Page 73 - 《精细化工》2022年第12期

第 12 期 黄依然，等: 添加剂改性玉米醇溶蛋白复合膜的制备与表征 ·2439·

表 3 数学模型拟合 Cur 的释放曲线参数 3 结论
Table 3 Fitting data of Cur release obtained by different
mathematical models
以 Zein 为原料，CS 为辅料，制备了高含量 Zein
公式 参数 Zein/CS/Cur 1.0 Zein/CS/Cur 3.0
的 Zein/CS 薄膜，将甘油与 PEG 400 以质量比 1∶1
零级方程 Q=kt+n k 0.0810 0.1746 复配成复合添加剂，探究复合添加剂添加量对薄膜
n 58.6686 46.1786
2
R 0.8872 0.9493 性能的影响。本文在薄膜中提高 Zein 的含量能够提
–kt
一级方程 Q=n(1–e ) k 0.1552 0.0467 高活性物质的包埋量，增强薄膜的功能性，且 Zein
n 67.1245 69.6528 的疏水性或许能在后期运用于水分含量较高的食品
2
R 0.3117 0.5222 储存中，有效防止薄膜“融化”，影响食品品质。结
1/2
Higuchi Q=kt +n k 1.6019 3.3694
方程 n 51.8282 32.1683 果表明，随着复合添加剂添加量的增加薄膜的厚度
2
R 0.9699 0.9885 增加，但变化幅度较小；复合添加剂的添加在一定
n
Peppas Q=kt k 43.3385 23.2097 程度上影响了膜液中各大分子之间的相互作用，增
方程 n 0.0995 0.2298 加成膜材料的相容性，改变其结构。通过 SEM 和
2
R 0.9709 0.9718
DSC 测试发现，添加复合添加剂改性后，Zein 与
注：Q 为累积释放率，%；t 为释放时间，min；k 和 n 为模型
CS 之间的相容性变好，且随着复合添加剂添加量的
参数。
增加，所制薄膜的表面更为平整光滑，同时薄膜的
由图 8 可知，含 Cur 复合膜的释放规律更遵循 柔韧性得到较大的改善，当复合添加剂添加量为
Peppas 模型释放动力学规律。随着释放时间的延长， 1.5%、2.0%时薄膜具有较好的机械性能，但添加量
Cur 在 Zein/CS/Cur 1.0 和 Zein/CS/Cur 3.0 膜中的释 为 2.0%的薄膜由于过多的复合添加剂发生迁移，薄
放呈增加趋势。在 Peppas 方程中，n 为 Cur 释放机 膜表面“油腻”，表观性能较差，且两者的阻隔性能
制的扩散系数，n≤0.43，属于 Fickian 扩散。这与 无显著影响（P<0.05），复合添加剂添加量为 1.5%
LI 等 [35] 研究结果一致，这可能是由于 Zein/CS 复合膜 的薄膜的疏水性能显著优于复合添加剂添加量为
亲水性能较高，使其能与极性溶剂形成氢键，破坏薄 2.0%的复合膜。在制备高 Zein 含量的 Zein/CS 薄膜
膜结构，从而使得 Cur 扩散至溶液中。 中，复合添加剂添加量为 1.5%的薄膜性能最优，拉
2.9 膜的抗氧化性分析 伸强度为 7.18 MPa，断裂伸长率为 41.49%，WVP
2
氧化是食品腐败变质的重要影响因素之一，在 值为 1.160×10 –10 g·m/（m ·s·Pa）。在复合膜中加入
包装材料中添加 Cur 等天然抗氧化剂能够延缓食品 活性物质（Cur）能够有效增强薄膜的抗氧化活性，
氧化降解。可通过 DPPH 自由基清除活性评估薄膜 Zein/CS/Cur 3.0 的抗氧化活性 可高 达 55.18%±
的抗氧化活性，结果见表 4。 0.16%，且其释放规律符合 Fickian 扩散，使其在食
品领域有更广泛的应用前途。由于 Zein 可作为活性
表 4 ZC-1.5、Zein/CS/Cur 1.0、Zein/CS/Cur 3.0 复合膜
物质载体纳米颗粒，未来可设计在 Zein 中包埋更多
的 DPPH 清除率
Table 4 Clearance rate of DPPH by ZC-1.5, Zein/CS/Cur 1.0 生物活性物质，制备活性物质荷载量高的薄膜，本
and Zein/CS/Cur 3.0 composite films 研究为开发功能型 Zein/CS 薄膜及其作为包装材料
ZC-1.5 Zein/CS/Cur 1.0 Zein/CS/Cur 3.0 的应用提供理论基础。
DPPH 清除率/% 10.41±0.09 c 29.50±0.16 b 55.18±0.16 a
参考文献：

由表 4 可知，不含 Cur 的 ZC-1.5 薄膜仍具有一定 [1] LU J Y, LI T, MA L, et al. Optimization of heat-sealing properties
for antimicrobial soybean protein isolate film incorporating diatomite/
的 DPPH 清除率（10.41%±0.09%），这是由于 CS 具有 thymol complex and its application on blueberry packaging[J]. Food
一定的抗氧化活性。在薄膜中添加天然抗氧化物质 Packaging and Shelf Life, 2021, 29: 100690.
[2] SEIWERT K, KAMDEM D P, KOCABA D S, et al. Development
Cur 能够有效提高薄膜的抗氧化活性。且随着 Cur 质 and characterization of whey protein isolate and xylan composite
量的增加，Cur 负载膜的清除能力显著提高（P<0.05）。 films with and without enzymatic crosslinking[J]. Food Hydrocolloids,
2021, 120: 106847.
从表 4 可得出，复合膜的抗氧化活性取决于薄膜中 Cur [3] JIANG L W, JIA F G, HAN Y L, et al. Development and
的含量，复合膜的 DPPH 清除率在 10.41%~55.18%， characterization of zein edible films incorporated with catechin/β-
cyclodextrin inclusion complex nanoparticles[J]. Carbohydrate
不含 Cur 的复合膜的抗氧化活性最低，Zein/CS/Cur 3.0
Polymers, 2021, 261: 117877.
的抗氧化活性最高（55.18%± 0.16%）。结果表明，Cur [4] NASCIMENTO K M, CAVALHEIRO J B, NETTO A, et al.
的加入提高了薄膜的抗氧化活性，且与 Cur 添加量密 Properties of alginate films incorporated with free and
microencapsulated Stryphnodendron adstringens extract (barbatimo)[J].
切相关，这与 LI 等 [35] 的研究结果一致。 Food Packaging and Shelf Life, 2021, 28(3): 100637.