基于納米細(xì)菌纖維素復(fù)合膜的制備及其性能研究.pdf

1、近年來，隨著人們環(huán)保意識及健康消費(fèi)意識的增強(qiáng)，合成包裝材料引起的環(huán)境及食品安全問題受到越來越多的關(guān)注。因此，生物可降解包裝膜甚至活性包裝膜逐漸發(fā)展起來。目前，用于制備生物膜的材料主要有蛋白質(zhì)、多糖和脂類，但是基于這些材料的包裝膜普遍存在機(jī)械性能差、熱穩(wěn)定性和防潮能力差等問題，不能滿足消費(fèi)者的使用需求。為了改善這些不足，許多機(jī)械性能佳的物質(zhì)被加入到這些天然基質(zhì)中制成復(fù)合膜。此外，食品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存和銷售過程中，由于受到外界條件的影響，

2、容易產(chǎn)生氧化、維生素?fù)p失、出現(xiàn)異味、質(zhì)地變化和微生物污染等問題，為了解決這些問題人們會在食品中加入一定量的活性物質(zhì)，但是部分活性物質(zhì)容易與食品組分發(fā)生反應(yīng)或者本身帶有不愉快的味道或者氣味，從而影響食品的感官品質(zhì)，而將這些活性物質(zhì)納入天然基質(zhì)中制成活性包裝膜則很好地解決了這一問題。本研究以納米細(xì)菌纖維素(BC)為強(qiáng)化劑，將不同劑量的BC加入蕎麥酒糟蛋白質(zhì)和殼聚糖(CH)-表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)基質(zhì)中，以期改善蕎麥酒糟蛋白膜和

3、CH-EGCG抗氧化活性膜的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性以及防潮能力，并減緩CH-EGCG活性膜中EGCG的釋放。利用流變儀分析成膜溶液的粘彈性，場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、差示掃描量熱儀(DSC)、質(zhì)構(gòu)儀等對膜的性能進(jìn)行分析，篩選出效果最理想的復(fù)合膜。得到以下主要研究結(jié)果:
　　(1)納米BC作為強(qiáng)化劑，利用釀酒副產(chǎn)物—蕎麥酒糟蛋白質(zhì)為基質(zhì)，制備了復(fù)合膜，SEM結(jié)果表明BC與蕎麥酒糟蛋白質(zhì)有很好的相容

4、性且賦予了復(fù)合膜剛性;DSC結(jié)果表明BC能提高復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性;流變結(jié)果表明加入BC后，成膜溶液從典型的牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)榉桥ｎD流體;FTIR結(jié)果顯示加入BC后，主要官能團(tuán)對應(yīng)的吸收峰的波數(shù)都降低了。
　　(2)FTIR和流變結(jié)果都說明了蛋白質(zhì)基質(zhì)與納米BC之間形成了氫鍵相互作用。因此，當(dāng)在蕎麥酒糟蛋白質(zhì)中加入1.1％、1.6％、1.8％、2.0％BC，均能起到改善膜的物理特性和機(jī)械性能的作用。BC的添加量越大，蛋白膜的含水量(MC)

5、、水溶解性(WS)和水蒸氣透過率(WVP)越低，機(jī)械性能越好，添加1.8％和2.0％BC復(fù)合膜的拉伸力(TS)達(dá)到14.98MPa和15.03MPa，顯著高于純蛋白膜(4.26MPa)。
　　(3)在含有15％、30％EGCG的CH基質(zhì)中加入不同劑量(5％、10％)的納米BC制備一種新型的抗氧化活性膜，SEM結(jié)果表明BC與CH基質(zhì)有很好的相容性;DSC結(jié)果表明BC能改善由EGCG引起的熱不穩(wěn)定問題;FTIR結(jié)果說明BC、CH、EG

6、CG之間能形成氫鍵相互作用。
　　(4)EGCG對活性膜的水溶解性(WS)、拉伸力(TS)和斷裂伸長率(EAB)產(chǎn)生負(fù)面影響，但是，添加納米BC能將WS從26.54％顯著降低至20.80％，將TS從18.71MPa顯著提高至44.17MPa，將EAB從2.72％顯著提升至7.34％。
　　(5)添加納米BC能減緩EGCG從CH膜中釋放的速率，其中CH-BC5-EGCG30的釋放速率最低約為12％，且ABTS自由基清除能力較強(qiáng)