摘要
近年来,基于天然聚合物的活性包装被认为是最有前景的能够解决环境污染的包装技术。淀粉因其来源广泛、且具有可再生性和良好的成膜特性,故常被用作可食用膜的基材。然而,较低的的机械性能和热性能在一定程度上限制了淀粉基可食用膜的应用。纳米颗粒表现出较高的机械强度,可以作为增强材料添加到可食用膜中以改善薄膜的性能。槲皮素(Que, Quercetin)是一种生物类黄酮,可有效抵御多种有害菌,并具有良好的抗氧化、抗炎作用。然而,将Que直接添加到薄膜中可能会导致其快速释放,无法维持包装食品的保质期,将Que封装到纳米颗粒中可以改善Que的快速释放。 在本研究中,通过淀粉改性得到羧甲基淀粉(CMS),采用反溶剂沉淀法制备了包载 Que 的纳米颗粒(QNPs),并将 QNPs 作为增强材料加入淀粉膜基质中,探究了不同含量的QNPs对于淀粉膜性能和葡萄贮藏的影响,及抗菌性能的评价。研究结果如下: (1)QNPs的制备:当CMS的取代度为0.17时,得到的QNPs具有最小的粒径与 PDI,分别为 294 nm 与 0.194,并表现出最高的 Que 包封率(88.69%)。QNPs对Que的包载显著能够提升Que在模拟胃液中的稳定性,保证其在模拟肠液中的缓慢持续释放,并提升了其生物利用度,表明了QNPs具有增强薄膜活性的潜力。 (2)QNPs-淀粉膜的制备及性能研究:根据QNPs的质量分数(0%,2.5%, 5%,10%和 20%,基于薄膜的总干基)制备了 QNPs-淀粉膜。研究结果表明, QNPs增强了薄膜的机械性能,水蒸气透过率(WVP)则是随着QNPs含量的增加先上升后下降;SEM结果表明,含有QNPs的薄膜表面出现轻微的结晶结构,且随着QNPs含量的增加而加深;热分析结果表明QNPs能够提升薄膜的热稳定性;抗氧化活性结果表明,QNPs可以提升薄膜的抗氧化活性。尤其QNPs质量分数为5%时,薄膜(QNPs/淀粉(5%))具有最佳的理化性能。抗菌实验表明, Que、QNPs、以及QNPs/淀粉(5%)都具有抗灰霉菌活性,其中,QNPs/淀粉(5%)对灰霉菌表现出较强的抑制作用。 (3)QNPs/淀粉(5%)对于葡萄贮藏及抗菌的影响:与未处理组相比,QNPs/淀粉(5%)可以延长葡萄的货架期 9 天;质量损失率、可滴定酸及硬度的结果表明,QNPs/淀粉(5%)可以有效抵御微生物入侵,减少有机酸的分解及营养物质的消耗;通过灰霉菌侵染的葡萄贮藏实验发现QNPs/淀粉(5%)可以有效清除活性氧,减缓水果的酶促褐变及变质,并且该薄膜还能对Que有效控释,减缓花青素含量的升高及抗坏血酸含量的降低,抑制灰霉菌 1-辛烯-3-醇及乙酸丙酯的产生。