近日，南京工業(yè)大學研究人員在國際食品期刊《Food Research International》（中科院一區(qū)，影響因子IF=7）發(fā)表了題為"Effect of lipid addition on the physiochemical, structural, and photoactive antibacterial properties of cornstarch-chlorophyllin composite film"的研究性論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Rapid TA質(zhì)構(gòu)儀用于測定玉米淀粉-葉綠素復(fù)合膜的拉伸強度和斷裂伸長率。

該研究論文旨在制備分別添加 0.5%、1.0% 和 1.5% 的椰子油（CO）、牛至精油（OEO）和蜂蠟（BW）的玉米淀粉 - 葉綠素（CS - Chl）復(fù)合薄膜，以解決 CS - Chl 基質(zhì)親水性這一關(guān)鍵局限性，并對薄膜的物理化學、結(jié)構(gòu)以及光活性抗菌性能進行評估。所有 COx/OEOx/BWx 樣品的水分含量、水溶性、溶脹能力和水蒸氣透過率均顯著降低，平均值分別為 12.58%、15.41%、29.30% 和 1.78×10?1?gm?1s?1Pa?1 。在機械性能方面，隨著 CO 和 BW 含量的增加，COx 和 BWx 薄膜的拉伸強度（TS）提高，而斷裂伸長率（EAB）降低。然而，在 OEOx 薄膜中，隨著 OEO 含量的增加，TS 最初升高，隨后降低。傅里葉變換紅外光譜（FTIR）表明，CO、OEO 和 BW 分子與 CS 基質(zhì)及 Chl 分子的結(jié)合效果更好。X 射線衍射（XRD）光譜顯示結(jié)晶度較低，而掃描電子顯微鏡（SEM）圖像顯示橫截面表面粗糙且結(jié)構(gòu)不均。盡管 COx/OEOx/BWx 薄膜在活性氧（ROS）產(chǎn)生方面相似，但用這些薄膜包裝的蝦在 5 天后仍可安全食用。研究結(jié)果突出了脂質(zhì)濃度和 ROS 生成的影響，證實與聚乙烯（PE）薄膜相比，含有 COx/OEOx/BWx 的 CS - Chl 薄膜具有更強的抗菌性能，使其成為食品包裝實際應(yīng)用中的創(chuàng)新解決方案。

圖1 圖文摘要

根據(jù)圖 2，當 CO 含量從 0.5% 增至 1.5% 時，COx 樣品的拉伸強度（TS）升高，斷裂伸長率（EAB）降低。雖然 CO1.5 樣品的 TS 最高，但 CO0.5 與 CO1.0 樣品之間并無顯著差異。然而，CS - Chl 樣品與 COx 樣品的 EAB 值存在顯著差異。與 CS - Chl 樣品相比，OEO 濃度不斷增加的 OEOx 薄膜，其 TS 有所上升。同時，OEO0.5 的 TS 最高，為 5.4 MPa，隨后隨著 OEO 濃度升高，TS 逐漸下降（1.0% 時為 4.5 MPa，1.5% 時為 3.6 MPa）。此外，隨著 OEO 濃度增加，EAB 降低。從 EAB 從 68%（OEO0.5）降至 35%（OEO1.5），這一趨勢十分明顯。我們的研究結(jié)果與含精油的殼聚糖復(fù)合薄膜在 TS 和 EAB 方面的研究結(jié)果一致，即過高的精油濃度可能導(dǎo)致相分離，或破壞聚合物網(wǎng)絡(luò)，削弱分子間相互作用，從而降低 TS。與 COx 樣品類似，當 BW 含量從 0.5% 增至 1.5% 時，BWx 樣品的 TS 升高，EAB 降低。而且，與 COx 樣品相比，BWx 樣品在 TS 和 EAB 方面呈現(xiàn)出相似的趨勢。

添加脂質(zhì)會促使脂質(zhì)與淀粉分子之間的接觸更為頻繁，從而在聚合物基質(zhì)中造成更明顯的脂質(zhì)不連續(xù)性。脂質(zhì)與聚合物的結(jié)合，取代了多糖聚合物中的極性固體鍵，使得薄膜基質(zhì)更加不均勻且不連續(xù)，進而導(dǎo)致拉伸強度（TS）和斷裂伸長率（EAB）發(fā)生變化。

圖2 CS - Chl 和 COx/OEOx/BWx 薄膜的力學性能 （a）COx，（b）OEOx，以及（c）BWx。相同顏色柱狀圖中帶有不同字母（a - d）的值具有顯著差異（p < 0.05）

參考文獻：

Ruchika Hansanie Ukwatta et al. Effect of lipid addition on the physiochemical, structural, and photoactive antibacterial properties of cornstarch-chlorophyllin composite film. Food Research International. doi：10.1016/j.foodres.2025.115699