研究殼聚糖復(fù)合膜的制備及特性
導(dǎo)讀:天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司通過(guò)流延法制備了低甲氧基果膠/ 殼聚糖復(fù)合膜,研究了復(fù)合膜的形成機(jī)理,并探討了果 膠添加量、殼聚糖添加量以及甘油添加量對(duì)復(fù)合膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。
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發(fā)布日期：2019-11-01 17:43【大 中 小】
據(jù)天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司了解自然界中的果膠多為高甲氧基果膠(甲酯化度>50%),大多數(shù)研究也直接以高甲氧基果膠和殼聚糖為原料制備食品包裝膜。高甲氧基果膠與低甲氧基果膠在物理化學(xué)性質(zhì)及凝膠機(jī)理上存在很大差異,但很少有學(xué)者關(guān)注到低甲氧基果膠(簡(jiǎn)稱(chēng)果膠)與殼聚糖之間的作用及其在食品包裝膜方面的作用。因此,課題組通過(guò)果膠、殼聚糖及甘油共混制備復(fù)合膜,并研究了殼聚糖、果膠、甘油不同添加量后的成膜特性,分析了成膜條件與膜結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,以期為食品包裝行業(yè)尋求一種方便、安全的包裝材料。
1材料與試劑
殼聚糖(生物試劑),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;低甲氧基果膠(半乳糖醛酸含量74%,甲酯化度33郾7%),簡(jiǎn)稱(chēng)果膠,上海源葉生物科技有限公司;丙三醇(分析純),乙酸(分析純)和氫氧化鈉(分析純),西隴科學(xué)股份有限公司。
2儀器與設(shè)備
CT3-10K型質(zhì)構(gòu)儀,美國(guó)博勒飛公司;Nicolet-is-10型傅立葉紅外分光光度計(jì),美國(guó)賽默飛世爾公司;RigakuUitimaIV型X射線衍射儀,日本理學(xué)株式會(huì)社。
3結(jié)論
天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司通過(guò)流延法制備了低甲氧基果膠/殼聚糖復(fù)合膜,研究了復(fù)合膜的形成機(jī)理,并以力學(xué)性能為指標(biāo)探討了果膠添加量、殼聚糖添加量以及甘油添加量對(duì)復(fù)合膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:果膠中的—COOH和殼聚糖的—NH2反應(yīng)生成酰胺并成膜,并且抑制了果膠及殼聚糖的重結(jié)晶,導(dǎo)致其結(jié)晶結(jié)構(gòu)幾乎完全被破壞。當(dāng)果膠添加量較低時(shí),殼聚糖處于過(guò)量狀態(tài),膜的總體強(qiáng)度和彈性均較弱。隨著果膠添加量的增加,復(fù)合膜在1638cm-1(酰胺玉帶)和1557cm-1(酰胺域帶)處產(chǎn)生的吸收峰強(qiáng)度不斷上升,表明果膠分子與殼聚糖分子間的交聯(lián)越來(lái)越強(qiáng),這也造成了膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率不斷上升。
在果膠添加量為4g時(shí),隨著殼聚糖含量的上升,復(fù)合膜在1550cm-1(酰胺域帶)和1410cm-1(酰胺芋帶)處產(chǎn)生的吸收峰強(qiáng)度增強(qiáng),這同樣表明了果膠分子與殼聚糖分子間的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的增加,同樣導(dǎo)致膜的拉伸強(qiáng)度上升。但復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率卻隨之降低,這是由于在復(fù)合膜中,果膠的柔性分子鏈為復(fù)合膜提供延展性。隨著殼聚糖含量不斷上升,果膠的相對(duì)含量逐漸降低,從而造成復(fù)合膜的彈性下降。
天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司發(fā)現(xiàn)當(dāng)甘油添加量為1mL時(shí),復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度極大而斷裂伸長(zhǎng)率極低,分別為24郾32MPa和4郾86%。而隨著甘油添加量的增加,復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度迅速上升而斷裂伸長(zhǎng)率急劇降低,當(dāng)甘油添加量達(dá)到2mL時(shí),復(fù)合膜的拉升強(qiáng)度下降至5郾12MPa,同時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率增大至19郾85%。通過(guò)分析各組分對(duì)膜拉升強(qiáng)度值、斷裂伸長(zhǎng)率等指標(biāo)的影響,確定復(fù)合膜的適宜配方為果膠、殼聚糖以及甘油的添加量分別為4g、4g和3mL。此比例的果膠/殼聚糖復(fù)合膜的力學(xué)性能較優(yōu)。
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