● 成果介绍
研究背景明胶（GEL）富含多种氨基酸，是一种营养丰富的功能性生物聚合物，已广泛应用于可食性、可降解食品包装膜的制备。单一GEL膜存在一些性能上的缺陷，例如易老化变脆；易吸水膨胀。羧甲基纤维素（CMC）是一种阴离子多糖，具备来源广、成本低、生物相容性好等优点。将GEL和CMC混合制备复合膜提高了单一GEL膜的力学性能和热稳定性，但复合膜的疏水性有待进一步提高。目前改善聚合物膜疏水性的主要手段是引入疏水性物质。但脂类物质的加入通常对聚合物膜基质产生破坏，使膜的力学性能降低。白藜芦醇（Res，3,4',5-三羟基-1,2-二苯基乙烯）是一种具有疏水性的非黄酮类多酚化合物，有许多潜在的健康益处，包括抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗癌等，常被用于医药领域。本研究将Res作为疏水剂加入到GEL/CMC膜中，探究了Res对成膜液表面疏水性以及对复合膜的水蒸气透过率、表面水接触角的影响，开发Res作为疏水改性剂在天然生物聚合物膜中的应用。
目前的研究通常使用乙醇等有机溶剂作为助溶剂，以提高疏水性多酚与膜基质的相容性。但有机溶剂的引入易导致蛋白、多糖的聚集，削弱膜的性能。尽管有研究用pH驱动法克服了有机溶剂的问题，但极性pH环境容易诱发蛋白变性以及多酚氧化等问题。在不使用有机溶剂和pH驱动法的前提下，将Res粉末直接与GEL/CMC成膜液物理混合制备G/C-R共混膜，可能会导致膜基质出现一定程度的相分离。Res与膜基质的相分离可能有助于Res晶体在成膜过程中从膜基质内部迁移到表面形成表面疏水层，从而更有效的提高膜的阻隔性能。此外，共混膜中的Res可能因在膜表面堆积而快速释放，有利于更好地发挥其抗氧化特性。
本研究以Res作为疏水剂，分别采用GEL-Res复合颗粒法、乙醇助溶剂法、Res粉末分散法三种不同的方式制膜，对共混膜的疏水性及力学性能进行了探究。对G/C-R共混膜的力学性能、疏水性能、热性能、抗氧化活性等综合性能进行了表征，并通过FTIR、SEM、XRD探究了Res的迁移规律，最后将共混膜应用于大豆油的抗氧化试验。本研究制备了具有较高力学性能和阻隔性能以及抗氧化性的可食性活性膜，能够为疏水性多酚类化合物与亲水性聚合物基质的共混方法提供新的思路。
结论和展望本研究将Res粉末作为疏水剂通过物理混合方法加入到GEL/CMC共混膜中，利用疏水性Res与膜基质的相分离制备了具有高疏水性和高抗氧化性的G/C-R共混膜，对共混膜的综合性能进行了表征，并应用于大豆油的抗氧化试验。研究结果表明，Res提高了成膜液的模量和黏度，使成膜液的表面疏水性提高了63%；Res与GEL/CMC共混膜基质形成氢键、静电力和疏水相互作用等非共价相互作用，使共混膜的结晶度升高，表面疏水性提高了11%；由于Res与膜基质相分离的影响，共混膜的TS和EAB均有小幅度的降低，仍能满足食品包装的要求；Res使共混膜的WVP降低了75%，OP降低了2个数量级，显著提高了包装膜的阻隔性能；Res使共混膜的热稳定性显著提高，DPPH和ABTS自由基清除率均在85%以上，抗氧化性能显著提升，能有效抑制大豆油的氧化。本研究的G/C-R共混膜具备作为可食性活性食品包装膜的潜力。
