纖維素硫酸酯基可食性抗菌復(fù)合膜研究.pdf

1、可食性抗菌膜是將抗菌因子加入到可食膜基質(zhì)(如蛋白質(zhì)、多糖、脂類等)中,通過流延或涂布等方法制備成的一種功能性可食膜,其在食品保藏方面具有重要研究意義。纖維素硫酸酯是葡萄糖單元中一個(gè)或多個(gè)羥基被硫酸根取代的一種纖維素磺化衍生物,具有親水性強(qiáng)、生物相容性好和成膜性能優(yōu)異等特性,其在可食性膜應(yīng)用中極具有研究價(jià)值。本文對(duì)纖維素硫酸酯(NaCS)非均相法制備工藝進(jìn)行了改進(jìn),并以NaCS為膜基材,分別以芥末精油(MO)和羅伊氏乳桿菌(L. reut

2、eri)發(fā)酵液為抗菌劑,成功制備了兩種新型的可食性抗菌膜。
　　首先,對(duì)NaCS的非均相法制備工藝進(jìn)行了改進(jìn)。新工藝中利用乙醇鈉同步完成洗滌和中和,然后再溶解,取代NaCS原制備工藝中的洗滌、溶解、中和三個(gè)步驟,對(duì)原工藝進(jìn)行改進(jìn)。產(chǎn)品的紅外、結(jié)晶度和熱重分析顯示,改進(jìn)工藝成功制得NaCS,工藝改進(jìn)前后產(chǎn)品質(zhì)量相近;新工藝產(chǎn)品的得率和取代度分別為81.83％和0.51,相比原工藝81.44%和0.48未發(fā)生顯著變化,但新工藝產(chǎn)品的溶

3、液動(dòng)力粘度(2%,w/v)為925 mP.s,是原工藝625 mP.s的1.6倍,說明新工藝有效解決了產(chǎn)品制備過程中的水解問題。此外,本章還對(duì)產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、酶降解性能和產(chǎn)品溶液的耐鹽性進(jìn)行了考察。
　　其次,制備了含MO的NaCS基復(fù)合膜,并對(duì)其性能進(jìn)行了研究。以NaCS為膜基材,MO為抗菌劑,β-環(huán)糊精(β-CD)為緩釋劑制得NaCS-β-CD-MO復(fù)合膜,并對(duì)該膜的抑菌性能、MO緩釋效果、機(jī)械性能和阻隔性能等進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)

4、果顯示,制備的復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和黑曲霉均有一定的抑制效果,其中對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制效果較好;β-CD對(duì)MO具有顯著的保留和緩釋作用,在添加β-CD的復(fù)合膜中,其MO包含量最高為11 mg/g,是不加β-CD復(fù)合膜的1.6倍;復(fù)合膜具有機(jī)械強(qiáng)度高、柔韌性好、阻油和阻水蒸氣性能佳、透明度和親水性好等特性,增加 MO的含量可增加復(fù)合膜的斷裂伸長率、水蒸氣透過性和厚度,但膜的拉伸強(qiáng)度、楊氏模量、吸水率和

5、透明度降低。此外,對(duì)該膜進(jìn)行了掃描電子顯微鏡、傅里葉紅外光譜和結(jié)晶度分析,結(jié)果顯示復(fù)合膜中NaCS和β-CD之間出現(xiàn)相分離,但添加MO可促進(jìn)膜各組分間的相互融合。
　　最后,制備了含L. reuteri發(fā)酵液的NaCS基復(fù)合膜,并對(duì)其性能進(jìn)行了研究。對(duì)L. reuteri發(fā)酵液成分進(jìn)行了分析,并對(duì)復(fù)合膜的抑菌性能、機(jī)械性能、阻隔性能等進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果顯示,L. reuteri發(fā)酵液中的活菌、乳酸、甘油、乙酸等成分的濃度分別為(3.

6、85±0.05)×108 cfu/mL、11.67±0.02 g/L、7.14±0.08 g/L和15.05±0.03 g/L;制備的復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和黑曲霉均有顯著的抑制效果,其中對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果最佳;復(fù)合膜具有機(jī)械強(qiáng)度高、柔韌性好、阻油和阻水蒸氣性能佳、透明和親水性好等特性,增加 L. reuteri發(fā)酵液的含量可增加復(fù)合膜的斷裂伸長率、水蒸氣透過性、吸水率和厚度,但會(huì)降低膜的拉伸強(qiáng)度、楊氏模量、透油率、透