蓮藕淀粉乳清蛋白復(fù)合膜的制備、表征及性能

近年來(lái)，石油基聚合物包裝材料的廣泛使用造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題和資源短缺。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量安全的要求逐漸提高。許多研究致力于開發(fā)可生物降解和可食用的生物聚合物，以減少食品包裝業(yè)對(duì)傳統(tǒng)石油包裝的依賴。然而，由于生物聚合物的生物活性很弱，這嚴(yán)重限制了其在食品包裝中的應(yīng)用，因此開發(fā)生物聚合物包裝以達(dá)到最佳食品保質(zhì)期是具有挑戰(zhàn)性的。因此，基于生物聚合物的創(chuàng)新型包裝技術(shù)的研究受到極大的關(guān)注。這些技術(shù)不僅滿足了對(duì)環(huán)保包裝材料日益增長(zhǎng)的需求，還最大限度地提高了食品的質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，有效地延長(zhǎng)了保質(zhì)期，改善了安全性和感官特性。藕粉是一種資源豐富、價(jià)格低廉的天然高分子材料。此外，由于其生物相容性、生物降解性和無(wú)毒性，它呈現(xiàn)出比合成聚合物更有利的發(fā)展前景。同時(shí)，乳清蛋白富含眾多活性成分，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。由于含有多種具有親和力的疏水分子，易與其他分子相互作用，這對(duì)于乳清蛋白的成膜特性起著相當(dāng)重要的作用。本研究擬選用蓮藕淀粉與乳清蛋白進(jìn)行交聯(lián)來(lái)制備蓮藕淀粉/乳清蛋白復(fù)合膜，以期得到性能優(yōu)良的復(fù)合生物薄膜。該研究為降低成本，探索天然優(yōu)質(zhì)復(fù)合膜提供了一定的理論支撐。摘要：以甘油作為增塑劑，將蓮藕淀粉與乳清蛋白以不同比例混合制得了一系列蓮藕淀粉/乳清蛋白復(fù)合膜，探討了乳清蛋白添加量對(duì)復(fù)合膜性能的影響。通過SEM、XRD、FTIR、DSC及TG對(duì)復(fù)合膜進(jìn)行了表征，在25℃、相對(duì)濕度為50%環(huán)境下，對(duì)復(fù)合膜的機(jī)械性能和阻隔性能進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，蓮藕淀粉與乳清蛋白具有優(yōu)異的交聯(lián)能力，彼此間具有良好的生物相容性。乳清蛋白的添加提高了蓮藕淀粉膜的機(jī)械性能及阻隔性能。其中，添加量（以復(fù)合膜液中蓮藕淀粉的質(zhì)量為基準(zhǔn)）為50%的乳清蛋白在蓮藕淀粉中分散得更好，制備的復(fù)合膜性能最優(yōu)，其抗拉強(qiáng)度為(11.66±0.95)MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為14.71%±0.33%，水蒸氣透過率和氧氣透過率分別為(8.42±1.33)×10–12

g·cm/(cm2·s·Pa)和(8.85±0.75)×10–11

cm3·cm/(cm2·s·Pa)，并具有良好的熱穩(wěn)定性。結(jié)論制備的蓮藕淀粉/乳清蛋白生物膜具有優(yōu)良的力學(xué)性能與阻隔性能，其中，乳清蛋白添加量為50%時(shí)，制備的LW-50復(fù)合膜性能最優(yōu)，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到(11.66±0.95)

MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為14.71%±0.33%，水蒸氣透過率和氧氣透過率分別為(8.42±1.33)×10–12

g·cm/(cm2·s·Pa)和(8.85±0.75)×10–11

cm3·cm/(cm2·s·Pa)。FTIR、XRD及SEM結(jié)果顯示，蓮藕淀粉與乳清蛋白具有優(yōu)異的共混交聯(lián)能力，彼此間具有良好的生物相容性。添加量為50%的乳清蛋白在蓮藕淀粉中分散得更好，能夠產(chǎn)生更加清晰的融合效應(yīng)，過量的乳清蛋白對(duì)成膜不利。LW-50的熔化溫度最高，熱力學(xué)穩(wěn)定性最好。制備的