Page 53 - 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 ·2381·

由图 2 可知，壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合膜液的
黏度随剪切速率的增大而降低，表现出流体剪切稀
化的特点。剪切稀化是最典型的非牛顿流体性质。
这可能是由于在静止或低剪切速率时，壳聚糖与玉
米醇溶蛋白因分子间的相互作用而勾挂缠结，流层
间的剪切力大，流体黏度大 [17] ，但随着剪切速率的
增大，剪切力增大，分子间的缠结点受到破坏，并
且壳聚糖和玉米醇溶蛋白分子顺着流动方向会快速
取向，分子布朗运动所产生的随机化作用可以忽略，
致使黏度下降，呈现剪切稀化的现象 [18] 。李昕等 [19]
研究乳铁蛋白-乳清分离蛋白乳状液微聚集体的静
态流变也发现乳液具有类似剪切稀化特点。通过比
较本实验制得不同样品的黏度可以发现，随着增塑
剂油酸含量的增加，黏度降低，可能是因为油酸破
坏聚合物密切有序的结构，削弱了壳聚糖和玉米醇
溶蛋白分子间和分子内的作用力，并与其形成新的
氢键聚合物。Sun 等 [20] 研究甘油和山梨醇含量对羟
丙基甲基纤维素(HPMC)和 κ-卡拉胶复合膜的作用

时也发现，随着甘油和山梨醇含量增大膜液黏度下降。 a—复合膜的储能模量；b—复合膜的损耗模量
n
根据幂律方程（τ = K∙ γ ，τ—剪切应力，Pa；K—稠度 图 3 不同复合膜液的模量与频率的关系
–1
系数，Pa∙s；γ—剪切速率，s ；n—流动指数） [21] 计 Fig. 3 Relationship between modulus and frequency of
算得到流动指数 n 和稠度系数 K，结果如表 2 所示。 different film-forming solutions

表 2 复合膜液稠度系数和流动指数 如图 3a、b 所示，所有样品的 G'和 G"随着扫描
Table 2 Consistency coefficient and flow index of film- 频率的增大而呈增大趋势。G'和 G"随着油酸含量增
forming solutions 大而增大，并且 G'的增加量大于 G"的增加量，说明

稠度系数 K/(Pa·s) 流动指数 n R 2 油酸对壳聚糖/玉米醇溶蛋白的空间网络结构具有
b
CK 0.144±0.037 0.870±0.009 0.999 增强作用 [24] 。G'值的变化取决于聚合物之间键的数
a
a
a
OA-15 0.102±0.009 0.882±0.006 0.999 量和强度，G'的增加可能是由于添加油酸影响壳聚
a
a
OA-30 0.098±0.020 0.883±0.005 0.999 糖和玉米醇溶蛋白之间的相互作用，促进二者相互
a
a
OA-45 0.098±0.013 0.889±0.001 0.999 结合 [25] ，在结合体系中，壳聚糖倾向于吸附在玉米
醇溶蛋白表面，在蛋白质颗粒之间架桥，从而增加
由表 2 可知，随着油酸含量增大，流动指数显 G' [26] 。同时，G'和 G"均表现出对频率的依赖性。Pablo
增大，平均流动指数由 0.870 增大到 0.889，说明添 等 [27] 利用多糖增塑脱脂牛奶凝胶观察到样品的 G'
加油酸可以增加体系的流动性，在制膜过程中需要 和 G"也具有频率依赖性。
将成膜液浇铸于塑料板上，要求成膜液有较好的铺 tanδ 是黏性模量与弹性模量的比值，故 tanδ 可
展性，流动性好的成膜液表现出较好的铺展性。 以反映黏性和弹性对壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合体
2.2.2 动态流变学特性 系黏弹性质的相对贡献。tanδ 随扫描频率变化的曲
通过动态流变学特性来研究壳聚糖/玉米醇溶 线如图 4 所示。
蛋白复合凝胶体系的动态黏弹性，利用动态黏弹性 由图 4 可知，体系 tanδ 随着扫描频率增大而下
来表征油酸含量对壳聚糖/玉米醇溶蛋白间三维网 降，说明频率越大，壳聚糖与玉米醇溶蛋白聚合物
络结构的影响 [22] 。储能模量（G′），又称弹性模量， 分子间运动越易发生。Pacheco 等 [28] 研究没食子酸
能反映物质类固体的性质即受力产生弹性形变的能 含量不同对壳聚糖-玉米淀粉共混膜液流变特性影
力；损耗模量（G″）又被称为黏性模量，能反映黏 响时，也发现体系 tanδ 随着扫描频率增大而下降。
弹性物质类液体的性质即物质的黏性和流动性 [23] 。 所有样品的 tanδ 在低频区均大于 1，即 G"＞G'，结
不同复合膜液的储能模量、损耗模量与频率的关系 构表现为一定的黏性，体系呈现出液体特征；随着
见图 3。 频率升高，tanδ 值变小，逐渐小于 1，即 G'＞G"，