殼聚糖—聚乙烯醇復合膜的成膜特性研究

王易　陳武　劉笑塵

摘要 [目的]為了研究殼聚糖-聚乙烯醇復合膜成膜特性。[方法]配制不同比例4%的殼聚糖-聚乙烯醇混合膜液，以4%聚乙烯醇為對照。在每種膜液中分別加入0.1、0.2、0.4 g甘油，干燥成膜后，測復合膜透水性、水溶性、溶脹性、斷裂伸長率。[結(jié)果]殼聚糖（w）∶聚乙烯醇（w）∶甘油（w）為4∶16∶1對成膜特性有明顯提高。[結(jié)論] 該研究可以為殼聚糖-聚乙烯醇復合膜在種衣劑上的應用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 殼聚糖；聚乙烯醇；甘油；成膜劑

中圖分類號 S188 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）08-02223-02

Study of Composite Membrane Characteristics of ChitosanPolyvinyl Alcohol Film

WANG Yi et al

（Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128）

Abstract [Objective] The research aimed to study composite membrane characteristics of chitosanpolyvinyl alcohol film. [Method] Different ratio of 4% chitosan polyvinyl alcohol mixed solution was prepared， 4% PVA as control. 0.1， 0.2 and 0.4 g glycerol was added to each of the membrane liquid. After drying，the membrane permeability， water solubility， swelling， rupture elongation of the composite membrane were measured. [Result] Film characteristics of chitosan （w）∶polyvinyl alcohol （w）∶glycerol（w） of 4∶16∶1 were significantly improved. [Conclusion] The research aimed to provide the basis for the application of chitosanpolyvinyl alcohol film in seed coating.

Key words Chitosan； Polyvinyl alcohol； Glycerol

殼聚糖（Chitosan，CTS） 是甲殼素脫乙酰化的產(chǎn)物，化學名稱為聚（1，4） 2氨基 2 脫氧 B D 葡萄糖，又稱脫乙酰幾丁質(zhì)[1]。研究表明，殼聚糖不僅僅對環(huán)境無污染和可被吸收外，還對農(nóng)業(yè)上有十分重要的應用價值。

殼聚糖具有良好的抑菌性、保濕型和成膜性，故作為純天然無毒防腐劑和保濕劑用于食品工業(yè)具有廣闊前景[2]。它還可作為土壤改良劑、降解性地膜、植物生長調(diào)節(jié)劑、殼聚糖種子包衣劑和抑菌劑等[3-5]。筆者通過對殼聚糖、聚乙烯醇以及甘油做不同濃度的處理，發(fā)現(xiàn)單一殼聚糖膜在水中速溶，而單一聚乙烯醇膜和復合膜具有良好的成膜效果，為殼聚糖-聚乙烯醇復合膜在種衣劑上的應用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試供材料為分析純殼聚糖、聚乙烯醇、甘油、冰醋酸，均由湖南農(nóng)業(yè)大學十一教植物疾病與利用中心實驗室提供。

1.2 試驗方法

1.2.1

濃度4%殼聚糖溶液配制方法。取200 ml三級水300 ml于錐形瓶中，再加入8 g殼聚糖，輕輕振蕩，使得殼聚糖均勻分散，迅速取4 ml冰醋酸于錐形瓶，振蕩，以雙向恒溫磁力攪拌器攪拌2 h，用離心機5 000 r/min離心5 min去除不溶物，靜置消泡。

1.2.2

濃度4%聚乙烯醇溶液配制方法。取200 ml三級水于300 ml錐形瓶中，再加入8 g聚乙烯醇，搖勻，以601超級恒溫水浴鍋85 ℃水浴1 h溶解，用離心機5 000 r/min離心5 min去除不溶物，靜置消泡。

1.2.3

復合膜的制備。按照表1試驗設計方案取一定體積的殼聚糖溶液以及聚乙烯醇溶液混合至100 ml，以單一聚乙烯醇膜為對照。加入一定量的濃度為50%甘油（0.16、0.32、0.64 ml，分別以B1、B2、B3表示），搖床1 h后取出，靜置消泡。取每份混合溶液10 ml輕輕倒入塑料培養(yǎng)皿中，輕輕搖動，使溶液在塑料培養(yǎng)皿上流延至均勻覆蓋整個塑料培養(yǎng)皿底面，然后放入40 ℃烘箱6 h。

1.2.4

透水性測定方法。取成膜劑10 ml，分別用毛筆均勻涂在半徑7 cm的圓形濾紙表面，干燥后將濾紙蓋在一事先稱重干凈的培養(yǎng)皿上（涂有成膜劑一面朝下），用移液管吸取三級水10 ml滴在濾紙片表面上，1 h后稱培養(yǎng)皿質(zhì)量，計算濾紙中滲下水質(zhì)量。

1.2.5

水溶性測定方法。取長4.0 cm、寬1.7 cm的干燥復合膜（S），浸入裝有三級水的培養(yǎng)皿中。18 h后，計算膜面積（S1）。

水溶率（%）=（S-S1）/S

1.2.6

溶脹性測定方法。

取長4.0 cm、寬1.7 cm的干燥復合膜，放入稱量好的培養(yǎng)皿（W）稱重（W0），然后浸入三級水中，6 h后稱重（W1），計算溶脹率。

溶脹性（%）=（W1-W）/（W0-W）

1.2.7

斷裂伸長率。取長4.0 cm、寬1.7 cm的干燥復合膜，用鑷子夾住兩端各1 cm處在尺子前輕輕拉伸至斷裂，記下斷裂時長度（L）。

斷裂伸長率（%）=（L-2）/2[6-8]

2 結(jié)果與分析

由表3～6可知，在試驗范圍內(nèi)甘油對殼聚糖-聚乙烯醇復合膜透水性、水溶性和溶脹性的影響不大，對斷裂伸長率的影響明顯，A4B2和A5B2處理達到最大值（275%），A2B2和A3B2處理也分別達到257%與265%，差異不顯著，其中濃度50%的甘油最佳體積為B2，即0.32 ml。由表3可知，成膜劑不同型號透水性大小順序為A1>A2>A3>A4>A5，A1和A2透水性相差不大，CK無透水性。由表4可知，水溶性大小順序為A2>A1>A3>A4>A5，A2B3處理達到最大值（212%），其中復合膜型號A2B1、 A2B2、 A2B3差距不明顯。表5所得水溶率與文獻[9]有很大差異。該研究所得復合膜浸

入水中18 h后膜表面積先增加到最大值，再慢慢溶解。可能原因是復合膜吸水性較好，剛浸入水中時在膜吸水膨脹的同時在水中溶解，膨脹速度大于水溶速度，膜面積增加。當復合膜吸水逐漸接近飽和后，水溶速度大于復合膜膨脹速度，膜面積減小[10]。

3 結(jié)論

研究表明，復合膜在透水性和溶脹性都優(yōu)于單一聚乙烯醇膜，A1和A2組普遍優(yōu)勝其他組斷裂伸長率，最優(yōu)編號分別為A2B2、A3B2、A4B2、A5B2、CKB2。所以，A2B2處理即取甘油0.2 g，殼聚糖0.8 g，聚乙烯醇3.2時最佳。

參考文獻

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