Page 166 - 《精细化工》2022年第6期

·1232· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

互作用改变了其变性温度。
2.6 莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的机械性能
通常情况下，在乳清蛋白与莲藕淀粉共混成膜
过程中，经过热变性，乳清蛋白分子间氢键以及分
子间的二硫键和疏水作用可以使莲藕淀粉内聚，从
而使乳清蛋白分子与莲藕淀粉分子间的结合变得更
为紧密。其自身疏水基团和巯基暴露 [23] ，可促进疏
水作用和分子间二硫键形成。膜液在干燥过程中乳
清蛋白分子通过疏水基团以及二硫键形成相对分子

图 5 莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的 DSC 曲线 质量更大的聚集体，而这些聚集体能够提高膜的机
Fig. 5 DSC curves of lotus root starch/whey protein 械性能 [16] 。CK、LW-30、LW-40、LW-50、LW-60
composite films 的抗拉强度与断裂伸长率的数据如图 6 及表 1 所示。

由图 5 可知，每个样品在热流谱线中均出现一
个吸热峰，这反映了膜内分子有序结构在热力作用
下被破坏，原因可能是在维系多聚链结构（比如蛋白
二级结构）分子间和分子内的氢键被破坏之后，有
序相结构逐渐被破坏，分子热分解 [21] 。LW-30、
LW-40、LW-50、LW-60、CK 吸热峰的温度分别为
135.31、135.06、143.48、143.06、164.28 ℃。复合
膜吸热峰的温度变化说明莲藕淀粉与乳清蛋白在成
膜时形成了分子间相互作用，致使两者的结合更加

紧密，热稳定性有所改变。复合膜中 LW-50 的吸热
峰温度最高，热稳定性最好。ALAVI 等 [22] 也报道了 图 6 莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的应力-应变曲线
Fig. 6 Stress-strain curves of lotus root starch/whey
卡拉胶与乳清蛋白通过疏水相互作用和静电吸引相 protein composite films

表 1 莲藕淀粉/乳清蛋白复合膜的机械性能及阻隔性能
Table 1 Mechanical properties and barrier properties of lotus root starch/whey protein composite films
样品 厚度/mm 抗拉强度/MPa 断裂伸长率/% WVP/[×10 –12 g·cm/(cm ·s·Pa)] OP/[×10 –11 cm ·cm/(cm ·s·Pa)]
3
2
2
CK 0.13±0.01 a 8.07±0.22 d 10.32±0.36 d 8.37±1.26 a 4.58±0.56 c
b
LW-30 0.13±0.01 a 8.42±1.44 c 15.67±0.23 b 9.48±1.46 a 6.58±0.43
ab
LW-40 0.14±0.01 a 8.78±0.72 b 15.51±0.46 bc 9.25±1.42 a 7.02±0.94
LW-50 0.14±0.02 a 11.66±0.95 a 14.71±0.33 c 8.42±1.33 a 8.85±0.75 a
LW-60 0.14±0.01 a 8.87±0.73 b 16.78±0.01 a 8.24±1.58 a 3.83±0.43 c

由图 6 和表 1 可知，CK 膜的抗拉强度和断裂伸 间的交联程度产生变化，在 LW-50 时二者相容性达
长率分别为(8.07±0.22) MPa 和 10.32%±0.36%。随着 到最好效果，当乳清蛋白添加量继续升高时，部分
乳清蛋白添加量的增加，复合膜的抗拉性能总体上 乳清蛋白分子会以小分子蛋白颗粒形式单独存在，
呈先增高后降低的趋势，其中，LW-50 复合膜表现 破坏莲藕淀粉与乳清蛋白分子之间的结构以及大分
出优良的性能，其抗拉强度达到(11.66±0.95) MPa， 子间的氢键作用，从而影响了交联反应中网状结构
断裂伸长率为 14.71%±0.33%，这可能是由于莲藕淀 的形成，导致复合膜的抗拉强度降低，这与 FTIR
粉与乳清蛋白在此比例下结合得更紧密，具有良好 和 SEM 测试结果一致。此现象还可能由于乳清蛋白
的分子间作用力。由于乳清蛋白具有良好的成膜性， 浓度升高，膜液中大分子含量增多，分子与分子间
通过形成结构致密的网状结构，可以锁住水分，此 空间结构紧密，分子间运动缓慢，乳清蛋白和莲藕
时在甘油的作用下，甘油分子进入莲藕淀粉与乳清 淀粉之间难以稳定结合，导致膜的抗拉强度随之减
蛋白分子之间，增加了分子间的相对运动，增强了 小。随着乳清蛋白添加量的增加，复合膜的断裂伸
膜的柔韧性，从而提高了复合膜的抗拉强度 [24] ，随 长率总体呈提高的趋势，其中 LW-50 复合膜断裂伸
着乳清蛋白添加量的增加，莲藕淀粉与乳清蛋白之 长率较低，乳清蛋白添加量的增加使复合膜的断裂