不同交聯(lián)劑對(duì)膠原蛋白可食膜性能的影響.pdf

1、膠原蛋白及其水解物（明膠）基質(zhì)膜具有良好的生物相容性和可降解性，以及成體低廉、原料豐富等優(yōu)點(diǎn)，歷來(lái)成為可食膜研究的熱點(diǎn)。但膠原蛋白膜與其它可食膜類似，也存在機(jī)械強(qiáng)度不足、某些阻隔性能（如阻水性等）有待進(jìn)一步的提升的問(wèn)題。交聯(lián)能有效提高這些膜的機(jī)械性能、阻隔性能和熱穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步提升應(yīng)用范圍。本文研究了核黃素、單寧和煙熏液等綠色交聯(lián)劑對(duì)膠原蛋白膜性能的影響。這些交聯(lián)劑與其他化學(xué)交聯(lián)劑相比，安全無(wú)毒、反應(yīng)溫和、以及能夠賦予可食膜一些獨(dú)特

2、的化學(xué)和生理活性特性。
　　首先，將核黃素作為光敏劑用于紫外誘導(dǎo)交聯(lián)反應(yīng)(RmUV)來(lái)提高魚皮明膠膜(CG)的阻水性和機(jī)械性能。在核黃素濃度在0.1％或更高的時(shí)，熒光強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明已誘導(dǎo)明膠分子發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)核黃素濃度增加時(shí)CG溶液的粘度增加。通過(guò)紅外光譜掃描表明紫外照射核黃素在1583 cm-1會(huì)有新的化學(xué)鍵的形成。此外，與對(duì)照CG膜相比，紫外照射核黃素(RmUV)能夠顯著提高CG膜的水接觸角。同時(shí)，在高濕度狀態(tài)下RmUV

3、處理膜與對(duì)照組相比其拉伸強(qiáng)度和拉伸系數(shù)有顯著的提升，膜的斷裂延伸率降低。綜上，紫外照射/核黃素是一種潛在提高CG膜性能的方法。
　　接著，將單寧按一定比例加入明膠溶液中制成可食膜，研究添加了單寧對(duì)明膠膜性能的影響。，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)單寧添加量為30 mg/g（明膠干基）時(shí)，其拉伸強(qiáng)度最大，為22.10Mpa±0.81，斷裂延伸率最小，為40.12±0.903％;同時(shí)，水蒸氣透過(guò)性達(dá)到1.49293±0.01(g· Pa-1· s-1

4、· m-1×10-11);氧氣透過(guò)率為21.63±0.624meg/kg。通過(guò)差示掃描量熱法(DSC)、紅外和電鏡觀察可知，單寧與可食膜發(fā)生了交聯(lián)。
　　另外，研究了三種煙熏液(HSLS、AWLS、WWLS)作為一種潛在的交聯(lián)劑在明膠膜中的應(yīng)用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙熏液中含有豐富的醛類和酚類，可食性明膠膜加入煙熏液后其機(jī)械性能和阻水性能增強(qiáng)顯著。當(dāng)添加3％的HSLS時(shí)，拉升強(qiáng)度達(dá)到最高值13.98±1.25 MPa。當(dāng)2％的AWLS添加到成

5、膜溶液后，最終制成的可食膜的斷裂延伸率最低，達(dá)到87.69±15.42％。另加入煙熏液后，可食膜的水解度顯著降低(P＜0.05)。當(dāng)添加量達(dá)到3％時(shí)，各組煙熏液的水解度都達(dá)到最小，且AWLS復(fù)合膜的水解度最低達(dá)到11.96±1.03％。另外，通過(guò)DSC、FTIR和SEM分析可知機(jī)械性能的增強(qiáng)和水解度的降低可能是煙熏液與明膠蛋白分子間形成穩(wěn)定共價(jià)鍵的結(jié)果。
　　此外，還研究了煙熏液對(duì)天然腸衣和人造膠原蛋白腸衣機(jī)械性能的強(qiáng)化效果。結(jié)果

6、發(fā)現(xiàn)以5％濃度處理兩種腸衣對(duì)其拉伸強(qiáng)度有顯著提高（P＜0.05），斷裂延伸率有所降低。其中，HSLS浸泡的天然腸衣和膠原蛋白腸衣的拉伸強(qiáng)度最高可分別達(dá)到51.80±2.12 Mpa和12.99±1.13 Mpa，斷裂延伸率低至56.47±11.21％和59.53±10.35％。同時(shí)，與對(duì)照組相比，煙熏液處理過(guò)兩種腸衣色澤均明顯加深:兩種腸衣的L*值與對(duì)照組相比成下降趨勢(shì);用HSLS浸泡的兩種腸衣的a*值b*值都變大了。
　　煙熏液