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  • 明膠多糖膜的研究進展
  • 來源:愛學術        2019-10-23         3549
【摘要】

明膠具有很好的成膜特性及配伍性,且制成的膜具有很好的生物相容性和良好的生物可降解性故可以作為復合膜的制作材料,通過大量研究表明,明膠和多糖復合制膜可以改善容易潮解這一問題,如與魔芋葡甘聚糖混合成膜,具有熱封性;與海藻酸鹽混合成膜,拉伸強度和斷裂伸長率最大等。

可食性膜所選用的原料多為食品原輔料,取材方便、安全性好,同時還具有易被生物降解、對環境無污染等優點。但是以多糖類物質包括纖維素、淀粉、海藻酸鹽、果膠、殼聚糖、卡拉膠、樹膠和纖維素衍生物等,制作而成可食性多糖膜易潮解。因為蛋白質和多糖在成膜時通常對氧氣、油脂和芳香類物質表現出極好的屏障屬性,但力學性質一般,水蒸氣滲透率高,所以容易潮解。明膠具有很好的成膜特性及配伍性,且制成的膜具有很好的生物相容性和良好的生物可降解性故可以作為復合膜的制作材料,通過大量研究表明,明膠和多糖復合制膜可以改善其性能。

明膠

明膠多糖膜的研究進展

不同的聚合物混合時,首先要考慮的問題就是其相容性。不同的組分在復合的過程中能形成單一的相,說明混合物具有相互溶解的能力,即良好的相容性,通常其判斷依據是共混物具有單一的Tg(玻璃轉化溫度),可由熱分析如DSC來測定。

1、將明膠與淀粉通過兩種不同的方法(熱混和與非熱混和)制備復合膜,結果發現熱混和時只出現了一個Tg,而非熱混和時出現了兩個Tg,表明熱混和時兩種組分間表現出較好的相容性。

2、通過使用不同的混合比成功地制備了明膠和魔芋葡甘聚糖的新型快速可溶,具有熱封性的可食膜。專利CN103589168A記錄了添加大蒜汁的具有抗菌作用的明膠、魔芋葡甘聚糖的復合膜。

3、將明膠與結冷膠復合成機械性能較好的膜。

4、把明膠和海藻酸鹽混合成膜,并用鈣鹽交聯,發現當明膠含量為50%(wt)時,復合膜的拉伸強度(TS)和斷裂伸長率(EAB)最大。

5、在明膠溶液中添加不同比例的殼聚糖、褐藻膠和卡拉膠制備復合膜。結果發現魚明膠膜的TS和EAB分別為13.65MPa和1.03%,分別加入三種多糖之后,復合膜的TS和EAB都隨著多糖含量的增加呈先增大后減小的趨勢,TS和EAB最大可分別提高83.12%和315.17%。

6、明膠-殼聚糖復合膜

在與明膠復合的多糖類物質中,研究的最多的是殼聚糖。殼聚糖是甲殼素的脫乙?;a物,即將甲殼素C2.上的乙?;撊プ兂砂被?,因此,在分子側鏈上增加了一個活潑氨基,從而易于化學改性或共混改性。這種多糖由于其價廉易得、無毒、無氣味、易于加工及良好的成膜性和力學性能,被廣泛應用于膜材料的研究中。明膠在高于其等電點pH=4.7時形成陰離子聚電解質,帶陽離子電荷的殼聚糖能與之相互作用。

6.1、通過改變殼聚糖的濃度來改善明膠膜的性能,結果表明,當明膠殼聚糖的比例為60:40時,復合膜的機械性能達到最佳水平。與單純的明膠膜相比,添加殼聚糖的復合膜的拉伸強度(TS)和彈性模量(EM)顯著增加(p<0.05),水蒸氣透過率(WVP)和溶解度降低,且明膠-殼聚糖膜對紫外光具有優異的阻隔性能,通過FTIR和DSC研究表明魚明膠和殼聚糖之間相互作用明顯,形成了機械性能增強的新材料。

6.2、制備了殼聚糖一明膠復合膜,發現兩者的相容性很好。且明膠量增加時,膜的吸水性增強,斷裂伸長率(EAB)較高,彈性模量(EM)較低,機械性能提高。在研究殼聚糖與明膠發生作用的同時,一些科研工作者先對殼聚糖結構進行一定的改變再將其應用于明膠的改性。

6.3、將殼聚糖與三聚磷酸鈉離子凝膠化合成殼聚糖納米粒子(CSNPs)然后作用于魚皮明膠(FG),FTIR光譜結果證實CSNPs與FG之問通過氫鍵相互作用,形成的復合膜拉伸強度(TS)和彈性模量(EM)顯著增加,斷裂伸長率(EAB)降低。此外,CSNPs的添加還有助于降低水燕氣透過率(WVP)。

6.4、先對殼聚糖進行氧化處理,再與明膠復合成膜,該復合膜的平衡溶脹度較低,并對pH、鹽有一定的敏感,可作為生物醫學材料運用。

通過以上研究表明,利用明膠與其他多糖類物質混合使用,制備而成的復合膜各有優勢。如與淀粉混合成膜,相容性較好;與魔芋葡甘聚糖混合成膜,具有熱封性;與海藻酸鹽混合成膜,拉伸強度和斷裂伸長率最大等。在這些研究當中與殼聚糖混合成膜的次數最多,通過不同復合比例得出,當明膠殼聚糖的比例為60:40時,復合膜的機械性能達到最佳水平。

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