Page 164 - 《精细化工》2022年第6期

·1230· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

和（2）计算： 的阻隔能力。LW-60 复合膜的微观表面出现众多小
TS  F / (d W ) （1） 型团聚区域，对复合膜整体结构造成一定的影响。
E /%  (L L 0 ) / L 100 （2） 这些结构上的变化可能是由于复合膜中乳清蛋白分
式中：TS 为抗拉强度，MPa；F 为莲藕淀粉/乳清蛋 子浓度过高导致其未能较好地分散，且乳清蛋白与
白复合膜断裂时的最大压力，N；d 为莲藕淀粉/乳 莲藕淀粉之间的共价作用降低了乳清蛋白分子内和
清蛋白复合膜的厚度，mm；W 为莲藕淀粉/乳清蛋 分子间氢键的作用力，致使两者相容性变差。同时
白复合膜的宽度，mm；E 为断裂伸长率，%；L 为 也说明了这种微观结构变化可能与膜的功能性改变
有一定相关性，这与王耀松 [16] 研究氧化多酚对乳清
莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜延伸后的长度，mm；L 0
为莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的初始长度，mm。 蛋白交联的结果相类似。

1.3.8 水蒸气透过率（WVP）测试
采用 ZHANG 等 [15] 的方法，在干燥器中配制好
K 2 SO 4 饱和溶液，称取 6 g CaCl 2 于称量瓶中，用复
合膜将称量瓶瓶口覆盖，称量并记录称量瓶、CaCl 2
及复合膜的质量（记为初始质量 m 0 ），将密封好的
称量瓶放入干燥皿中，密封。最后置于温度 25 ℃、
相对湿度为 50%环境中，每 24 h 测量 1 次数据，称
量并记录此时密封好的称量瓶的质量 m，共测试 7
d，水蒸气透过率按式（3）计算，结果取平均值：
WVP  ) / (S t P  ) （3）
( md

2
式中：WVP 为水蒸气透过率，×10 –12 g·cm/(cm ·s·Pa)；
∆m 为密封好的称量瓶测试后、前的质量差，g；d
2
为复合膜的厚度，cm；S 为称量瓶瓶口面积，cm ；
t 为时间，s；P 为复合膜的内外水蒸气压差，Pa。
1.3.9 氧气透过率（OP）测试
将预先制备好的试样放置在压差法气体渗透仪
上下测试仓之间，夹紧。首先对低压腔进行真空处

理，然后对整个系统抽真空；当达到规定的真空度
a—LW-30；b—LW-40；c—LW-50；d—LW-60；e—CK
后，关闭测试下腔，向高压腔充入一定压力的 O 2 ， 图 1 莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的 SEM 图
并保持在试样两侧形成一个恒定的压差，设定好测 Fig. 1 SEM images of lotus root starch/whey protein
试时间，最后完整记录实验测试数据。 composite films

1.3.10 统计分析 2.2 FTIR 分析
所有实验指标均重复处理 3 次，应用 Origin 8.5 红外吸收带的波数位置、波峰的数目以及吸收
软件来绘制实验图，各项数据均采用 SPSS 25 软件 谱带的强度可以用来鉴定化合物的结构组成或通过
进行计算处理，采用 Duncan 法对数据进行差异性比
分析功能基团特征谱带的变化推测化合物之间的相
较，其中，不同小写字母表示组间差异显著（P<0.05）。 互反应 [17-18] 。图 2 为莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的
−1
FTIR 谱图。由图 2 可见，在 900~1300 cm 处出现
2 结果与讨论
较强的吸收峰，这可能是由莲藕淀粉与乳清蛋白之
2.1 SEM 分析 间产生较强的交联反应，环内或环外 C—H 键的伸
图 1 为莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的表面 SEM 缩振动、环内 C—C 键骨架振动导致两者的结合更
图。由图 1 可知，随着乳清蛋白添加量的增加，其 为紧密，此结论与黄超凡等 [19] 的研究结果一致；在
−1
在复合膜中的分布变得更为密集。由图 1e 可见，纯 1300~1650 cm 处的吸收峰与酰胺Ⅱ带 N—H 键的
莲藕淀粉膜中出现了一些不平整的小颗粒或者凸 弯曲振动有关，WANG 等 [20] 在转谷氨酰胺酶交联明
起，这可能是由于莲藕淀粉溶解不完全导致的，故 胶-碳酸钙复合膜的研究中也报道了这一结果；在
−1
表面较为不平整。相比较来说，LW-50 复合膜表面 1800~2200 cm 处的吸收峰与 C==O 和 C—N 键的伸
−1
产生部分圆形结构，可能由于多组分混合物以不同 缩振动有关；在 2850~2980 cm 处为 C—H 键的伸
−1
程度的协同作用结合在一起，致使两者的相容性发 缩振动吸收峰；在 3100~3700 cm 处的吸收峰与蛋
生一定程度的变化，界面受力较为均匀，将有较好 白质链上的游离 O—H 和 N—H 基团有关 [21] 。经对