Page 155 - 《精细化工》2021年第6期

第 6 期 王晓敏，等: 负载茶多酚的三元共混膜的制备及性能 ·1217·

性不强，玻璃态转化现象较弱，与文献[33]中利用 域的分子重排发生变化 [36] 。X 射线衍射图谱的变化
DSC 分析可溶性大豆多糖膜热力学性质时玻璃态转 意味着茶多酚、壳聚糖和玉米醇溶蛋白之间具有良
变现象相似。这可能是由于茶多酚与壳聚糖、玉米 好的生物相容性 [37] 。
醇溶蛋白之间的相互作用比较复杂，导致膜的热力 2.6 共混膜的厚度和机械性能分析
学性能不稳定。当茶多酚负载量为 0.5%和 2.0%时， C/Z 膜和 C/Z/T 膜的厚度数据见表 1。由表 1 可
共混膜具有较高的 T g ，分别为 83.72 和 85.77 ℃， 知，添加茶多酚对 C/Z 膜的厚度几乎没有影响，可
表明此时膜具有较高的热稳定性。当茶多酚负载量 能是由于茶多酚负载量较少或茶多酚与壳聚糖、玉
为 1.0%和 1.5%时，共混膜的 T g 低于对照组。这是 米醇溶蛋白之间发生良好相互作用而均匀分布于膜
由于此时茶多酚与成膜基质之间存在较强的相互作 基质中 [38] 。机械抗性和延展性是评价包装材料的重
用，改变了 C/Z 膜结构，限制了聚合物晶体的生长 要指标，代表了其在包装、运输和储存过程中保护
和再结晶，使得共混膜热稳定性下降 [34] 。 产品免受机械损伤的能力。膜的机械性能与其晶体
2.5 共混膜的晶体学分析 结构和分子间作用力密切相关。从表 1 共混膜力学
XRD 用于分析成膜组分及晶体结构的改变及 性能指标可以看出，与 C/Z 膜相比，随着膜中负载
转移情况，有助于研究膜材料中各种聚合物之间的 茶多酚质量的增加，膜的 TS 和 EAB 均呈现先升高
相容性和理解膜的机械性能的变化。共混膜的 X 射 后下降的趋势，当茶多酚的负载量为 1.0%时，共混
线衍射光谱图见图 7。 膜具有最高的 TS（10.966±2.111）MPa 和较高的 EAB

（63.473%±10.358%），表明此时膜具有良好的抗拉
性能和可加工性。这是因为茶多酚与成膜基质之间
发生了较强的共价交联作用，改变了原先的膜结构，
使 C/Z 膜结晶度下降，提高了自黏性，故膜的 TS 增
大 [39] 。同时，茶多酚作为小分子物质，一定量茶多
酚加入可以增强成膜聚合物链的流动性、分子移动
性和弹性 [40] 。当茶多酚负载量为 2.0%时，C/Z/T 膜
的抗张强度显著低于对照组，这可能是由于茶多酚
负载量过高出现聚集现象，阻碍了玉米醇溶蛋白和
壳聚糖之间的交联作用，而且多余茶多酚因无法与

图 7 共混膜的 XRD 谱图 成膜基质发生作用而游离于共混膜中，导致膜基体
Fig. 7 XRD patterns of blend films
中出现空隙或不连续区域，对膜机械性能产生不利影
如图 7 所示，C/Z 膜和 C/Z/T 膜均在 2θ=20°~25° 响 [41] ，这一现象可以从 SEM 图中得到证实。因此，
之间有一个较宽的衍射峰，这是由膜的无定形结构 适当的茶多酚负载量可以显著提高膜的机械性能。
所致。与 C/Z 膜相比，当膜中负载茶多酚后，衍射 2.7 共混膜的色泽分析
峰强度下降且出现右移现象，表明茶多酚与成膜基 共混膜色泽数据如表 2 所示，以 C/Z 膜为空白
质之间存在着较强的相互作用，有效地减少了大分 对照组，负载茶多酚之后，共混膜的 L 值降低，表
子间的缠结，改变了成膜聚合物的晶体结构，导致 明膜的亮度下降，这与 YUAN 等 [42] 的研究结果一
共混膜中结晶区减少，结晶度下降 [35] ，特征峰右移 致。共混膜亮度下降意味着膜阻光性增强，有利于
可能是由于成膜组分之间的相互作用导致无定形区 延缓肉类食品的氧化过程。

表 2 共混膜的色泽参数
Table 2 Color parameters of blend films
样品 L a b E
C/Z 88.153±1.030 ① –4.027±0.429 ③ 25.973±6.156 ② 89.667±4.219
①
C/Z/T-0.5 80.697±1.083 ② –2.800±0.204 ①② 28.057±1.079 ①② 86.367±1.131 ①②
C/Z/T-1 84.590±1.666 ①② –3.135±0.417 ②③ 20.293±3.215 ② 87.077±1.011 ①②
②
C/Z/T-1.5 73.817±0.535 ③ –1.997±0.406 ① 34.790±3.508 ① 81.673±1.015
C/Z/T-2 80.153±3.848 ②③ –2.025±0.856 ① 28.220±0.368 ①② 84.237±2.447 ①②
①、②、③表示差异显著（P<0.05）。