黑豆皮乙醇提取物/玉米淀粉/卡拉膠復合膜的物化性質及生物活性表征

楊麗，李子鈺，張福娟，杜國軍，孫敬明，王存堂*

1(齊齊哈爾大學 食品與生物工程學院，黑龍江 齊齊哈爾，161006)2(朝陽師范高等專科學校 生化工程系，遼寧 朝陽，122000)

隨著包裝技術的不斷發展，人們愈發注意到塑料包裝所帶來的危害。傳統的塑料包裝難于降解，容易造成白色污染，且塑料包裝在一定條件下還容易分解出有害物質，影響人體健康。因此，開發以天然聚合物為基礎的環保型包裝材料以代替傳統的塑料包裝已經成為當下的研究熱點。在眾多的天然聚合物之中，玉米淀粉(corn starch, CS)資源豐富，造價低廉，經糊化后具有成膜性，且無毒無害，易于降解，具備開發可降解包裝的潛力。然而，玉米淀粉單一膜在機械性能等方面有所欠缺，耐水性較差，因此，可以混入增強劑來改善玉米淀粉膜的機械性能。

卡拉膠(carrageenan, CA)主要來源于藻類，是一種由部分硫化半乳聚糖組成的線性鏈的水溶性聚合物，在食品膠凝、乳化和增稠等方面具有廣泛應用。此外，卡拉膠還具有優良的凝膠性和高黏度特性，具有良好的成膜性能，與淀粉共混，可改善淀粉膜的機械性能[1]。SANDHU等[2]將珍珠米淀粉和卡拉膠共混制備復合膜，發現卡拉膠的加入可提高薄膜的抗拉強度，降低水蒸氣透過率，對薄膜的物理學性能有所改善。然而，淀粉卡拉膠復合膜在生物活性方面有所欠缺，因此，可以引入天然活性劑來改善復合膜的抗氧化及抑菌性能，以便擴大復合膜的應用范圍。

黑豆為一年生草本豆科植物，富含多種營養物質。相比其他豆類植物，黑豆具有更多的酚類化合物，而這些酚類化合物主要集中在黑豆的表皮中。YUAN等[3]以蝦殼廢蛋白為基材，與黑豆皮提取物共混制備復合膜，發現黑豆皮提取物可改善薄膜的抗氧化活性。WANG等[4]將黑豆皮提取物添加到殼聚糖薄膜中，發現制備出的復合膜具有pH響應作用，且改善了復合膜的抗氧化活性。然而，目前對于將黑豆皮提取物與玉米淀粉和卡拉膠共混，制備復合膜的研究還鮮有報道。

因此，本文以玉米淀粉為基材，卡拉膠為增強劑，與黑豆皮乙醇提取物(ethanol extract of black soybean coat, EBSC)共混，制備復合膜，從物化性質及生物活性2個方面探討EBSC對CS/CA復合膜的影響，為玉米淀粉膜的生產及應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑豆、豬板油，齊齊哈爾市瀏園市場；食品級卡拉膠，青島德慧海洋生物技術有限公司；玉米淀粉，黑龍江玉鳳玉米開發有限公司；牛肉膏、胰蛋白胨(生化試劑)，北京奧博星生物技術有限公司；金黃色葡萄球菌(ATCC29213)、大腸桿菌(ATCC25922)，齊齊哈爾大學食品與生物工程學院；其他化學試劑(分析純)，天津凱通化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

2.5 L freezePrysystem型真空冷凍干燥機，美國Labconco公司；Gemini 300型掃描電子顯微鏡，德國Carl Zeiss公司；Spectrum-100型紅外光譜儀，美國PerkinElmer公司；Ultima IV型X-射線衍射儀，日本理學株式會社；UPG-722可見分光光度計，北京優譜通用科技有限公司；TA.XT plus型質構儀，英國Stable Micro System公司；Q20型差示掃描量熱儀，美國TA公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 EBSC的制備

將黑豆置于清水中浸泡24 h后，去皮。將剝好的黑豆皮放置于通風處自然晾干。取處理好的黑豆皮100 g進行粉碎，加入70%的(體積分數)乙醇200 mL，在25 ℃下浸提12 h。將浸提液在6 000 r/min 下離心10 min，取上清液備用。將沉淀物重復浸提、離心操作，合并2次離心上清液。將上清液轉移到旋轉蒸發器中，置于50 ℃下進行濃縮，再將濃縮液冷凍干燥得到黑豆皮乙醇提取物(得率為9.24%)，貯藏于4 ℃冰箱中備用。

1.3.2 EBSC/CS/CA復合膜的制備

取一定質量的玉米淀粉，加入蒸餾水配制成質量分數為3%的玉米淀粉懸濁液，在90 ℃下糊化30 min。加入30%的卡拉膠(質量分數,卡拉膠/淀粉干基)，繼續在90 ℃下加熱攪拌30 min。分別加入1%、3%、5%的黑豆皮提取物(質量分數,提取物/淀粉干基)，繼續攪拌30 min，加入25%的甘油(質量分數,甘油/淀粉干基)，繼續在90 ℃下加熱攪拌30 min，并用熱水補足蒸發掉的水分。將溶液在80 ℃下超聲30 min以除去氣泡，制得復合膜液。將直徑為120 mm的聚乙烯環固定在鋪有離型紙的玻璃板上，將25 g膜液傾倒在聚乙烯環內，在40 ℃下烘干12 h，揭膜，置于25 ℃ 相對濕度為56.8%(NaBr飽和溶液)的干燥器中，平衡72 h后測定薄膜的各項指標。

1.3.3 厚度的測定

參照GB/T 6672—2001的方法略作修改，用螺旋測微計(測量精度為0.001 mm)在薄膜上隨機選取10個點測其厚度，計算平均值作為膜的厚度。在計算膜透明度、機械性能、水蒸氣透過率時，均采用厚度平均值。

1.3.4 色澤的測定

采用色差計測定薄膜樣品的L*值(亮度)、a*值(紅/綠)和b*值(黃/藍)。測量前，采用標準板校準(L*=103.98，a*=-5.80，b*=9.25)，每種樣品測量3次，結果取平均值。

1.3.5 不透明度的測定

參照SUKHIJA等[5]方法略作修改，將薄膜樣品剪切成10 mm×45 mm的矩形，緊貼于空比色皿內壁，空比色皿作為參比，在600 nm處測定樣品吸光度值，每種樣品測量3次，結果取平均值。不透明度的計算如公式(1)所示：

(1)

式中：A600，600 nm下吸光度值；X，薄膜厚度，mm。

1.3.6 掃描電子顯微鏡

將復合膜樣品剪裁成4 cm×6 cm的長方形，利用液氮脆斷。采用Gemini 300型掃描電子顯微鏡進行顯微掃描，掃描電壓2.00 kV，電流64.0 μA。觀察并拍照薄膜的表面和截面。

1.3.7 傅里葉變換紅外光譜的測定

將平衡干燥后的薄膜置于ATR附件上，測試溫度為25 ℃，波數4 000～650 cm-1，分辨率為4 cm-1，掃描次數為32次。

1.3.8 X射線衍射分析

采用Cu靶，石墨單色器，測試參數為：電壓為45 kV、電流為20 mA，掃描范圍為5°～80°(2θ)，掃描速率為2 °/min。

1.3.9 力學性能的測定

薄膜的力學性能參考MU等[6]方法略作修改。將薄膜裁剪成6 cm×2 cm的矩形，測試速度2 mm/s，初始夾距20 mm。測量薄膜樣品的拉伸強度(MPa)及斷裂伸長率(%)，每種樣品測量3次，結果取平均值?？ɡz薄膜的力學性能的計算如公式(2)、公式(3)所示：

(2)

式中：Ts，拉伸強度，MPa；Fmax，膜斷裂時最大負載，N；S，膜橫截面積，mm2。

(3)

式中：l1，膜拉伸后長度，mm；l0，膜初始長度，20 mm。

1.3.10 水蒸氣透過率的測定

參照郭開紅等[7]的擬杯子法，并略作修改。將10 g無水CaCl2置于鼓風干燥箱中，在110 ℃下烘干2 h，并放置在35 mm×90 mm的稱量瓶中，將制備好的薄膜樣品覆蓋在稱量瓶口，密封，放入底部裝有蒸餾水的干燥器中。每隔24 h稱取稱量瓶的質量，連續測量10 d。每種樣品測量3次，結果取平均值。薄膜的水蒸氣透過率的計算如按公式(4)所示：

(4)

式中：W，薄膜密封后稱量瓶總質量，g；t，時間，d；A，薄膜透水面積，m2；X，薄膜厚度，mm；ΔP，薄膜兩側水蒸氣壓力差，1.583 kPa。

1.3.11 熱力學性質

熱穩定性分析采用差示掃描量熱法，參照徐晶[8]的方法，并略作修改。稱取4 mg經干燥器干燥后的薄膜樣品，密封于鋁坩堝中，以空鋁坩堝為參比，以氮氣為保護氣，保護氣流量為20 mL/min。升溫速率為10 ℃/min，在溫度20～250 ℃進行差式掃描量熱分析。

1.3.12 總酚含量

復合膜的總酚含量測定采用福林酚比色法，參考王麗巖[9]的方法并略作修改。將125 mg的薄膜樣品放入15 mL的蒸餾水中浸泡24 h，獲得薄膜浸泡液。向50 mL錐形瓶中依次加入0.1 mL薄膜浸泡液、7 mL 蒸餾水和0.5 mL福林酚并輕輕搖晃，靜置8 min后，再依次加入1.5 mL 10%(質量分數)的碳酸鈉溶液和0.9 mL蒸餾水，將復合液放入暗室中避光2 h，然后用紫外分光光度計在765 nm處測定混合液的吸光度。配制一系列質量濃度在0～15 μg/mL的沒食子酸(gallic acid equivalents，GAE)水溶液，并按上述步驟測定其在765 nm處的吸光度，以沒食子酸水溶液的質量濃度為橫坐標，以其在765 nm處的吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，得到y=0.117x+0.017 1的方程(R2=0.999 5)。依照此方程，利用測得的復合膜浸泡液在765 nm處的吸光度計算總酚含量。樣品的總酚含量表示成毫克GAE當量每克干物質(dry weight,DW)，即mg GAE/g DW。每種樣品測量3次，結果取平均值。

1.3.13 體外抗氧化性能的測定

將10 mg薄膜樣品與甲醇DPPH溶液(0.2 mmol/L，1.5 mL)混合。將混合液放入暗室反應在室溫下避光30 min，然后用紫外分光光度計在517 nm處測定混合液的吸光度，甲醇DPPH溶液作為對照[10]。每種樣品測量3次，結果取平均值。自由基清除率的計算如公式(5)所示：

(5)

式中：k，自由基清除能力，%；Ac，對照組的吸光度；As，樣品的吸光度。

將10 mg薄膜樣品與ABTS陽離子自由基工作液混合，室溫下避光6 min，用紫外分光光度計在734 nm 處測定混合液的吸光度，以醋酸緩沖溶液代替提取物樣品溶液作為空白對照[11]。每種樣品測量3次，結果取平均值。自由基清除率的計算如公式(5)所示。

1.3.14 油脂抗氧化性能的測定

將5 g固體豬油包裹于薄膜上，將薄膜進行熱封，置于60 ℃的鼓風干燥箱中加速氧化。每隔24 h定時取樣，按GB 5009.227—2016中的方法測定其過氧化值(peroxide value, POV)值，連續測定7 d。每種樣品測量3次，結果取平均值。

1.3.15 抑菌性的測定

參照PELISSARI等[12]方法，并略作修改。將擴培好的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌用無菌生理鹽水稀釋10倍，作為初始菌液。用取樣器將薄膜樣品剪裁成直徑為7 mm的圓片，紫外線滅菌后，分別放入含有0.1 mL目標菌液的培養基中，置于(37±1) ℃的恒溫培養箱中培養24 h。用游標卡尺測量薄膜抑菌圈的直徑，根據抑菌圈的大小來判定薄膜的抑菌活性。每種樣品測量3次，結果取平均值。

1.4 數據處理

實驗結果用均值±標準差表示，通過軟件SPSS 25 系統中的Duncan′s進行差異顯著性分析，采用Origin 8.0軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 光學性質

天然聚合物包裝材料的光學性質對消費者的可接受程度具有很大的影響。EBSC/CS/CA復合膜的光學性質如表1所示。未添加EBSC的CS/CA復合膜無色透明，而隨著EBSC添加量的增加，復合膜的a*值、b*值和不透明度逐漸增大，而復合膜的L*值逐漸降低，表明復合膜的顏色逐漸加深，亮度逐漸降低。黑豆皮中富含花色苷等活性成分，這些成分使得EBSC呈現出紫紅色。而當EBSC的添加量逐漸增大，含有花青素等活性成分的復合膜顏色也逐漸加深，亮度降低。

研究表明，薄膜不透明度的增大可使食品減少或免受紫外線及可見光的照射，從而抑制氧化，提高食品品質[13]。未添加EBSC的復合膜的光學性能較差，對可見光的阻隔性能較弱。當添加了EBSC后，復合膜的光學性能得到顯著改善，且不透明度隨著EBSC添加量的增加而逐漸增大，表明復合膜對可見光的阻隔性能不斷提高。

表1 EBSC/CS/CA復合膜的光學性質Table 1 Optical properties of the EBSC/CS/CA composite films

2.2 微觀結構分析

利用掃描電子顯微鏡可進一步觀察探究膜的微觀結構以及與添加物之間的相互作用影響。EBSC/CS/CA復合膜表面和截面的掃描電鏡如圖1所示。CS/CA復合膜的表面和截面結構較為光滑，這是由于淀粉分子之間存在相互作用，所形成的薄膜結構較為致密，且玉米淀粉與卡拉膠之間具有較好的相容性。當添加了EBSC后，薄膜的表面開始變得粗糙，出現不溶性顆粒，且隨著添加量的增加，粗糙程度逐漸增加；與表面結構類似，薄膜的截面結構也隨著EBSC的出現而逐漸變得粗糙，表明EBSC與玉米淀粉及卡拉膠之間發生了相互作用，使得薄膜變得粗糙。這種現象的出現可能歸因于花青素在復合膜中的聚集[14]。

a～d依次為0%、1%、3%、5%(質量分數)EBSC/CS/CA復合膜表面；e～h依次為0%、1%、3%、5%(質量分數)EBSC/CS/CA復合膜截面圖1 EBSC/CS/CA復合膜的掃描電子顯微鏡圖像Fig.1 SEM images of the EBSC/CS/CA composite films

2.3 傅里葉變換紅外光譜分析

紅外光譜是指分子在紅外線照射下選擇性地吸收某些頻率后所形成的吸收譜帶。使用傅里葉紅外光譜進一步分析了EBSC與CS/CA復合膜之間的相互作用。圖2為EBSC/CS/CA復合膜在4 000～520 cm-1內的紅外光譜圖。對于CS/CA復合膜，3 304 cm-1處出現的峰為O—H的振動伸縮峰，在2 926 cm-1處出現的肩峰為C—H的伸縮振動峰；在1 645 cm-1附近有因淀粉無定形區域中吸附水的彎曲振動而引起的吸收峰出現。薄膜在1 150和1 104 cm-1處均出現吸收峰，此為淀粉C—O—C吡喃糖環骨架振動和C—C鍵吸收峰[15-16]。當添加EBSC后，復合膜的紅外光譜曲線并沒有發生較大的變化，這可能和EBSC的添加量有關。紅外光譜分析可以鑒別體系的氫鍵作用大小，其吸收峰的波數越大，說明氫鍵相互作用越弱[17]。而O—H的振動伸縮峰略向高波段移動，這可能是由于EBSC的加入在一定程度上抑制了淀粉分子間的重結晶現象，使得氫鍵的作用力變弱。

圖2 EBSC/CS/CA復合膜的傅里葉變換紅外光譜圖Fig.2 FTIR spectra of the EBSC/CS/CA composite films

2.4 X射線衍射分析

利用X-射線衍射可分析聚合物的結晶度。EBSC/CS/CA復合膜的X-射線衍射圖譜如圖3所示。其中，CS/CA復合膜在10.5°、17.7°、19.9°以及22.4°處出現衍射峰。淀粉復合膜在貯藏過程中，直鏈淀粉和支鏈淀粉會發生重結晶現象，而17.7°和19.9°的衍射峰和重結晶現象有關[18]。當加入了EBSC后，復合膜在10.5°處的衍射峰消失；隨著EBSC 添加量的增加，17.7°和22.4°處的衍射峰逐漸減小直至消失；當EBSC的添加量達到5%時，復合膜只在19.9°處顯示出了1個尖峰。這一結果表明EBSC的加入影響了復合膜的晶體結構，這歸因于EBSC中含有的多酚類物質與淀粉分子之間形成了氫鍵，影響了淀粉分子結構的有序性，抑制了重結晶的發生。淀粉的重結晶現象會使得淀粉制品在貯藏過程中逐漸變硬、發脆[19]，而EBSC的加入在一定程度上抑制了淀粉重結晶的發生，這對復合膜在貯藏過程中保持良好的機械性能具有積極作用。這與KOWALCZYK等[20]的研究結果相似。

圖3 EBSC/CS/CA復合膜的X-射線衍射光譜圖Fig.3 XRD spectra of the EBSC/CS/CA composite films

2.5 力學性能

機械性能是復合膜的一個重要屬性，通常由抗拉強度和斷裂伸長率2個指標來評定，其反映了復合膜的強度和柔韌性。在包裝、運輸及貯藏過程中，機械性能的優劣對于復合膜的完整性具有重要影響。EBSC/CS/CA復合膜的機械性能如圖4所示。當添加了EBSC后，復合膜的抗拉強度呈現出下降趨勢；當EBSC添加量為5%時，抗拉強度從原有的9.07下降為4.59 MPa。這表明EBSC的加入影響了原有淀粉的網絡結構。并且在前文中所提到的，在SEM的觀察中發現，隨著EBSC添加量的增加，復合膜表面會有少量的不溶性顆粒出現，從而影響了復合膜的致密性，使得抗拉強度下降。而當提取物添加量為1%和3%時，復合膜的抗拉強度變化并不顯著，這可能和EBSC的添加量有關。而復合膜的斷裂伸長率隨著EBSC添加量的增加而逐漸增加，這可能是由于黑豆皮中所富含的花色苷和槲皮素等化合物具有一定的增塑作用，使得復合膜的斷裂伸長率在一定的范圍內有所提高。

圖4 EBSC/CS/CA復合膜的力學性能Fig.4 Mechanical properties of the EBSC/CS/CA composite films

2.6 水蒸氣透過率

EBSC/CS/CA復合膜的水蒸氣透過率如圖5所示。當EBSC添加量為1%，復合膜的水蒸氣透過率最低，為0.697 g·mm/(m2·d·kPa)；當添加量為3%時，復合膜的水蒸氣透過率略有上升，但仍小于CS/CA復合膜；當添加量為5%時，復合膜的水蒸氣透過率繼續上升，達到1.198 g·mm/(m2·d·kPa)，結果大于CS/CA復合膜。這可能由于EBSC的強吸水性使得復合膜更容易吸附水分子，但EBSC的強吸水性不容易釋放水分子，從而導致水蒸氣透過率降低。然而，EBSC的加入也影響了復合膜結構的致密性，這又使得復合膜的水蒸氣透過率逐漸上升，當EBSC的添加量達到5%時，復合膜的水蒸氣透過率大于CS/CA復合膜。而OTHMAN等[21]的研究表明，添加了百里香酚的納米纖維素/玉米淀粉復合膜的水蒸氣透過率顯著增加，這種差異可能由于提取物的來源不同。

圖5 EBSC/CS/CA復合膜的水蒸氣透過率Fig.5 Water vapour permeability of the EBSC/CS/CA composite films

2.7 熱力學性質

差示掃描量熱法是通過測量物質與參比物之間的能量差隨溫度的變化關系來研究聚合物分子間的相互作用的1種技術。而復合膜的玻璃化轉變溫度能反映膜組分中分子運動的情況，其與復合膜組分分子結構有密切關系[8]。當聚合物分子運動受到束縛時，聚合物玻璃化轉變溫度上升，反之下降。并且，在1個二元復合膜體系中，差示掃描量熱曲線若只出現1個峰，且位于2個主體之間，則表明兩者之間具有良好的相容性[22]。

EBSC/CS/CA復合膜的差示掃描量熱如圖6所示。復合膜在20～250 ℃均出現1個峰，表明復合膜具有良好的相容性。添加了EBSC的復合膜的玻璃化轉變溫度低于CS/CA復合膜，且隨著EBSC添加量的增加，復合膜的玻璃化轉變溫度逐漸降低。添加了EBSC后，復合膜的分子鏈結構受到了影響，復合膜的玻璃化轉變溫度降低，表明復合膜中分子鏈的柔韌性變強。這一結果與斷裂伸長率所顯示出的結論一致。

圖6 EBSC/CS/CA復合膜的熱力學性質Fig.6 Thermodynamic properties of the EBSC/CS/CA composite films

2.8 總酚含量

黑豆皮中富含花色苷等酚類化合物，而多酚化合物的含量和抗氧化活性密切相關，因此，可通過總酚含量的測定來判斷物質的抗氧化性能，而福林酚試劑在堿性條件下可被酚類化合物還原呈現出藍色，因此福林酚比色法是測定總酚含量最常見的方法[23]。EBSC/CS/CA復合膜的總酚含量如圖7所示。當添加了EBSC后，復合膜的總酚含量顯著提高，當添加量為5%時，復合膜的總酚含量達到8.09 mg GAE/g DW。由此可見黑豆皮中富含酚類化合物，使得復合膜的總酚含量顯著提高，從而提高了復合膜的生物活性。

圖7 EBSC/CS/CA復合膜的總酚含量Fig.7 Total phenol content of the EBSC/CS/CA composite films

2.9 體外抗氧化性能分析

EBSC/CS/CA復合膜的自由基清除能力如圖8所示。加入了EBSC后，復合膜的自由基清除能力顯著提高，但EBSC的添加量為1%和3%的復合膜DPPH自由基清除率差異并不顯著，而復合膜的ABTS陽離子自由基清除率隨著EBSC添加量的增加而逐漸增加。當EBSC添加量達到5%時，復合膜的DPPH自由基清除率達到30.50%，而ABTS陽離子自由基清除率達到51.61%。EBSC中的多酚以花青素為主，其多羥基結構使花青素具有很強的供氫能力[24]。而EBSC中所富含的花青素可提供酚羥基來捕獲自由基，從而彌補了CS/CA復合膜在這方面的缺陷，提高了薄膜的生物活性。因此，將EBSC添加到復合膜中制備活性食品包裝膜可保護食品免受氧化損傷，延長食品貨架期。

圖8 EBSC/CS/CA復合膜的體外抗氧化性能Fig.8 Antioxidant properties in vitro of the EBSC/CS/CA composite films

2.10 油脂抗氧化分析

EBSC/CS/CA復合膜的抗油脂氧化性能如圖9所示。未經包裹的豬油在7 d內的氧化成度最為明顯，在第7天時，POV值達到2.61 g/100g。經復合膜包裹后，豬油樣品在7 d內的氧化程度明顯降低。其中，未添加EBSC的復合膜所包裹的豬油樣品在第7天時的POV值達到0.608 g/100g，高于添加了EBSC的復合膜；而隨著EBSC添加量的增加，豬油的氧化程度逐漸得到抑制，在第7天時，含有5% EBSC的復合膜所包裹的豬油的POV值最低，為0.306 g/100g。一方面復合膜對于氧氣起到了阻隔效果，降低了樣品與氧氣之間的接觸，另一方面，黑豆皮中所富含的花色苷可釋放出氫質子，清除鏈引發階段產生的自由基，達到抑制油脂氧化的效果。由此可見，EBSC的加入提高了復合膜抑制油脂氧化的能力，起到了一定的協同效果。

圖9 EBSC/CS/CA復合膜的油脂抗氧化性能Fig.9 Antioxidant Properties in axunge of the EBSC/CS/CA composite films

2.11 抑菌性分析

食源性病原體嚴重影響著食品品質安全和人體健康，因此，活性包裝薄膜應具備抑菌活性來保證食品不被微生物侵害。EBSC/CS/CA復合膜對大腸桿菌和金黃葡萄球菌的抑菌圈直徑如表2所示。CS/CA復合膜對大腸桿菌和金黃葡萄球菌幾乎不顯示抑制作用，當添加了EBSC后，復合膜的抑菌圈直徑顯著提高，并且隨著EBSC添加量的增加，抑菌圈的直徑逐漸增大，表明復合膜的抑菌活性得到了明顯改善。而復合膜對金黃葡萄球菌的抑菌圈直徑大于大腸桿菌，表明復合膜對革蘭氏陽性菌的抑菌效果優于革蘭氏陰性菌。這是由于2種受試菌的細胞結構不同，革蘭氏陽性菌的細胞壁結構更為簡單，而革蘭氏陰性菌的細胞壁除了肽聚糖和磷壁酸以外還具有1層脂多糖，因此革蘭氏陽性菌更容易受到抑菌劑的抑制作用。這與盧俊宇等[25]的研究結果一致。研究表明，EBSC中酚類化合物存在的不僅可以增加細胞膜的通透性，還可干擾微生物遺傳物質的合成，從而抑制微生物的生長改善CS/CA復合膜的抑菌性能[26]。

表2 EBSC/CS/CA復合膜對微生物的抑菌圈直徑Table 2 Diameter of bacteriostasis circle of the EBSC/CS/CA composite films

3 結論

本文探討了EBSC作為天然生物活性劑混入玉米淀粉/卡拉膠復合膜，對其物化性質及生物活性的影響。研究表明，EBSC的加入使得復合膜的顏色加深，不透明度增大；掃描電子顯微鏡顯示,EBSC的加入使得復合膜的表面及截面變得粗糙；紅外光譜和X-射線衍射結果表明,EBSC的加入可在一定程度上抑制淀粉的重結晶現象；隨著EBSC添加量的增加，復合膜的抗拉強度逐漸減小，斷裂伸長率逐漸增大，并影響了復合膜的水蒸氣透過率；差示掃描量熱法結果顯示,EBSC的加入降低了復合膜的玻璃化轉變溫度；生物活性方面，EBSC的加入提高了復合膜的抗氧化性能及抑菌性能，并對豬油的氧化起到了抑制作用。綜合來看，當EBSC添加量為5%時，雖然抗拉強度較弱，但斷裂伸長率較高，此時的復合膜具有較好的柔韌性，并且在生物活性方面表現較好。因此，EBSC的最佳添加量為5%，所制備的復合膜在食品包裝領域具有潛在的應用價值。