Page 151 - 《精细化工》2021年第6期
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第 6 期                       王晓敏，等:  负载茶多酚的三元共混膜的制备及性能                                   ·1213·


            抗氧化性和水蒸汽阻隔性。目前，添加天然活性成                             傅里叶变换红外光谱仪，美国 Thermo Nicolet 公司；
            分的生物降解膜具有很大的发展潜力，已成为可降                             WJGS-009 X 射线衍射仪，德国 Bruker AXS 公司。
                                     [7]
            解包装材料领域的研究热点 。                                     1.2   实验方法
                 壳聚糖（Chitosan，C）是甲壳素脱乙酰化后得                     1.2.1   膜液的制备
                             [8]
            到的一种线型多糖 ，具有抗氧化、生物降解性和                                 将 2 g 壳聚糖粉末加入到 100 mL 体积分数为
                         [9]
            成膜性等特点 。壳聚糖膜柔韧性好，但由于分子                             1%的冰乙酸水溶液中，置于 80  ℃水浴锅中不断搅
            内含大量亲水基团导致膜易溶胀，从而对膜性能产                             拌得到壳聚糖溶液。称取 2 g 玉米醇溶蛋白粉末溶
            生不利影响      [10] 。玉米醇溶蛋白（Zein，Z）是一种植                于 100 mL 体积分数为 90%的乙醇水溶液中，于
            物蛋白质，其分子中存在大量的疏水性氨基酸和含                             60 ℃下磁力搅拌 20 min 得玉米醇溶蛋白溶液。将制
            硫氨基酸     [11] ，分子间可以形成较强的氢键和疏水键，                   备好的壳聚糖溶液与玉米醇溶蛋白溶液按体积比
            这是玉米醇溶蛋白的成膜基础              [12] 。但是单一玉米醇           1∶1 混合均匀，添加 40%（基于壳聚糖和玉米醇溶
            溶蛋白膜柔韧性差         [13] ，限制了其在包装行业的应用。               蛋白的总质量，下同）的甘油作为增塑剂，搅拌均
            因此，课题组前期的研究获得了两种材料的复合膜，                            匀得到 C/Z 复合膜液。然后，分别向复合膜液中添
            以弥补单一膜的缺陷，并对膜性能进行了优化                      [14] 。   加 0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%（基于壳聚糖和玉
            茶多酚（Tea Polyphenol，T）是茶叶中多酚类物质                     米醇溶蛋白的总质量，下同）的茶多酚，于 60  ℃
            的总称，主要成分为儿茶素及其衍生物                   [15] ，具有良      下磁力搅拌 20 min，制得三元共混膜液，依次记为
            好的生物相容性、无毒性和抗氧化性。分子中含大                             C/Z、C/Z/T-0.5、C/Z/T-1、C/Z/T-1.5、C/Z/T-2，冷
                                                               却至 25 ℃左右，备用。
            量酚羟基，可通过氢键与氨基或羧基结合，其疏水
            苯环也可以通过疏水力与生物大分子结合                    [16] 。因此，    1.2.2   膜的制备
                                                                   分别量取 40 mL 含有不同浓度茶多酚的共混膜
            可以通过将壳聚糖、玉米醇溶蛋白与茶多酚共混，
                                                               液均匀铺 展 于方形塑 料 板上（ 13 cm×13 cm×
            进一步提高膜的力学性能和热稳定性。
                                                               1.8 cm），置于 40  ℃鼓风干燥箱中 7 h 后，将膜取
                 本研究旨在开发一种负载茶多酚的三元共混
                                                               出、揭下，制备好的共混膜置于相对湿度为 50%、
            膜，探讨茶多酚负载量对壳聚糖/玉米醇溶蛋白膜流
                                                               温度为 25  ℃的条件下平衡 48 h，待测。
            变学和理化特性的影响，为食品包装膜的研究和开
                                                               1.2.3   膜液性质分析
            发提供一定的理论依据。
                                                               1.2.3.1   粒径分析
            1   实验部分                                               膜液粒径采用激光粒度仪进行测定。取 1 mL
                                                               膜液用去离子水稀释 200 倍使其分散均匀，后于室
            1.1    试剂与仪器                                       温下进行测定。每个样品进行 3 次平行实验，结果
                 壳聚糖（粉末状，脱乙酰度≥90.0%），上海蓝                       取平均值。
            季生物有限公司；玉米醇溶蛋白（粉末状，蛋白质                             1.2.3.2   剪切速率对膜液黏度的影响
            质量分数≥92%），南京都莱生物技术有限公司；茶                               25  ℃下，采用旋转流变仪的平板-锥系统测定
            多酚〔质量分数≥98%，其中儿茶素质量分数≥                             添加不同质量茶多酚的膜液在剪切速率为 0~300 s                  –1
            90%，EGCG（表没食子儿茶素没食子酸酯）质量分                          范围内的黏度变化，得到膜液黏度随剪切速率的变
            数≥70%，咖啡因质量分数≤1%〕，安徽红星药业股                          化曲线。锥板直径为 40 mm，角度为 4°。
            份有限公司；丙三醇，AR，烟台市双双化工有限责                            1.2.3.3   频率扫描对膜液模量的影响
            任公司；冰乙酸，AR，天津市恒兴化学试剂制造有                                25  ℃下，采用旋转流变仪的平板-锥系统对添
            限公司；无水乙醇，AR，烟台远东精细化工有限责                            加不同质量茶多酚的膜液进行频率扫描测试。在线
            任公司。                                               性黏弹区内，设定扫描应变值为 0.1%              [17] ，分别测定
                 EC500X 测厚仪，深圳市源恒通科技有限公司；                      储能模量（G′）和损耗模量（G″）在频率为 0.1~100 Hz
            FTA- 3000M 质构仪，英国 Brookfield 公司；CLASSIC            范围内的变化。
            216 压差法气体渗透仪，济南兰光机电技术有限公                           1.2.3.4   凝胶强度分析
            司； UV-2550  型紫 外 - 可 见 分 光光度 计， 日本                     利用质构仪对膜液凝胶强度进行测定。分别取
            Shimadzu 公司；APA5002 激光粒度仪、Kinexus 高                40 mL C/Z 和 C/Z/T 膜液于 100 mL 烧杯中，置于 4 ℃
            级旋转流变仪，英国 Malvern 仪器公司；Q2000 差                     冰箱中过夜。参数设置如下：选用 P-0.5 探头，测
            示扫描量热仪，美国 TA 公司；Quanta250 场发射环                     前速度 1.5 mm/s，测试速度 1.0 mm/s，测后速度
            境扫描电子显微镜，FEI 香港有限公司；Nicolet5700                    1.0 mm/s，穿刺距离为 4 mm。每组样品平行测定 3
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