含硅藻土负载香芹酚复合体的明胶基缓释抗菌膜的制备与性能

本研究利用多孔结构的硅藻土负载香芹酚制备抗菌复合体，并将其加入至明胶基质中通过流延成膜法制备明胶基活性复合膜，探究复合体的添加量对明胶膜物理性能与抗菌活性的影响。扫描电子显微镜观察、傅里叶变换红外光谱等结果表明，香芹酚成功吸附于硅藻土孔隙内部及表面。随着复合体添加量的增加，明胶膜的厚度、断裂伸长率、水蒸气透过率和氧气透过率增加，而透光率、水溶性、含水量和拉伸强度降低，同时抗氧化和抗菌性能明显提高。当复合体的添加量为20%时，复合膜仍表现出较好的综合性能，其拉伸强度为15.13 MPa，断裂伸长率为67.43%,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率为56.33%，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别达到39.4 mm和23.7 mm。更为重要的是，与直接添加等量香芹酚的明胶膜相比，硅藻土负载后使得香芹酚在明胶膜中的释放速率更慢，明胶膜的抗菌性能更长效。该实验结果可为利用硅藻土等无机矿物质负载香芹酚等植物精油制备具有缓释性能的明胶基抗菌膜提供一定的参考。     

肉桂醛浓度对浓缩乳清蛋白/壳聚糖复合膜性能的影响

为了研究新型高性能抗菌包装材料,本文将肉桂醛添加到浓缩乳清蛋白/壳聚糖复合膜中制成抗菌复合膜,采用FT-IR对复合膜的微观结构进行表征,研究了肉桂醛浓度对复合膜厚度、透光率、机械性能、水蒸气透过系数、氧气透过率等性质的影响,以及其对复合膜抗菌性能的影响。肉桂醛与浓缩乳清蛋白/壳聚糖复合膜有很好的相容性。结果表明:随着肉桂醛浓度的增加,膜的透光率和抗拉强度减小,当肉桂醛浓度为0.3%时,膜的水蒸气透过系数最小,为1.15×10-13 g/(cm·s·Pa),当肉桂醛浓度为0.4%时,膜的厚度和氧气透过率最小,氧气透过率为1.1×10-5 cm3/(m2·d·Pa),当肉桂醛浓度为0.5%时,膜的断裂伸长率最大,为57.5%,膜的抑菌效力随着肉桂醛浓度的增大而显著增大。该研究可为肉桂醛/浓缩乳清蛋白/壳聚糖复合抗菌膜的生产工艺参数的优化提供新的参考。     

超声波对玉米淀粉成膜性能影响的研究

利用超声波对玉米淀粉糊进行处理,使其成膜,并对膜的抗拉强度、断裂伸长率、透光率、水蒸气透过系数、透油系数及表面微观结构进行分析。超声波处理的玉米淀粉溶液所成膜的机械性能、阻隔性以及表面微观结构都有所改善。其中1200 W处理15 s时效果最佳,抗拉强度达到最大13.68 MPa、断裂伸长率27.8%、水蒸气透过系数0.1098(g/cm2.d),透油系数0.0113(g.mm/cm2.d)。     

壳聚糖-肉桂醛复合抗菌降解膜的制备及性能

为改善壳聚糖膜的抗菌效果,将肉桂醛添加到壳聚糖基膜中制成壳聚糖-肉桂醛复合膜,研究肉桂醛体积分数对复合膜的物理性质、力学性能、水蒸气透过系数、官能团结构、结晶程度、微观结构以及抗菌性能的影响。结果表明：随着肉桂醛体积分数的增加,复合膜的色差、水蒸气透过系数和断裂伸长率减小,膜的厚度显著增加;当肉桂醛体积分数为2%时,膜的抗拉强度最大,为（15.77±1.13）MPa;根据傅里叶变换红外光谱分析,壳聚糖与肉桂醛有较好的相容性;肉桂醛体积分数的增加会导致膜表面结晶程度、裂纹、粗糙程度增加;复合膜的抑菌性能也随着肉桂醛体积分数的增大而显著增大。该研究可为壳聚糖-肉桂醛复合降解膜的应用提供理论依据。     

复合大豆分离蛋白膜力学性能研究

在大豆分离蛋白膜制备工艺基础上,添加原纤维素、羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素三种材料,制备出改性纤维素大豆分离蛋白复合膜.考察不同添加量的三种添加材料对复合膜的膜厚度(FT)、膜完整性(FI)、抗拉强度(TS)、断裂伸长率(E)、透光率(T)、溶解率(D)、水蒸汽透过系数(WVP)七个性能指标的影响效果,并分析了大豆分离蛋白膜和分别添加三种材料所制得的复合膜的扫描电子显微电镜图,筛选出最佳添加材料,最后对其最佳添加量进行了研究.结果表明:当羟丙基甲基纤维素与大豆分离蛋白的质量百分比为4％时,复合膜的抗拉强度达到最大值4.43 MPa,水蒸汽透过系数达到最小值21.0g·mm/(m2·h·kPa),断裂伸长率与透过率均较为理想.     

可食性肉桂精油复合膜的制备及其缓释性能

为了拓展肉桂精油（cinnamon essential oil, CEO）的应用途径,将CEO作为活性物质加入到氧化羟丙基木薯淀粉中,制备出复合膜。以力学性能、阻隔性能作为测试指标,通过单因素和正交试验优化CEO膜制备工艺,并测定其在不同食品模拟物中的释放速率。结果表明,淀粉质量分数为5.0%（m/v,以蒸馏水体积为基准）,CEO、甘油、吐温-80质量分数分别为1.5%、1.0%、1.0%（m/v,以淀粉溶液体积为基准）时,制得薄膜性能最好,断裂伸长率和抗拉强度较大,分别为27.87%和1.42 MPa,水蒸气透过系数与透油数较小,为1.27×10?12 g·cm/cm2·s·Pa和0.2131 g·mm/mm2·d,透光率30.56%;在同种食品模拟物中,CEO的释放量达到最大值的时间随着CEO含量增多而延长;在不同食品模拟物中,CEO在水包油乳状液和含酒精食品模拟物中释放速率最快,在脂肪食品模拟物中最慢。结果表明CEO可改善淀粉基膜的阻隔性能和机械性能,制备出的CEO膜有利于油脂类食品的包装,CEO可以缓慢释放,较长时间发挥活性作用。     

载锌与ε-聚赖氨酸抗菌膜的制备及其抗菌、物理性能研究

本实验以海藻酸钠(2.5 g/100 mL)、阿拉伯胶(1 g/100 mL)、甘油(2 g/100 mL)和水制备可食性基础膜液,以ε-聚赖氨酸(ε-polylysine,ε-PL)和葡萄糖酸锌(zinc gluconate,ZG)为抗菌剂制备可食性抗菌膜。研究了ε-PL、ZG对膜的颜色、微观结构、水蒸气透湿量、力学性能和抗菌活性等的影响,初步评价了其对生鲜肉保鲜效果。结果表明:加入ε-PL和ZG后,抗菌膜的颜色偏黄;水蒸气透湿量减小;而抗拉伸强度、断裂伸长率和抗菌活性增加。含2.60 mg/mLε-PL、0.39 mmol/L ZG的抗菌膜对大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌抗菌效果明显,且具有相对较好的物理性能,此时膜厚度为(0.097 6±0.000 6)mm、抗拉强度为(10.75±0.36)MPa、断裂伸长率为(29.34±1.03)%、水蒸气透湿量为(3 633.75±62.03)g/(m2·d)。应用实验结果显示,分别用ε-PL/ZG复合抗菌膜和基础膜包裹生鲜肉在37 ℃恒温箱中放置24 h后,实验组细菌数远低于对照组,表明载锌与ε-PL的抗菌膜具有很好的杀菌效果。本研究结果可为载锌与ε-PL抗菌膜的实际应用提供理论依据。     

可食性西瓜皮基膜制备与性能分析

为促进果蔬加工副产物的资源化利用,以西瓜皮为基材,添加海藻酸钠为增稠剂,甘油为增塑剂,采用流延法制备了可食性西瓜皮基膜。研究了西瓜皮浆料质量分数、海藻酸钠和甘油的添加量对膜感官品质、拉伸性能和阻隔性能的影响。结果表明:制备可食性西瓜皮基膜的最佳配方为西瓜皮浆料质量分数55%,海藻酸钠质量分数0.35%,甘油体积分数0.20%,此时膜的综合性能最佳,感官品质得分为90分,其他主要性能指标为厚度0.072 mm,抗拉强度18.09 MPa,断裂伸长率18.92%,水蒸气透过系数3.068×10~(-12)(g·cm)/(cm~2·s·Pa),氧气透过系数4.042×10~(-17)(cm~3·cm)/(cm~2·s·Pa)。利用西瓜皮可制备综合性能良好的可食性膜,用于食品包装等领域。     

壳聚糖明胶可食用复合膜的制备与抗菌性能研究

以壳聚糖和明胶为复合膜骨架材料,通过加入0.3%(体积比)甘油增塑剂,制备具有显著抗菌性能的可食用复合膜。以较高的抗拉强度、较大的断裂伸长率、较低的水蒸气透过系数为主要性能指标,对成膜骨架材料壳聚糖和明胶的配比进行优化。研究结果表明,当壳聚糖浓度为1.5%、明胶浓度为1.25%时,以6∶4的体积比混合,制备获得机械性能良好(抗拉强度为13.24 MPa,断裂伸长率为112.45%),水蒸气透过系数较低(0.4032 mg·mm·kPa-1·h-1·m-2)的最优化复合膜。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段对复合膜进行表征。结果表明,与壳聚糖膜和明胶膜相比,复合膜的内部分子之间有较强的氢键和分子间作用力,膜内部致密且水蒸气不易通过,同时复合膜液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均具有显著的抑制效果。     

绿豆皮纳米纤维素对浓缩乳清蛋白可食膜性能的影响

以绿豆皮纤维素为原料,采用硫酸水解法制备绿豆皮纳米纤维素并将其应用到浓缩乳清蛋白可食膜中,研究了绿豆皮纳米纤维素的微观形貌、结晶结构以及绿豆皮纳米纤维素添加量对浓缩乳清蛋白膜抗拉强度、断裂伸长率、氧气透过率、水蒸气透过系数、透光率及微观结构的影响。结果表明:绿豆皮纳米纤维素为棒状结构,长度约为100~200 nm,直径约为10~20 nm,且保持典型的纤维素Ⅰ型结构,结晶度较高;绿豆皮纳米纤维素与浓缩乳清蛋白有很好的相容性;当绿豆皮纳米纤维素添加量为1%时,膜的水蒸气透过系数达到最小值,为2.67×10-13 g/(cm·s·Pa);膜的透光率达到最大值,为39.31%;此时膜表面较为平整均匀。当绿豆皮纳米纤维素添加量为2%时,膜的抗拉强度最大为1.41 MPa,此时断裂伸长率为139.8%;膜的氧气透过率达到最小值,为1.8×10-5cm3/(m2·d·Pa)。绿豆皮纳米纤维素的添加能够有效的提高浓缩乳清蛋白膜的性能。     

柚皮纳米微晶纤维素的制备及其用于改进羧甲基淀粉膜性能的研究

以柚皮纤维素为原料,采用硫酸酸解法制备柚皮纳米微晶纤维素,对纳米微晶纤维素的形貌、结晶结构进行表征分析,以复合膜表面形貌、力学性能、水蒸气透过率和透光率为指标,研究不同添加量柚皮纳米微晶纤维素对羧甲基淀粉膜性能的影响。研究发现：柚皮纳米微晶纤维素为长度为60~180 nm,直径为3~15 nm的棒状晶体;X-射线衍射表明其仍为纤维素I型结构;复合膜电镜图光滑平整;纳米微晶纤维素添加量为5%时,复合膜的拉伸强度较原膜提高最大（52.22%）;而随着纳米微晶纤维素的添加,复合膜的断裂伸长率呈下降趋势;当添加量为7%时,复合膜水蒸气透过率降低最大（23%）;纳米微晶纤维素的添加量大于3%时显著降低复合膜的透光率,但未改变原膜在不同波长下的透光率。因此,添加柚皮纳米微晶纤维素能有效改善复合膜的性能,制备出综合性能优良的羧甲基淀粉复合膜。     

玉米秸秆纳米纤维素-淀粉膜的制备工艺优化及性能分析

本研究利用玉米秸秆纳米纤维素、玉米秸秆淀粉等作为成膜基材,通过共混流延法制备玉米秸秆纳米纤维素-淀粉膜。通过单因素实验和正交试验,对制备的纳米纤维素-淀粉膜的性能进行测定,考察各成膜基材对纳米纤维素-淀粉膜的机械性能、透湿系数、透光率、水溶性和透氧系数的影响,最终确定成膜液最佳配方组合:淀粉10.0%（W/V）、纳米纤维素5.0%（W/V）、羧甲基纤维素钠1.6%（W/V）、甘油2.3%（V/V）。在最优工艺条件下制备的纳米纤维素-淀粉膜综合效果最佳,并测得性能指标,膜厚（0.063±0.050）mm,抗拉强度14.92 MPa,断裂伸长率64.75%,透湿系数为2.19×10?12 g·m/m2·s·Pa,透光率87.60%,溶解时间97.00 s,透氧系数2.75×10?14 cm3·cm/cm2·s·Pa。     

微波-超声波协同作用对大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜性能的影响

本文利用微波-超声波协同作用对大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜膜液进行处理,采用浇铸-蒸发方法制备了复合膜。研究了不同微波功率对复合膜的抗拉强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数、气体透过率和透光率的影响,此外还进行了红外光谱和扫描电镜分析。结果表明,当微波功率为500 W时,复合膜的抗拉强度(TS)达到最大值21.98±0.54 MPa,其断裂伸长率(E)达到最小值13.48±0.01%;当功率为400 W时,其水蒸气透过系数(WVP)达到最小值为0.61±0.05×10-12 g/(cm·s·Pa),氧气透过率(OP)达到最小值为1.95±0.02×10-5 cm3/(m2·d·Pa);当功率为300 W时,二氧化碳透过率(CO2P)达到最小值1.58±0.12×10-5 cm3/(m2·d·Pa);通过红外光谱分析结果表明,复合膜机械性能及阻隔性能得到了改善,其原因可能是大豆分离蛋白和壳聚糖分子之间产生了氢键或共价键。本文研究结果可以为大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜的实际应用提供理论依据。     

桔子精油优化鱼鳞明胶膜性能的作用研究

为改善鱼鳞明胶膜的性能,测定添加明胶质量的0%、25%、50%、75%、100%桔子精油的可食膜的厚度、机械性能、水溶性、水蒸汽透过率、色泽、透明度和透光率、热性能、红外光谱和抑菌活性。结果表明:随着精油浓度的增加,鱼鳞明胶膜的厚度、断裂伸长率增加,拉伸强度、透光率、水溶性降低,水蒸汽透过率呈现先增加后降低的趋势;差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析结果表明,鱼鳞明胶分子与桔子精油的部分成分发生相互作用,在一定程度上改善了明胶膜的热稳定性;桔子精油的添加还赋予了鱼鳞明胶膜抑菌作用。综合评价得出75%质量浓度的桔子精油添加量对鱼鳞明胶膜各项性能优化效果最好,本实验结果可为生产高性能的鱼鳞明胶膜提供理论基础。     

基于静电相互作用的聚丙烯酸钠强化胶原纤维膜

为了提高胶原纤维膜的性能,基于聚丙烯酸钠的负电性与酸膨胀的胶原纤维的正电性,利用其静电相互 作用原理,采用质量分数为0.1%～1.0%的聚丙烯酸钠强化胶原纤维膜,评价了其对膜性能的影响。结果发现： 随着聚丙烯酸钠质量分数的增加,成膜液的Zeta电位有显著变化（P＜0.05）,表明其静电相互作用增强。加入 聚丙烯酸钠后,复合膜的拉伸强度逐渐增大,最高达到纯膜的1.50 倍;断裂延伸率、透光率和水蒸气透过率下 降,其中,水蒸气透过率最低为1.30×10－12 g/（cm·s·Pa）;膜热稳定性分析表明,复合膜降解温度提高, 膜厚无明显变化,扫描电子显微镜显示聚丙烯酸钠-胶原纤维复合膜更致密。当聚丙烯酸钠的质量分数为0.3% 时,复合膜的综合性能较佳,拉伸强度为37.60 MPa,断裂延伸率为14.20%,透光率为48.70%,水蒸气透过率为 1.30×10－12 g/（cm·s·Pa）。此外,红外分析也显示复合膜的构象发生了变化。静电相互作用导致了聚丙烯酸钠 与胶原蛋白的作用增强及其膜性能的变化,适宜的添加量可有效地改良胶原纤维膜的性能。     

明胶/普鲁兰酶改性淀粉膜的制备与性能研究

研究了普鲁兰酶对淀粉膜性能的影响及明胶对普鲁兰酶改性淀粉膜性能的影响。结果表明:与原淀粉膜相比,普鲁兰酶改性淀粉膜的表面更平滑;膜的热稳定性增大,热封性能增强;抗拉强度、水蒸气透过率和透光率分别增加了75%、18%和35%,断裂伸长率降低了53%。与未添加明胶的酶改性淀粉膜相比,添加明胶后,膜的表面变粗糙;膜的阻水性能与阻光性能增强,热封性能变差。当明胶添加量为10%时,膜的抗拉强度增加了17.6%;当明胶添加量为25%时,膜的断裂伸长率增加了54.3%;在明胶添加量为15%时,膜的热稳定性最大。     

柠檬汁纳米银抗菌复合膜的制备工艺优化及性能研究

本研究以聚乙烯醇（PVA）和可溶性淀粉（SS）为原料,甘油为增塑剂,柠檬汁（LJ）为还原剂将硝酸银原位还原成纳米银（AgNPs）,制得抑菌性能良好的PVA-SS-LJ-AgNPs复合膜。经单因素及正交试验得出,最佳制膜工艺为PVA 3 g、SS 0.5 g、甘油3 g、LJ 7 mL、硝酸银130 mmol/L,最优工艺下,膜的抗拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数、吸湿性、透光率分别为12.16 MPa、1111.59%、0.09 g/0.01 h·m2、12.56%、48.05%。通过对膜的物理性能和结构进行分析得出,柠檬汁可成功地将纳米银原位还原至保鲜膜中。与PVA-SS膜比较,柠檬汁和硝酸银的加入使复合膜的抗拉伸强度提高到11.51 MPa,断裂伸长率提升至1470.20%。与PVA-SS-LJ膜比较,AgNPs的加入使膜水蒸气透光系数和吸湿性得到有效平衡,纳米银颗粒均匀地分散于复合膜中,该复合膜的抑菌性能良好,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌均具有较好的抑制效果。综上,PVA-SS-LJ-AgNPs复合膜符合当前食品包装材料新要求,有潜在的应用前景。