基团和 C=O 键的振动更明显。
- XRD 分析：添加 GMA 和 CNCs后，CM 复合薄膜出现了新的衍射峰，形成了新的有序结构。
- 抗氧化活性分析：0GMA - 5CNC 薄膜表现出较强的 DPPH 自由基清除能力，说明 CNCs有助于提高薄膜的抗氧化能力，可延长易腐食品的保质期。
- 食品质量分析：用纳米复合薄膜包装的蓝莓在 10 天内重量损失明显低于未包装和 0GMA - 0CNC 薄膜包装的蓝莓，其中 0.5GMA - 5CNC 薄膜包装的蓝莓重量损失最小，保鲜效果最佳。
- 降解性能分析：CM 复合薄膜在堆肥条件下具有良好的降解性能，0GMA - 0CNC 薄膜降解最快，0.5GMA - 5CNC 薄膜降解最慢。
综合来看，该研究成功用 GMA 和 CNCs改性 CM，制备出新型复合薄膜。这种薄膜在热稳定性、机械性能、抗氧化活性和降解性等方面表现出色，在食品包装领域展现出巨大的应用潜力。不过，目前要实现商业化应用，还需进一步研究薄膜的水蒸气渗透性、仪器质地和感官评价等，以提升其实际可用性，为工业规模应用奠定基础。这一研究为绿色包装材料的开发提供了新的方向，有望在未来推动食品包装行业向更加环保、可持续的方向发展。
