Page 163 - 《精细化工》2022年第6期
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第 6 期                    刘海鹏，等:  莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的制备、表征及性能                                  ·1229·


            势。乳清蛋白富含众多活性成分，营养价值高，其                             混合均匀，随后取出冷却至室温，真空脱气 20 min。
            组成成分较多，主要成分为 β-乳球蛋白（β-Lg）和                         将制备好的膜液倾倒在 25 cm×25 cm×1.8 cm 的亚克
                              [6]
            α-乳白蛋白（α-La） 。由于含有多种具有亲和力的                         力板上，在 50  ℃、相对湿度为 40%的恒温恒湿干
            疏水分子，易与其他分子相互作用，这对乳清蛋白                             燥箱中干燥 10 h。为保证复合膜的厚度均匀，每板
            的成膜特性起着相当重要的作用。由于乳清蛋白膜                             倾倒膜液约 50 mL，另外在干燥过程中要保持平板
            的机械性能和阻水性能较差，所以目前研究主要集                             水平放置。干燥后将制备的膜取出，放置在 20  ℃、
                                                     [9]
            中在乳清蛋白膜性能的改善方面               [7-8] 。黄煜凯 研究         相对湿度为 50%的干燥器中平衡 2 d 左右，以备后
            发现，将乳清蛋白与壳聚糖相结合，可以有效地改                             续指标测定，制得的乳清蛋白添加量为 50%（以复
            善其机械性能。QAZANFARZADEH 等              [10] 与 JIANG   合膜液中莲藕淀粉的质量为基准，下同）的复合膜
            等 [11] 研究发现，将木聚糖与乳清蛋白复合制成的复                        标记为 LW-50。
            合膜透水性会降低，其透气性和机械性能也有所改                                 其余产物的制备方法同上，只需改变乳清蛋白
            善。在膜生产过程中，通常加入一定量的甘油以弱                             的质量，将乳清蛋白的添加量为 0、30%、40%、60%
            化相邻分子间的相互作用，降低所制膜的脆性，提                             的复合膜分别标记为 CK、LW-30、LW-40、LW-60。
            高弹性和撕裂强度         [12-13] 。                         1.3   莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的表征及性能测试
                 与其他淀粉相比，莲藕淀粉成膜性能良好，资                          1.3.1  SEM 测试
            源丰富，尤其价格低廉，为日后可食用膜的产业化                                 首先将样品裁剪合适大小，通过导电胶将其与
            提供了可能性。本研究拟选用莲藕淀粉与乳清蛋白                             样品座进行固定，然后对样品进行喷金处理，采用
            进行交联来制备莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜，以甘油                            扫描电子显微镜在加速电压为 5 kV 下对复合膜的
            作为增塑剂来增强复合膜的机械性能、热力学性能，                            表面进行放大并观察         [14] 。
            对制备的复合膜进行结构表征和性能测试，以期为探                            1.3.2  FTIR 测试
            索低成本天然优质复合膜提供理论支撑。                                     采用傅里叶变换红外光谱仪对复合膜进行
                                                                                                       –1
                                                               FTIR 光谱测试，波数范围选用 3800~500 cm ，分
            1   实验部分                                                          –1
                                                               辨率设置为 4 cm 。
                                                               1.3.3  XRD 测试
            1.1   试剂与仪器
                                                                   首先将样品膜置于多晶 X 射线衍射仪测试仓
                 莲藕淀粉（食品级），东营市盛元生态农业有限
                                                               中，进而利用 X 光管 Cu 靶 K α 射线进行测试。测量
            责任公司；乳清蛋白（质量分数 80%），上海源叶生
                                                               方式采用步进测量，管电流采用 30 mA，管压采用
            物科技有限公司；CaCl 2 （AR），烟台远东精细化工
            有限公司；丙三醇（甘油，AR），烟台市双双化工                            35 kV，扫描速率设置为 4 (°)/min       [14] 。
            有限责任公司。                                            1.3.4  TG 测试
                 BSC-150 型恒温恒湿箱，上海博迅医疗生物仪                          将样品裁剪成小块，制备成 5~10 mg 的待测样，
            器股份有限公司；TA-XT 型质构仪，北京微讯超技                          采用差热热重同步热分析仪对样品的热稳定性进行
            仪器技术有限公司；Nicolet 5700 型傅里叶变换红外                     测定。载气选用 N 2 ，升温速率选择 10  ℃/min，温
            光谱仪，美国热电尼高力仪器公司；Quanta 250 型                       度范围设定为 50~650  ℃。
            扫描电子显微镜，美国 FEI 公司；AXS D8 Advance                   1.3.5  DSC 测试
            多晶 X 射线衍射仪，德国 Bruker AXS 公司；                           将样品膜裁剪成小块，称量 1 mg 左右，将其放
            CLASSIC 216 压差法气体渗透仪，济南兰光机电技                       置于铝锅中，然后密封。采用差示扫描量热仪进行
            术有限公司；Q2000-DSC 型差示扫描量热仪，美国                        分析测定。载气选用 N 2，温度设置为 20~200  ℃，
                                 +
            TA 公司；Kinexus lab 型旋转流变仪，英国马尔文                     升温速率设置为 10  ℃/min。
            仪器有限公司；DTG-60H 差热热重同步热分析仪，                         1.3.6   膜厚度测试
            日本岛津公司；数显测厚仪（量程：0.001~25 mm），                          采用数显测厚仪测量复合膜的厚度，在膜的中
            深圳市源恒通科技有限公司。                                      心及四周随机选取 5 个位置进行测量，结果取平均值。
            1.2   莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的制备                              1.3.7   机械性能测试
                 首先，称取 4.50 g 莲藕淀粉加入到盛有 120 mL                     将复合膜裁剪成长度为 50 mm、宽度为 20 mm
            蒸馏水的烧杯中，搅拌均匀，向其中添加 1.50 g 甘                        的复合膜长条，然后在质构仪上做拉伸实验，直至
            油（经过前期的实验探索优化的量）及 2.25 g 乳清                        拉断，其有效拉伸长度设置为 30 mm，拉伸速度设
            蛋白。混合均匀后，定容至 150 mL。将膜液置于恒                         置为 3 mm/s。测试前，在 25  ℃、相对湿度为 50%
            温磁力水浴锅中以 2000 r/min、70  ℃搅拌 30 min 至               环境中平衡 2 d，抗拉强度和断裂伸长率按式（1）
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