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香芹酚掺入玉米醇溶蛋白和聚乳酸的电纺纤维膜

生物医学    2021-09-18 15:53

活性包装被定义为一种改变包装条件以延长保质期或提高安全性或感官性能,同时保持食品的质量的包装。在包装材料中加入抗菌物质是生产活性包装材料和控制有害微生物生长的有效途径。天然抗菌剂,如精油,由于其天然的抗真菌、杀虫、抗菌和抗氧化特性,越来越受到人们的关注。香芹酚是牛至和百里香油的主要成分。 它含有酚类化合物,具有抗食源性病原体,真菌,酵母和霉菌的抗菌特性。近年来,香芹酚已被用于壳聚糖纳米颗粒、醋酸纤维素、聚丙烯、聚乙烯-醋酸乙烯酯和酪蛋白酸钠钙薄膜中。目前,将香芹酚加载到玉米醇溶蛋白和聚乳酸电纺纤维中尚未被报道过。

玉米醇溶蛋白是玉米粒中一种不溶于水的疏水贮藏蛋白,是一种可再生和可生物降解的蛋白质。由于含有非极性氨基酸(如脯氨酸、亮氨酸和谷氨酰胺),玉米醇溶蛋白具有疏水性和抗油脂性。聚乳酸是一种可生物降解,可堆肥和生物相容的聚合物,对环境和食品包装应用都是安全的。因此,本研究的目的是将香芹酚加入电纺玉米醇溶蛋白和PLA纤维中,评估其对纤维特性的影响,并确定复合纤维膜中香芹酚的释放行为。还对全麦面包作为模型食物进行了初步研究,以确定获得的纤维对保鲜食品的时效性。

以玉米醇溶蛋白和聚乳酸(PLA)为原料,采用电纺丝的方法,将不同浓度(5,10和20%)的香芹酚加入,形成了复合纤维膜。从玉米醇溶蛋白和PLA获得的纤维形貌和大小受加入的香芹酚含量的影响。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)结果表明,香芹酚被包裹在电纺玉米蛋白和PLA纤维中。结果表明,在5-20%的香芹酚含量范围内,富含玉米醇溶蛋白的纤维抗氧化能力在62-75%之间,而PLA纤维抗氧化能力在53-65%之间。复合纤维膜显示出持续的扩散控制释放行为。对全麦面包样品的初步研究表明,添加香芹酚的电纺玉米醇溶蛋白和PLA纤维能够保存面包样品,这说明它们很适合作为活性食品包装应用,以延长全麦面包的保质期。


图1. FE-SEM图像和纤维直径分布,其中电纺纤维的平均纤维直径由具有不同香芹酚含量的玉米醇溶蛋白溶液获得(a)0%;(b)5%; (c)10%; (d)20%(w/w)。


图2. (a)全麦面包样品中含有不同香芹酚含量的电纺丝玉米素和PLA纤维,在25℃下储存7天的图像;(b)需氧菌、霉菌和酵母的生长抑制率(%)。