基于納米細菌纖維素復合膜的制備及其性能研究.pdf

1、近年來，隨著人們環(huán)保意識及健康消費意識的增強，合成包裝材料引起的環(huán)境及食品安全問題受到越來越多的關注。因此，生物可降解包裝膜甚至活性包裝膜逐漸發(fā)展起來。目前，用于制備生物膜的材料主要有蛋白質、多糖和脂類，但是基于這些材料的包裝膜普遍存在機械性能差、熱穩(wěn)定性和防潮能力差等問題，不能滿足消費者的使用需求。為了改善這些不足，許多機械性能佳的物質被加入到這些天然基質中制成復合膜。此外，食品在生產、運輸、儲存和銷售過程中，由于受到外界條件的影響，

2、容易產生氧化、維生素損失、出現(xiàn)異味、質地變化和微生物污染等問題，為了解決這些問題人們會在食品中加入一定量的活性物質，但是部分活性物質容易與食品組分發(fā)生反應或者本身帶有不愉快的味道或者氣味，從而影響食品的感官品質，而將這些活性物質納入天然基質中制成活性包裝膜則很好地解決了這一問題。本研究以納米細菌纖維素(BC)為強化劑，將不同劑量的BC加入蕎麥酒糟蛋白質和殼聚糖(CH)-表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)基質中，以期改善蕎麥酒糟蛋白膜和

3、CH-EGCG抗氧化活性膜的機械性能、熱穩(wěn)定性以及防潮能力，并減緩CH-EGCG活性膜中EGCG的釋放。利用流變儀分析成膜溶液的粘彈性，場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、差示掃描量熱儀(DSC)、質構儀等對膜的性能進行分析，篩選出效果最理想的復合膜。得到以下主要研究結果:
　　(1)納米BC作為強化劑，利用釀酒副產物—蕎麥酒糟蛋白質為基質，制備了復合膜，SEM結果表明BC與蕎麥酒糟蛋白質有很好的相容

4、性且賦予了復合膜剛性;DSC結果表明BC能提高復合膜的熱穩(wěn)定性;流變結果表明加入BC后，成膜溶液從典型的牛頓流體轉變?yōu)榉桥ｎD流體;FTIR結果顯示加入BC后，主要官能團對應的吸收峰的波數(shù)都降低了。
　　(2)FTIR和流變結果都說明了蛋白質基質與納米BC之間形成了氫鍵相互作用。因此，當在蕎麥酒糟蛋白質中加入1.1％、1.6％、1.8％、2.0％BC，均能起到改善膜的物理特性和機械性能的作用。BC的添加量越大，蛋白膜的含水量(MC)

5、、水溶解性(WS)和水蒸氣透過率(WVP)越低，機械性能越好，添加1.8％和2.0％BC復合膜的拉伸力(TS)達到14.98MPa和15.03MPa，顯著高于純蛋白膜(4.26MPa)。
　　(3)在含有15％、30％EGCG的CH基質中加入不同劑量(5％、10％)的納米BC制備一種新型的抗氧化活性膜，SEM結果表明BC與CH基質有很好的相容性;DSC結果表明BC能改善由EGCG引起的熱不穩(wěn)定問題;FTIR結果說明BC、CH、EG

6、CG之間能形成氫鍵相互作用。
　　(4)EGCG對活性膜的水溶解性(WS)、拉伸力(TS)和斷裂伸長率(EAB)產生負面影響，但是，添加納米BC能將WS從26.54％顯著降低至20.80％，將TS從18.71MPa顯著提高至44.17MPa，將EAB從2.72％顯著提升至7.34％。
　　(5)添加納米BC能減緩EGCG從CH膜中釋放的速率，其中CH-BC5-EGCG30的釋放速率最低約為12％，且ABTS自由基清除能力較強