Abstract Antioxidant and antimicrobial packaging were developed by adding D-α-tocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate (TPGS) and/or silicon dioxide nanoparticles (nano-SiO2) into chitosan (CS) films. The microstructures, physical and functional properties of CS, CS-TPGS, CS-SiO2 and CS-TPGS-SiO2 films were compared. Results showed the simultaneous addition of TPGS and nano-SiO2 into CS film produced a compact inner microstructure and strong intermolecular hydrogen bond interactions. Meanwhile, the addition of TPGS slightly increased the crystallinity of CS-TPGS and CS-TPGS-SiO2 films. By comparing different films, CS-TPGS-SiO2 film presented the lowest moisture content, water vapor and oxygen permeability, whereas the highest tensile strength and elongation at break. Moreover, CS-TPGS and CS-TPGS-SiO2 films possessed stronger free radical scavenging activity than CS and CS-SiO2 films. CS-SiO2 and CS-TPGS-SiO2 films showed higher antimicrobial activity than CS and CS-TPGS films. Notably, CS-TPGS and CS-TPGS-SiO2 film packaging effectively increased the oxidative stability of soybean oil. Our results suggest CS-TPGS-SiO2 film can be used as a novel antioxidant and antimicrobial packaging material in food industry.

中文翻译：

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基于壳聚糖、D-α-生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯和二氧化硅纳米颗粒的抗氧化和抗菌包装膜的开发

摘要 通过将 D-α-生育酚聚乙二醇 1000 琥珀酸酯 (TPGS) 和/或二氧化硅纳米粒子 (nano-SiO2) 添加到壳聚糖 (CS) 薄膜中，开发了抗氧化和抗菌包装。比较了CS、CS-TPGS、CS-SiO2和CS-TPGS-SiO2薄膜的微观结构、物理和功能特性。结果表明，同时将 TPGS 和纳米 SiO2 添加到 CS 薄膜中产生了紧凑的内部微观结构和强大的分子间氢键相互作用。同时，TPGS 的加入略微提高了 CS-TPGS 和 CS-TPGS-SiO2 薄膜的结晶度。通过比较不同的薄膜，CS-TPGS-SiO2薄膜的水分含量、水蒸气和氧气渗透率最低，而拉伸强度和断裂伸长率最高。而且，CS-TPGS和CS-TPGS-SiO2薄膜比CS和CS-SiO2薄膜具有更强的自由基清除活性。CS-SiO2 和 CS-TPGS-SiO2 薄膜显示出比 CS 和 CS-TPGS 薄膜更高的抗菌活性。值得注意的是，CS-TPGS 和 CS-TPGS-SiO2 薄膜包装有效地提高了豆油的氧化稳定性。我们的研究结果表明，CS-TPGS-SiO2 薄膜可用作食品工业中一种新型的抗氧化和抗菌包装材料。