Page 51 - 精细化工2019年第12期

第 12 期 孙 阳，等: 油酸对壳聚糖/玉米醇溶蛋白膜性能的影响 ·2379·

壳聚糖是一种由甲壳素经过脱乙酰作用得到的 流变仪，英国 Malvern 仪器有限公司；TA-XT 质构
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生物聚合物，资源丰富 、相容性好、可生物降解 ， 仪，北京微讯超技仪器技术有限公司。
壳聚糖骨架上存在游离的羟基、氨基和 N-乙酰氨基， 1.2 实验方法
可由分子内和分子间的氢键作用力等形成一层具有 1.2.1 复合膜液的制备
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阻隔水蒸气和氧气作用的薄膜 。玉米醇溶蛋白是 室温下，用体积分数 1%的乙酸制备质量浓度为
一种天然生物大分子，其含大量的非极性氨基酸， 20 g/L 的壳聚糖膜液，用体积分数 90%的乙醇制备
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疏水性较高 。壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合膜 与两 质量浓度为 20 g/L 的玉米醇溶蛋白膜液，将两种膜
者单一膜相比，机械性能有了极大改进，但柔韧性 溶液按照体积比 1∶1 混合并搅拌均匀〔根据前期的
较差，脆性较强，极大限制了其在食品工业中的广 研究发现，V（壳聚糖）∶V（玉米醇溶蛋白）=1∶
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泛应用，需要添加增塑剂来改善复合膜的性能。改 1 的复合膜性能最优 〕，然后，分别向复合膜液中
善效果由增塑剂与壳聚糖分子和玉米醇溶蛋白分子 加入 0、15%、30%、45%的油酸（以复合膜液中壳
之间的相互作用决定。增塑剂的含量对膜机械性能 聚糖和玉米醇溶蛋白的总质量为基准，下同），依次
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影响很大，吴磊燕等 研究了聚乙二醇含量对玉米 标记为 CK、OA-15、OA-30、OA-45，70 ℃水浴
醇溶蛋白膜机械性能的影响，发现聚乙二醇含量增 10 min，冷却至室温待测。在搅拌和水浴过程中用
大，膜的抗拉强度增大，断裂伸长率增大。膜的性 保鲜薄膜封好烧杯口以防止膜液蒸发。
能与膜液的流变特性具有相关性，可通过测定膜液 1.2.2 复合膜的制备
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的流变特性来预测成膜效果 。Ghanbarzadeh 等 [10] 量取 40 mL 制备好的复合膜液，流延铺平于方
将不同种类和含量的多元醇加入玉米醇溶蛋白膜 形塑料板上(13 cm×13 cm×1.8 cm)，以保证膜的厚度
中，通过膜液的流变学研究发现，山梨醇和甘油具 可控，然后置于 50 ℃烘箱内，干燥 12 h，制备好
有良好的增塑效果，可显著降低玉米醇溶蛋白的黏 的复合膜置于相对湿度（50%±4%），温度（25±2） ℃
弹性模量。目前，国内外学者较关注增塑剂对膜性 条件平衡 48 h，测定膜的性能。
能的影响，有关增塑剂对复合膜液流变学特性的研 1.2.3 复合膜溶液特性测定
究还处于起步阶段 [11] ，研究主要集中在增塑剂对复 1.2.3.1 粒径和 Zeta 电位测定
合体系黏度及稳定性的影响，对动态流变特性的报 在 25 ℃下，取 1 mL 复合膜液用去离子水稀释
道较少。而且，不同增塑剂种类和用量对复合膜液 200 倍分散均匀，备用。采用动态光散射技术，利
流变性能影响差异较大。另外，油酸分子含有羧基 用激光粒度仪测定稀释溶液的粒径、分散指数（PDI）
和不饱和双键与玉米醇溶蛋白和壳聚糖混合后相互 和 Zeta 电位。
作用，会对复合膜性能有显著影响。 1.2.3.2 流变特性测定
因此，本文以玉米醇溶蛋白和壳聚糖为成膜基 剪切速率对复合膜液黏度的影响：在 25 ℃下，
质，向复合膜液中加入不同质量分数的油酸作为增 利用旋转流变仪在平板-锥系统下，测定油酸含量不
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塑剂，分析膜液黏弹性的变化规律并测定复合膜的 同的复合膜液在剪切速率（γ）0~300 s 内黏度的变
性能，以期为壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合膜的加工及 化，锥板直径为 40 mm，角度为 4°。
应用提供参考。 频率扫描对复合膜液模量的影响：测定前先用
流变仪在平板-锥系统下对复合膜液进行应力扫描，
1 实验部分 锥板直径为 40 mm，角度为 4°，根据应力扫描结果，

设定扫描应变值为 0.1%。再进行频率扫描测试，在
1.1 试剂与仪器
线性黏弹区内（应变值在 0.2%以下），扫描范围
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壳聚糖（脱乙酰度≥90%，相对分子质量 8×10 ，
0.1~100.0 Hz，在温度为 25 ℃的条件下测定了复合
黏度 60 mPa·s），上海蓝季生物公司；玉米醇溶蛋白
膜液的储能模量（G'）和损耗模量（G"）。
（蛋白质量分数为 92%，水质量分数≤8%），南京 1.2.4 复合膜性能测定
都莱试剂有限公司；冰乙酸，AR，天津市恒兴化学 1.2.4.1 膜的厚度
试剂制造有限公司；油酸，AR，烟台市双双化工有 薄膜的厚度使用数显卡尺测定。随机在薄膜的
限责任公司；无水氯化钙、乙醇，AR，烟台远东精 不同位置测定厚度值。
细化工有限责任公司。 1.2.4.2 膜的机械性能
UV-2550 型紫外分光光度计，日本岛津公司； （1）拉伸强度（TS）测定
BSC-150 型恒温恒湿箱，上海博讯实业有限公司； 选取膜上厚度均匀、光滑平整的部分，裁剪成
Zetasizer Nano ZS 90 激光粒度仪、Kinexus lab+旋转 10 mm×70 mm，按照 GB/4456—96 使用质构仪测定