抗菌性玉米醇溶蛋白/殼聚糖復合膜的制備與性質

陳桂蕓，曲亮璠，趙 宇，陳 野*

（食品營養與安全教育部重點實驗室，天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457）

抗菌性玉米醇溶蛋白/殼聚糖復合膜的制備與性質

陳桂蕓，曲亮璠，趙 宇，陳 野*

（食品營養與安全教育部重點實驗室，天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457）

采用分步法，先配制殼聚糖/醋酸/乙醇溶液體系，再向其中加入玉米醇溶蛋白，最后利用流延法制成玉米醇溶蛋白/殼聚糖（zein/chitosan，Z/C）復合膜，探討殼聚糖質量分數對Z/C復合膜理化性質與抗菌特性的影響。結果表明：在殼聚糖質量分數為2%～8%范圍內，混合溶液的黏度和電導率隨殼聚糖質量分數變化成階梯狀變化，且殼聚糖的添加對復合膜性質有顯著影響，Z/C復合膜的斷后伸長率從1.00%提高到6.67%，接觸角從65.97°減小到53.61°，水蒸氣透過率從5.23 g·m /（m2·h·Pa）提高到9.16 g·m /（m2·h·Pa）；掃描電子顯微鏡觀察，復合后薄膜保持光滑、均一；大腸桿菌抑菌實驗表明添加殼聚糖使復合膜具有較強的抗菌特性。

玉米醇溶蛋白；殼聚糖；微觀結構；抗菌性

玉米醇溶蛋白是玉米胚芽的主要蛋白質成分[1]，在純水或無水乙醇中不溶解，易溶于60%～90%的乙醇溶液中[2]。在極性環境中，玉米醇溶蛋白分子中親水基團暴露，疏水基團被包埋，能形成穩定的膠束結構[3]。由于其本身有較高的脂肪族指數和表面疏水性[4]，在食品和制藥行業應用廣泛，用于如片劑包衣、獨立包裝材料、乳化劑、抗氧化劑、口香糖膠基材、藥物包材和支架結構等[5-6]方面。殼聚糖是由自然界中廣泛存在的甲殼素經過脫乙酰作用得到，為β-（1-4）-D-葡萄胺和N-乙酰-D-葡糖胺組成的線性多糖[7]，由于其含有大量的活性羥基和氨基，可發生水解、烷基化、酰基化、縮合和絡合等化學反應。殼聚糖易溶于稀酸，在溶液中結合H+，可形成帶正電荷的聚電解質[8]，具有良好的生物可降解性、生物相容性和抗菌性[9-11]，被廣泛用于醫用涂敷材料、藥物制劑、抗菌保鮮包材等[12-14]方面。

雖然傳統玉米醇溶蛋白易成膜，但表面疏水程度高、脆度大、機械強度不高，不利于其在食品領域推廣應用[15]，因此，通過一定的物理和化學改性對其進行有效誘導處理，使薄膜有序、穩定，成為研究熱點。通常選擇與多糖、脂類及其他蛋白相互作用[16]，或者改變pH值、離子強度、溫度、增塑劑等方式來提高其功能性[17]。蛋白與多糖側鏈基團可以通過共價鍵、靜電作用力、氫鍵、范德華力、疏水作用、離子鍵、容積排阻作用及分子纏繞等方式發生相互作用[18]，二者結合可以改善材料熱穩定性、酸堿穩定性、溶解度、乳化特性和凝膠特性等。本實驗為提高玉米醇溶蛋白膜的機械性能和改善其疏水性，通過先制備一系列質量分數梯度的殼聚糖/醋酸/乙醇溶液體系，再向其中加入玉米醇溶蛋白，最后制成玉米醇溶蛋白/殼聚糖（zein/chitosan，Z/C）復合膜，并研究玉米醇溶蛋白/殼聚糖/醋酸/乙醇復合溶液特性，進一步探討殼聚糖添加對復合膜性質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米醇溶蛋白（純度94.7%） 江蘇高郵日星藥用輔料有限公司；殼聚糖（脫乙酰度90%） 浙江金殼藥業有限公司。

無水乙醇（分析純） 天津市光復科技發展有限公司；冰乙酸（分析純） 天津市化學試劑一廠。

1.2 儀器與設備

DV-Ⅲ+黏度計 美國Brookfield公司；DDS-307電導率儀 上海雷茲高壓互感器有限公司；JY-82A視頻接觸角測定儀 承德鼎盛試驗機檢測設備公司；Quanta200型掃描電子顯微鏡 捷克FEI公司；RGF5電子萬能機 深圳市瑞格爾儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 復合膜的制備

將玉米醇溶蛋白溶解于80%的乙醇溶液，配制成蛋白質量濃度為100 μg/mL的蛋白溶液，攪拌均勻，60 ℃水浴加熱10 min，利用流延法將溶液澆鑄于聚乙烯纖維板（150 mm×250 mm）上，室溫干燥24 h，制備玉米醇溶蛋白膜（ZN）。

用2%的醋酸溶液配制成質量分數為2%的殼聚糖醋酸溶液，攪拌均勻，65 ℃水浴10 min，室溫干燥24 h，利用流延法制備殼聚糖膜（CS）。

取一定量殼聚糖溶于2%醋酸溶液，靜置24 h使之充分水合。攪拌條件下緩慢加入無水乙醇，配制成乙醇體積分數為80%的殼聚糖/醋酸/乙醇溶液體系，調節pH值至5.0±0.1，將一定量玉米醇溶蛋白溶于上述溶液，玉米醇溶蛋白質量濃度為100 mg/mL，殼聚糖質量分數分別為玉米醇溶蛋白的2%、4%、6%、8%，65 ℃水浴加熱10 min，靜置消泡后測溶液性質，利用流延法澆鑄成Z/C復合膜，室溫干燥24 h。以上3 類薄膜置于相對濕度（50±4）%，溫度（23±2）℃干燥器中保存48 h，測薄膜性質。

1.3.2 復合溶液黏度的測定

將溶液樣品固定于黏度計操作平臺上，選取62號轉子，轉速100 r/min，保持測試過程扭矩大于10%，穩定30 s后記錄黏度。

1.3.3 復合溶液電導率的測定

[19]，在25 ℃條件下校正電導率儀，使測量值為100 μS /cm，待數值穩定后對復合溶液電導率進行測量。

1.3.4 Z/C復合膜機械性質參數的測定

將1.3.1節中平衡后的復合膜裁成100 mm×60 mm的長條，用螺旋測微器測量膜的厚度，采用電子萬能機測定其抗拉強度和斷后伸長率，拉伸速率為10 mm/min。實驗溫度為20～23 ℃，相對濕度為（50±4）%。

1.3.5 Z/C復合膜表面疏水性的測定

利用進樣器將5 μL去離子水滴豎直滴加于水平臺膜表面，通過JY-82A視頻接觸角測定儀記錄水滴下落過程，軟件拍照速率5 張/s，連續記錄10 s，采用軟件量角法測定接觸角大小。小于60°的接觸角為親水接觸角，大于60°的接觸角為疏水接觸角。

1.3.6 Z/C復合膜水蒸氣透過率的測定

根據GB 1037—1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法 杯式法》[20]，采用“擬杯子法”，將復合膜裁成有效直徑為10 mm的圓片，將其密封在含10 g無水CaCl2測試杯上，置于相對濕度90%、溫度25 ℃的環境中96 h，每隔24 h，稱量杯子的質量，膜的水蒸氣透過率（water vapor penetration，WVP）計算見式（1）。

式中：WVP為水蒸氣透過率/（g·m/（m2·h·Pa））；t為測量時間/h；L為復合膜厚度/m；ΔP內外水蒸氣壓強差/Pa；S為復合膜的測試面積/m2；Δm為水蒸氣遷移質量/g。純水在25℃時的飽和蒸氣壓為3.167 1 kPa。

1.3.7 Z/C復合膜微觀結構觀察

用液氮將復合膜脆斷成2 mm×2 mm的碎片，用鑷子固定到樣品臺上，噴金鍍膜處理5 min，真空度為200 Pa，加速電壓為20 kV，觀察復合膜的表面和橫斷面結構，放大倍數為5 000。

1.3.8 Z/C復合膜抗菌性分析

將牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、氯化鈉5 g、瓊脂粉20 g溶于1 000 mL蒸餾水中，高溫高壓蒸汽滅菌（＞121 ℃）20 min，配制成固體培養基。大腸菌群常作為飲水、食物或藥物的衛生學標準，本實驗選取大腸桿菌作為實驗菌種，評價復合膜抗菌性能。將大腸桿菌接種于固體培養基中，于相對濕度40%、27 ℃條件下活化24 h，使菌種進入穩定的對數生長期。取一滿環于10 mL無菌生理鹽水中，漩渦振蕩均勻，形成菌懸液。經無菌固體培養基重新融化，降溫至50 ℃左右后倒入培養皿中，待重新凝固，加入0.1 mL菌懸液，用涂布器涂勻。用鑷子將直徑0.6 cm的復合膜試樣輕貼于培養基表面，在相對濕度40%、27 ℃條件下，培養箱中培養24 h。通過測量抑菌圈直徑大小評價抑菌性能的強弱[21]。

1.4 數據統計分析

采用SPSS統計分析軟件進行各試樣間差異性分析，每個試樣測3 次，取其平均值，結果表示為±s。

2 結果與分析

2.1 玉米醇溶蛋白/殼聚糖/醋酸/乙醇復合溶液黏度及電導率

圖1 殼聚糖質量分數對復合溶液黏度與電導率的影響Fig. 1 Effect of different chitosan concentrations on viscosity and electronic conductivity of mixed solutions

由圖1可知，未添加殼聚糖的復合溶液黏度較低，隨著殼聚糖質量分數的增加，復合溶液黏度增加。這是因為殼聚糖鏈段本身為高分子長鏈線性結構，含有大量的羥基和氨基等親水性功能基團，在酸性條件中具有較好的黏性、膠凝性[22]。在攪拌過程中殼聚糖鏈段舒展、取向、重新與玉米醇溶蛋白分子鏈間相互纏結，黏度增加，新的有序聚集導致鏈段的剛性增加，鍵合增多[23]，通過交聯作用形成網絡結構。由于黏度受脫乙酰度、濃度、溫度等因素影響，所以復合溶液黏度隨殼聚糖質量分數呈正相關。殼聚糖的加入改變溶液中水分分布，進而影響玉米醇溶蛋白的空間構象與促進玉米醇溶蛋白分子極性基團的暴露，對成膜后性質穩定性有積極作用。合適的黏度、流動性也有利于膜形成過程中結構的均勻與性質的穩定。

由圖1還可知，未添加殼聚糖的復合溶液具有一定電導率，添加殼聚糖后電導率明顯增加，但隨殼聚糖質量分數的增加，電導率趨于平穩。溶液中，玉米醇溶蛋白分子側鏈氨基酸能兩性解離，暴露出—COO-與—NH3+，在pH 5的環境中，蛋白膠束整體呈正電性，因此具有一定電導率。因為殼聚糖含有大量堿性氨基，在酸性溶液中，殼聚糖鏈段氨基質子化形成—NH3+，能明顯提高溶液總電荷數量。但隨著殼聚糖質量分數的成倍增加，殼聚糖分子間、玉米醇溶蛋白分子間、殼聚糖與玉米醇溶蛋白分子間靜電作用導致表面電荷減少，且高濃度溶液離子間相互作用也影響線性關系[24]，導致復合溶液電負性未成倍增加，最終趨于平穩。復合膜形成過程中溶液的電負性強可以減輕溶劑蒸發與復合膜形成過程中由于極性變化而造成的變性聚集、析出、在表面堆簇等狀況，有利于復合膜保持穩定。

2.2 Z/C復合膜性質

2.2.1 機械特性

由圖2可知，傳統玉米醇溶蛋白膜脆性較大，易斷裂，當殼聚糖質量分數較少時，復合膜整體機械性質沒有提高，但隨著殼聚糖質量分數的進一步增加，Z/C膜的抗拉強度與斷后伸長率成上升趨勢。當殼聚糖質量分數為8%時，斷后伸長率提高到6.67%，整體機械性質較好。2%殼聚糖的Z/C復合膜機械性質較差，原因可能是殼聚糖質量分數過少，在靜電斥力作用下，玉米醇溶蛋白分子與殼聚糖鏈段間分布呈現不均勻性，分子間作用力以蛋白分子間相互作用為主，少部分蛋白與多糖相結合，導致在同一橫斷面上分布不均勻，在拉伸過程中產生應力集中，抗拉強度較低。當殼聚糖質量分數逐漸增加后，殼聚糖的鏈段與玉米醇溶蛋白分子鏈充分纏結，此時以蛋白與多糖基團間交互作用為主，交聯形成的網絡狀結構分布均勻，致使整體上Z/C復合膜機械性能有所提高，并且殼聚糖本身的水凝膠特質使其形成的薄膜網絡結構能保持更多水分，復合膜中水分起到一定塑化作用[25]，對機械性能有積極作用。因此，添加適當質量分數殼聚糖可以改善復合膜作為食品包材的機械性質，尤其是對包材的塑性有顯著提高作用。

2.2.2 表面疏水性

圖3 殼聚糖質量分數對Z/C復合膜表面接觸角大小的影響Fig. 3 Effect of different chitosan concentrations on contact angle of composite fi lms

表面接觸角大小是評價材料疏水性的良好指標。由圖3可知，玉米醇溶蛋白膜本身的表面疏水性較強，接觸角大小為（65.97±3.36）°，而殼聚糖膜雖然本身含大量—OH、—NH2等極性基團，具有較好的吸水保水能力，但形成殼聚糖膜時表面分子鏈段中極性基團分布比本體的低，形成表面疏水層，加之膜表面過于光滑，造成接觸角度較大[26]。復合后復合膜表面疏水程度降低，最低為（53.61±4.07）°，因為親水物質的加入與酸性的環境在一定程度上引起蛋白的空間結構的重新排列，促使玉米醇溶蛋白極性基團的暴露程度增加，殼聚糖鏈段親水基團與玉米醇溶蛋白側鏈親水基團兩者相互促進，形成了親水基團朝外且均勻分布的聚集體，因此Z/C復合膜表面粗糙度減小，整體有向親水性方向轉變的變化趨勢。

2.2.3 水蒸氣透過率

圖4 殼聚糖質量分數對Z/C復合膜水蒸氣透過率的影響Fig. 4 Effect of different chitosan concentrations on water vapor transmission rate of composite fi lms

水蒸氣透過復合膜分為吸附、擴散、解析3 個步驟，與原料的親/疏水性、空間結構、厚度、蒸氣壓差關系密切[27-28]。各復合膜樣品的厚度均為（0.10±0.03） mm，雖然殼聚糖分子本體含有較多的親水基團，但由于在成膜過程中，大部分親水基團被包裹于材料內部，造成了材料的表面疏水性較強，因此對空氣中水分阻水性能較好，且內部保水能力較強，加之其表面結構光滑致密，造成水蒸氣難以透過復合膜。由圖4可知，玉米醇溶蛋白膜與殼聚糖膜的水蒸氣透過率較小，而Z/C復合膜的透濕性整體增加。一方面是因為殼聚糖的加入使Z/C復合膜表面的活性親水基團數目增多，復合膜的表面親水性有所提高，因此對水的吸附能力增強，導致復合膜兩側水蒸氣壓力差增加；另一方面是因為在酸性環境中，蛋白分子與多糖分子均攜帶正電荷，在靜電斥力作用下，Z/C復合膜的網絡狀結構較玉米醇溶蛋白膜松散，甚至有孔洞存在，并且隨殼聚糖質量分數的增加，靜電斥力增加，在水分從高濕度向低濕度傳遞的過程中，促進水分滲透的間隙通道暢通，導致隨著殼聚糖濃度的增加，水蒸氣透過率緩慢增加的趨勢。因此，Z/C復合膜在保鮮及保持水果外皮光澤等透濕性包裝材料中具有應用潛力。

2.2.4 微觀結構觀察

圖5 SEM觀察玉米醇溶蛋白膜、5%Z/C復合膜的表面與斷面結構Fig. 5 SEM images of the surface and cross-section of zein fi lms and 5% Z/C composite fi lms

從圖5可以看出，由于未加塑化劑，玉米醇溶蛋白膜表面粗糙，有大片層狀裂痕，斷面成片層狀，內部有部分蛋白顆粒堆積現象，整體不均勻。受其微觀結構影響，玉米醇溶蛋白膜整體機械性質較差。而Z/C復合膜表面未出現表面裂痕，斷面處片層結構明顯減少，說明復合有利于機械性質的提高，但出現了少許孔洞，可能因為較高濃度復合溶液的黏度較大，微量氣體滯留溶液內部，難以消泡完全，或是乙醇與水相溶劑蒸發速率不一造成的孔隙，對透氣性與均勻性產生影響。整體上，添加殼聚糖可以起到一定程度“交聯劑”作用，使蛋白與多糖基團交聯形成新的網絡狀結構，使親水基團在表面暴露的數目增加，流延所成復合膜表面與斷面表現出更光滑與均一的結構，這有利于材料向親水性方向轉變，又不至使材料過于親水而影響其在食品包材方面的應用。

2.3 Z/C復合膜抗菌性

表1 復合膜抗菌性的比較Table 1 Effect of different chitosan concentrations on antibacterial activity of composite fi lms

抗菌包裝作為抑制微生物生長，延長食物保質期的新方法，成為近年來的研究熱點。由表1可知，玉米醇溶蛋白膜不具抗菌性，其周圍細菌繁殖旺盛，是細菌良好的營養來源。殼聚糖膜遇水易溶解，溶化流延處有較強抗菌性，但由于其在實驗過程中外觀形貌嚴重不穩定，所以難以單獨成為抗菌食品涂敷材料或包材。Z/C復合膜放置點周圍出現了明顯的圓形抑菌圈，并隨殼聚糖的質量分數增加先增大后減小，說明Z/C復合膜能對微生物生長繁殖有明顯的抑制作用，Z/C復合膜中的天然抗菌活性物質能夠在細胞表面形成一層不通水聚合物層[29]，防止重要營養物質的運輸，導致細胞缺乏營養。隨殼聚糖質量分數的增加，復合膜表面電負性明顯增加，通過靜電引力將表面帶負電荷的大腸桿菌吸附在Z/C復合膜表面[30]，Z/C復合膜攜帶的正電荷與微生物細胞膜上所帶的負電荷發生相互作用，導致細胞通透性發生巨大變化，細胞內蛋白與其他物質的泄露。總之，殼聚糖的添加使玉米醇溶蛋白膜新增了抗菌特性，同時良好地保持原有材料形貌不受破壞，因此Z/C復合膜在食品的抗菌保鮮的涂覆與包材及延長食品保質期等方面具有應用潛力。

3 結 論

相比玉米醇溶蛋白膜，適當添加殼聚糖使得Z/C復合膜在表面親水性、力學性質方面有所提高，在未加塑化劑條件下，復合表面依然光滑、均一，殼聚糖在其中起到一定程度增塑作用，又避免了復合膜表面過于潤濕而影響應用廣度。相較復合其他物質，復合殼聚糖可以提高Z/C復合膜電負性，具備較強抗菌特性，這一特點在制備具有一定響應性的食品抗菌保鮮包材、生物相容性醫學材料、控釋膠囊壁材及靜電紡絲等方面具有很大潛力。

參考文獻：

[1] 趙華, 張英華, 陶靜. 玉米醇溶蛋白提取及其對酒精發酵的影響[J].釀酒科技, 2006(9): 30-36. DOI:10.13746/j.njkj.2006.09.005.

[2] 宋葉萍, 謝軍軍, 姚雅君, 等. 玉米醇溶蛋白的電紡研究進展[J]. 高科技纖維與應用, 2008, 33(1): 38-42. DOI:10.3969/ j.issn.1007-9815.2008.01.008.

[3] LOEWIK D W P M, HEST J C M V. Peptide-based amphiphiles[J]. Chemical Society Reviews, 2004, 33(4): 234-245. DOI:10.1002/ chin.200432295.

[4] CABRA V, ARREGUIN R, VAZQUEZDUHALT R, et al. Effect of alkaline deamidation on the structure, surface hydrophobicity, and emulsifying properties of the Z19 α-zein[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(2): 439-445. DOI:10.1021/jf061002r.

[5] HERNANDEZ-IZQUIERDO V M, KROCHTA J M. Thermoplastic processing of proteins for film formation: a review[J]. Journal of Food Science, 2008, 73(2): R30-R39. DOI:10.1111/j.1750-3841.2007.00636.x.

[6] LUO Yangchao, WANG Qin. Zein-based micro- and nano-particles for drug and nutrient delivery: a review[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2014, 131(16): 1107-1117. DOI:10.1002/app.40696.

[7] 羅華麗, 魯在君. 殼聚糖作為藥物載體的緩釋機理的研究進展[J].天中學刊, 2006, 21(2): 38-40.

[8] 王志亮. 殼聚糖: 海藻酸鈉聚電解質復合膜的制備及性能研究[D].北京: 北京化工大學, 2014: 19-22.

[9] DEVI M P, SEKAR M, CHAMUNDESWARI M, et al. A novel wound dressing material-fibrin-chitosan-sodium alginate composite sheet[J]. Bulletin of Materials Science, 2012, 35(7): 1157-1163. DOI:10.1007/s12034-012-0404-5.

[10] ARANAZ I, HARRIS R, NAVARRO-GARC?A F, et al. Chitosan based fi lms as supports for dual antimicrobial release[J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 146(1): 402-410. DOI:10.1016/j.carbpol.2016.03.064.

[11] 黃盛東, 陳松, 李思東. 殼聚糖抗菌活性研究進展[J]. 廣州化工, 2014, 42(24): 7-9.

[12] 周群飛, 敖寧建. 殼聚糖創傷敷料膜的研究與應用進展[J]. 高分子通報, 2013, 64(8): 68-75.

[13] 周三九. 殼聚糖淀粉抗菌復合膜的性能優化及保鮮效果評價[D]. 哈爾濱: 黑龍江大學, 2015: 11-15.

[14] LUO Y, WANG Q. Recent development of chitosan-based polyelectrolyte complexes with natural polysaccharides for drug delivery[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2014, 64(2): 353-367. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2013.12.017.

[15] 劉君, 陳野, 周淑紅, 等. 異丙醇濃度對流延法成型玉米醇溶蛋白膜性質的影響[J]. 現代食品科技, 2013, 29(5): 961-964. DOI:10.13982/ j.mfst.1673-9078.2013.05.055.

[16] GU Luping, WANG Miao, ZHOU Jingwen. Effects of protein interactions on properties and microstructure of zein-gliadin composite films[J]. Journal of Food Engineering, 2013, 119(2): 288-298. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2013.05.022.

[17] WANG Le, XIAO Man, DAI Shuhong, et al. Interactions between carboxymethyl konjac glucomannan and soy protein isolate in blended films[J]. Carbohydrate Polymers, 2014, 101(1): 136-145. DOI:10.1016/j.carbpol.2013.09.028.

[18] 劉佳, 孫淑香, 王岸娜, 等. 蛋白質與多糖相互作用研究進展[J]. 糧食與油脂, 2012, 23(9): 1-5.

[19] 何素文. 靜電紡絲納米纖維形態影響因素的分析與驗證[D]. 上海:東華大學, 2011: 54-55.

[20] 化學工業部. 塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法 杯式法: GB1037—1988[S]. 北京: 中國標準出版社, 1988.

[21] 丁克毅, 王虹霞, 劉軍, 等. 果膠/殼聚糖抗菌膜結構及性能分析[J]. 西南民族大學學報(自然科學版), 2014, 40(5): 680-685. DOI:10.3969/j.issn.1003-4271.2014.05.08.

[22] HE Suwen, LI Shanshan, HU Zuming, et al. Effects of three parameters on the diameter of electrospun poly (ethylene oxide) nanofibers[J]. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2011, 11(2): 1052-1059. DOI:10.1166/jnn.2011.3080.

[23] LUO Yangchao, ZHANG Boce, CHENG Wenhsing, et al. Preparation, characterization and evaluation of selenite-loaded chitosan/TPP nanoparticles with or without zein coating[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 82(3): 942-951. DOI:10.1016/j.carbpol.2010.06.029.

[24] MAHMOUD R, SAVELLO P A. Mechanical properties of and water vapor transferability through whey protein films[J]. Journal of Dairy Science, 1992, 75(4): 942-946. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(92)77834-5.

[25] WANG Qin, PADUA G W. Properties of zein fi lms coated with drying oils[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(9): 3444-3448. DOI:10.1021/jf047994n.

[26] 尹詩衡. 角膜修復材料表面等離子體改性與表面性能研究[D]. 廣州: 華南理工大學, 2012: 46-51.

[27] TANG Chuanhe, JIANG Yan, WEN Qibiao, et al. Effect of transglutaminase treatment on the properties of cast films of soy protein isolates[J]. Journal of Biotechnology, 2005, 120(3): 296-307. DOI:10.1016/j.jbiotec.2005.06.020.

[28] 傅明連, 鄭炳云, 陳彰旭, 等. 羧甲基纖維素/殼聚糖高吸水性樹脂的制備與性能[J]. 莆田學院學報, 2012, 19(5): 75-78.

[29] ALONSO D, GIMENO M, OLAYO R, et al. Cross-linking chitosan into UV-irradiated cellulose fi bers for the preparation of antimicrobialfinished textiles[J]. Carbohydrate Polymers, 2009, 77(3): 536-543. DOI:10.1016/j.carbpol.2009.01.027.

[30] ALISHAHI A, A?DER M. Applications of chitosan in the seafood industry and aquaculture: a review[J]. Food and Bioprocess Technology, 2012, 5(3): 817-830. DOI:10.1007/s11947-011-0664-x.

Preparation and Properties of Antibacterial Zein/Chitosan Composite Film

CHEN Guiyun, QU Liangfan, ZHAO Yu, CHEN Ye*
(Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, Ministry of Education, College of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)

Zein/chitosan composite films were prepared by casting after addition of zein to chitosan/acetic acid/ethanol mixed systems containing different concentrations of chitosan (CS) in order to improve the mechanical and hydrophilic properties of zein film. The effect of CS concentration on physicochemical properties and antibacterial activity of zein/ chitosan composite fi lms was investigated. Results indicated that the viscosity and conductivity of mixed solutions showed step-like changes with increasing CS concentration from 2% to 8%, and the properties of composite fi lms were markedly affected by addition of CS, leading to an increase in elongation at break from 1.00% to 6.67%, a reduction in contact angle from 65.97° to 53.61°, and an elevation in water vapor transmission rate from 5.23 to 9.16 g·m /(m2·h·Pa). Scanning electron microscope observation indicated the composite fi lms showed a smooth and homogeneous surface. Furthermore, the composite fi lms possessed potent antibacterial activity against Escherichia coli.

zein; chitosan; microstructure; antibacterial

10.7506/spkx1002-6630-201715010

TQ321.4

A

1002-6630（2017）15-0058-05

陳桂蕓, 曲亮璠, 趙宇, 等. 抗菌性玉米醇溶蛋白/殼聚糖復合膜的制備與性質[J]. 食品科學, 2017, 38(15): 58-62. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201715010. http://www.spkx.net.cn

CHEN Guiyun, QU Liangfan, ZHAO Yu, et al. Preparation and properties of antibacterial zein/chitosan composite fi lm[J]. Food Science, 2017, 38(15): 58-62. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201715010. http://www.spkx.net.cn

2016-07-01

國家自然科學基金面上項目（31271974）

陳桂蕓（1992—），女，碩士研究生，研究方向為植物蛋白凝膠機理。E-mail：aliyychen@163.com

*通信作者：陳野（1968—），男，教授，博士，研究方向為農產品加工及貯藏。E-mail：chenye@tust.edu.cn