隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可降解材料的開(kāi)發(fā)對(duì)于減少傳統(tǒng)石油基塑料對(duì)環(huán)境的影響具有重要意義，可再生、可持續(xù)、環(huán)境友好型包裝材料已成熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。近日，川渝共建特色食品重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院張宇昊教授課題組在明膠膜制備領(lǐng)域取得系列進(jìn)展，相關(guān)成果以論文發(fā)表在SCI一區(qū)期刊Food Chemistry、Food Hydrocolloids。
明膠作為一類(lèi)大分子蛋白質(zhì)，無(wú)毒無(wú)害、便宜易得、具有良好的成膜特性，但是純的明膠膜具有較高的親水性、易于溶解，且其機(jī)械性能和熱性能較差。前期的研究結(jié)果表明，可以通過(guò)一種新的制膜方式（醇沉效應(yīng)）制備明膠膜，該方法制備的明膠膜具有較好的機(jī)械性能，其親水性略微降低，但其不能耐受高溫滅菌，遇水仍會(huì)溶解，該研究成果以論文“Effect of different dehydration methods on the properties of gelatin films”發(fā)表在SCI一區(qū)期刊Food Chemistry。
此后，為解決其水溶性和不耐高溫的問(wèn)題，通過(guò)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶交聯(lián)與醇沉效應(yīng)結(jié)合，制備的明膠膜能耐受121℃高溫滅菌，與純明膠膜相比，其機(jī)械性能有所提升，溶解性也大大降低，該研究成果以論文“Preparation and characterization of gelatin films by transglutaminase cross-linking combined with ethanol precipitation or Hofmeister effect”發(fā)表在SCI一區(qū)期刊Food Hydrocolloids。值得注意的是，雖然利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶交聯(lián)結(jié)合醇沉效應(yīng)制備的明膠膜能夠耐受高溫滅菌，但其在高溫滅菌后會(huì)出現(xiàn)熱收縮，且明膠膜的表面親水性問(wèn)題仍然存在。
近日，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入蒙脫土和自組裝殼聚糖對(duì)明膠膜的熱穩(wěn)定性和親水性能進(jìn)行調(diào)控和改善，取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究以論文“Improved properties of gelatin films involving transglutaminase cross-linking and ethanol dehydration: The self-assembly role of chitosan and montmorillonite”發(fā)表在SCI一區(qū)期刊Food Hydrocolloids。
研究結(jié)果表明，由于明膠和殼聚糖之間通過(guò)氫鍵和靜電作用形成了自組裝的表面疏水層，明膠-殼聚糖、明膠+蒙脫土-殼聚糖的復(fù)合雙層膜，其水接觸角高于100°。同時(shí)，明膠與蒙脫土共混后，明膠嵌入蒙脫土的層間，并部分剝落，形成嵌入/剝落結(jié)構(gòu)，改變明膠膜的結(jié)晶性，從而進(jìn)一步降低明膠膜的滅菌熱收縮率。此外，由于蒙脫土和殼聚糖的協(xié)同作用，明膠+蒙脫土-殼聚糖復(fù)合雙層膜的水溶性最低、機(jī)械性能和阻隔性能最高，且具有一定的抗菌性能。由復(fù)合膜包裹的面包在30℃、80%RH 條件下貯藏5天仍沒(méi)有霉菌的生長(zhǎng)，而對(duì)照膜在第3天開(kāi)始出現(xiàn)霉菌?？傊?，基于靜電作用制備的自組裝明膠基雙層疏水膜具有較好的綜合性能，為擴(kuò)大明膠膜的應(yīng)用范圍提供了可能性，并為其在食品領(lǐng)域的使用提供借鑒和理論支撐。
相關(guān)論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j. foodchem.2021.131814；
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106421；
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.107870；
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