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第 3 期 张利铭，等: 壳聚糖/玉米醇溶蛋白膜液的流变与膜热性能 ·375·

聚糖膜因含有大量的亲水基团而易于溶胀，导致膜 后，放入 70 ℃水浴中溶解 30 min。根据壳聚糖与
稳定性变差。玉米醇溶蛋白是玉米淀粉副产物中的 玉米醇溶蛋白质量比不同（分别为 1∶0、1∶1、3∶
主要成分，由于其具有较多的疏水基团，因此不溶 1、5∶1），依次将共混膜液体系编号为 C/Z-0、C/Z-1、
于水，只有溶解在乙醇或丙酮溶液中，分子才能自 C/Z-3、C/Z-5。
[5]
由结合，呈现无规则线性结构 。其具有良好的阻 1.2.2 共混膜的制备
气、阻油性能，但是纯玉米醇溶蛋白膜较脆，塑性 分别量取 0.1 L 制备好的不同质量比共混膜液
[6]
较差 ，因此本文拟将具有良好成膜性能的壳聚糖 浇铸至塑料板（25 cm ×25 cm× 1.8 cm），置于 50 ℃
与良好阻隔性能的玉米醇溶蛋白共混进行性能优 烘箱中干燥 12 h。制备好的共混膜于 25 ℃，相对湿
化。近年来,为了预测或控制膜制备的效果，成膜液 度为 52%下平衡 48 h 待测。
[7]
[8]
的流变特性成为研究的热点内容 。Sun 等对 k-卡 1.2.3 静态流变特性测定
拉胶与羟丙甲纤维素混合后的膜液进行流变特性研 1.2.3.1 剪切速率对共混膜液黏度的影响
[9]
究，发现两者形成致密交联网状结构。Ma 等采用 在温度 25 ℃下，采用旋转流变仪用平板-锥系
铸造法制备塔拉胶/聚乙烯醇共混膜，研究不同共混 统测定不同质量比共混的膜液在剪切速率为 0~300 s –1
比膜液的流变特性，发现聚乙烯醇的加入能提高共 内黏度的变化，其中锥板直径为 40 mm，角度为 4，
混膜的弹性。Dai [10] 等通过流变学研究发现玉米醇溶 得到共混膜液在不同剪切速率下的流变曲线。
蛋白与阿拉伯胶混合具有凝胶网络结构产生，凝胶 1.2.3.2 温度对共混膜液黏度的影响
结构的形成提高了溶液的稳定性。 采用旋转流变仪在剪切速率为 100 r/min 时，用
目前国内外已有共混膜液流变学特性的报道， 平板-锥系统测定不同质量比共混的膜液在 20~70 ℃
但是有关玉米醇溶蛋白与壳聚糖共混膜液流变学特 内黏度的变化，其中锥板直径为 40 mm，角度为 4。
性的研究鲜有报道。本研究以不同质量比共混的玉 1.2.4 频率扫描对共混膜液模量的影响
米醇溶蛋白和壳聚糖为成膜原料，分析共混体系粘
采用旋转流变仪，测定前先用平板-锥系统进行
度和弹性变化规律、网络结构形成和热学特性，揭
应力扫描，其中锥板直径为 40 mm，角度为 4，根
示共混体系的动态形成过程，为玉米醇溶蛋白和壳
据扫描结果设定扫描应变值为 0.1%。随后进行频率
聚糖共混膜的制备及商业化应用提供理论依据。
扫描测试，在线性黏弹区内，扫描范围 0.1~100.0 Hz，
1 实验部分 在 25 ℃下测定共混膜液的储能模量（G'）和损耗模
量（G"），绘制频率与模量的曲线并进行分析。
1.1 试剂与仪器 1.2.5 共混膜微观结构观察
壳聚糖（脱乙酰度≥90%，相对分子质量 8×10 5 用液氮将共混膜脆断成 2 mm×2 mm 的碎片，
Da，黏度为 60 mPa·s）,上海蓝季生物公司；玉米醇 用镊子固定到样品台上，喷金镀膜处理 5 min，真空
溶蛋白（蛋白质量分数为 92%，水质量分数≤8%）， 度为 200 Pa，加速电压为 5 kV，采用电子显微镜观
南京都莱试剂有限公司；冰乙酸、硅油, 分析纯, 天 察共混膜的表面结构。
津市恒兴化学试剂制造有限公司；丙三醇, 分析纯， 1.2.6 共混膜热特性分析
烟台市双双化工有限责任公司；乙醇, 分析纯，烟 将每个处理组裁剪成质量为 0.9~1.5 mg 的样
台远东精细化工有限责任公司。
品，使用差示扫描量热仪测定，以氮气为载气，温
BSA223S-CW 型分析天平，北京赛多利斯科学
度 10~200 ℃，升温速率为 10 ℃/min。以空坩埚作
仪器有限公司；DK-98-Ⅱ型电热恒温水浴锅，天津
为对照。
市泰斯特仪器有限公司；DHG-9623A 型电热恒温 1.3 数据处理
鼓风干燥箱，上海精宏设备有限公司；Kinexus lab +
所有实验均重复 3 次，用 Excel 2010 统计分析
旋转流变仪，英国马尔文仪器有限公司；Quanta250
所有数据并计算标准误差，用 origin8.5 绘制图像。
型扫描电子显微镜，FEI 香港有限公司；Q2000-DSC
用 SPSS21.0 软件对数据进行统计分析，采用 Duncan
型差示扫描量热仪，美国 TA 公司。
法进行数据差异显著性多重比较。
1.2 方法
1.2.1 膜液的制备 2 结果与讨论
称取一定量的壳聚糖和玉米醇溶蛋白，室温下
用体积分数分别为 1%乙酸和 90%乙醇配制成质量 2.1 剪切速率对膜液黏度的影响
浓度为 20 g/L 的壳聚糖膜液和玉米醇溶蛋白膜液，
再将两种膜溶液按照一定质量比混合并搅拌均匀 成膜液的流动性质可以影响液体镀层的铺展