抗菌及抗氧化性米肽-壳聚糖膜的形成及姜黄素和纳米氧化锌的负载应用研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lcm2005
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由于姜黄素溶解度差、生物利用度低、化学不稳定和易光降解等,其在食品中的应用受到限制。薄膜是一种有效生物活性分子的运载体系。可食用薄膜作为活性物质运载体系已成为食品领域的研究热点,其中多糖和蛋白质是最常用的材料。然而,高亲水性和缺乏机械强度阻碍了它们在食品工业中的使用。因此,本研究以大米蛋白肽和壳聚糖为成膜基质,探究了壳聚糖分子量对复合薄膜各项性能的影响并用于负载姜黄素。此外,尝试采用京尼平和纳米纤维素晶体改性薄膜,探究了改性方式对复合膜性能的影响。研究结果如下:1.探讨壳聚糖分子量(0.8-1.0、30、100、300 kDa)对米肽-壳聚糖复合膜性质的影响,并将姜黄素负载于复合膜中,提高其生物利用率同时增强复合膜生物活性。结果发现随着壳聚糖分子量(<100 kDa)的增加,复合膜的水分含量、溶解度和水蒸气透过率略有下降,而其拉伸强度随之增加。所有复合膜都表现出良好的延展性,其中最高可达204.08%。壳聚糖分子量对米肽-壳聚糖复合膜的热稳定性有一定影响。壳聚糖分子量越低,复合膜的抗氧化活性越高。当壳聚糖分子量为30 kDa时,复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显的抑制作用。负载姜黄素后,复合膜的抗菌性和抗氧化活性显著提高。其中负载姜黄素的复合膜的DPPH清除率高达80%。本研究阐明了壳聚糖分子量对米肽-壳聚糖复合膜的影响并成功运载姜黄素,进一步提高了复合膜的生物活性。2.通过不同浓度京尼平交联米肽-壳聚糖制备复合膜用于负载姜黄素。京尼平交联后的米肽-壳聚糖复合物的电位增大。随着京尼平浓度从0.2 mg/g提高到1.0 mg/g,米肽-壳聚糖复合物的粒径先减小后增大。京尼平可以降低复合膜的水蒸气透过率。当京尼平浓度为0.4 mg/g时,复合膜的水分含量和水蒸气透过率最低。此外,京尼平的加入还可以增加复合膜的机械伸长率、断裂拉伸力和热稳定性。由于京尼平与抗氧化肽的相互作用,交联复合膜的DPPH清除率有所降低。姜黄素的加入可提高复合膜的抗氧化活性和抗菌能力。负载姜黄素的复合膜对金黄色葡萄球菌的抑制率高于大肠杆菌。3.采用纳米纤维素晶体,通过物理共混的方式,改性米肽-壳聚糖复合膜,并负载纳米氧化锌。研究纳米纤维素晶体对复合膜的机械性能、耐热性能、阻隔能力和形态特性的影响。扫描电镜显示纳米纤维素晶体和蛋白质之间存在分子内相互作用,从而形成更紧凑和均匀的复合膜。这些相互作用能有效提高复合膜的机械性能。添加纳米纤维素晶体后,复合膜具有更强的拉伸断裂力和更好的延展性。同时随着纳米纤维素晶体含量的增加,复合膜的硬度增加,最大降解温度提高,热稳定性也随之增强。加入纳米纤维素晶体后,复合膜的水分含量、水溶性和水蒸气透过率显著降低。纳米纤维素晶体和蛋白质之间形成的网络结构降低了复合膜的亲水性。本研究中的纳米纤维素晶体有效改善了米肽-壳聚糖复合膜的机械性能、耐热性和阻隔性能,而负载的纳米氧化锌可提高纳米复合膜的抑菌性。
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