近日，食品科學與工程學院侯漢學教授團隊在《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復合膜的機械性能和阻隔性能關系密切。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-聚賴氨酸鹽酸鹽復合膜的力學性能、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-聚賴氨酸鹽酸鹽復合膜的理化性能和抗菌擴散性的關鍵因素之一，可通過調(diào)節(jié)淀粉/PBAT/ε-聚賴氨酸鹽酸鹽復合材料中淀粉的含量來控制復合材料的理化性質(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合材料具有指導意義和理論價值。

該研究得到了國家自然科學基金、山東省重大農(nóng)業(yè)應用技術創(chuàng)新計劃、山東省自然科學基金、中國博士后科學基金、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