近日，食品科學(xué)與工程學(xué)院侯漢學(xué)教授團隊在《Food Packaging and Shelf Life》在線發(fā)表了題為“Influence of starch content on the physicochemical and antimicrobial properties of starch/PBAT/ε-polylysine hydrochloride blown films”的研究論文。碩士研究生高山為該論文的第一作者，侯漢學(xué)教授、王文濤副教授為該論文的通訊作者。

隨著我國傳統(tǒng)食品工業(yè)化及預(yù)制食品的快速發(fā)展，以及消費者對新鮮、營養(yǎng)和安全食品的青睞，全降解抗菌食品包裝材料的需求日益增長。淀粉相結(jié)構(gòu)對淀粉/PBAT復(fù)合膜的機械性能和阻隔性能關(guān)系密切。然而，淀粉相結(jié)構(gòu)對于淀粉/PBAT//ε-聚賴氨酸鹽酸鹽抗菌復(fù)合體系理化性能、抗菌性能的影響尚不明確。

圖1. 淀粉/PBAT/ε-聚賴氨酸鹽酸鹽復(fù)合膜制備流程、相形態(tài)演變及控釋機理

在研究過程中，侯漢學(xué)教授團隊制備了淀粉含量為0~50%的淀粉/PBAT/ε-聚賴氨酸鹽酸鹽抗菌吹塑薄膜。研究發(fā)現(xiàn)，ε-聚賴氨酸鹽酸鹽通過氫鍵與淀粉作用，阻礙了PBAT的結(jié)晶。在淀粉相結(jié)構(gòu)由分散相向連續(xù)相演變過程中，ε-聚賴氨酸鹽酸鹽在淀粉相中發(fā)生聚集現(xiàn)象。在添加ε-聚賴氨酸鹽酸鹽的薄膜中增加淀粉含量會導(dǎo)致膜的亮度降低和明顯的泛黃，說明擠壓過程中美拉德反應(yīng)增強。在低淀粉含量的淀粉/PBAT薄膜中加入ε-聚賴氨酸鹽酸鹽后，薄膜強度（42%）、伸長率（18%）和阻濕性（68%）的降幅最大。在相同的ε-聚賴氨酸鹽酸鹽含量下，淀粉含量為20%的薄膜對金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌均有擴散抑制作用，且抑制作用隨淀粉含量的增加而增強。

圖2. 淀粉/PBAT/ε-聚賴氨酸鹽酸鹽復(fù)合膜的力學(xué)性能、表面疏水性及阻隔性能

該研究證明了淀粉含量是影響淀粉/PBAT/ε-聚賴氨酸鹽酸鹽復(fù)合膜的理化性能和抗菌擴散性的關(guān)鍵因素之一，可通過調(diào)節(jié)淀粉/PBAT/ε-聚賴氨酸鹽酸鹽復(fù)合材料中淀粉的含量來控制復(fù)合材料的理化性質(zhì)和抗菌劑釋放。研究結(jié)果對于開發(fā)控釋型全降解抗菌復(fù)合材料具有指導(dǎo)意義和理論價值。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金、山東省重大農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新計劃、山東省自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金、山東省高校青年創(chuàng)新人才引進與培養(yǎng)計劃的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2022.101005

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波