王慶玲，李翠翠，田耀旗，朱艷巧，金征宇

（江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122）

肉桂醛聚乳酸膜性能的研究

王慶玲，李翠翠，田耀旗，朱艷巧，金征宇*

（江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122）

以聚乳酸、肉桂醛-β-環(huán)糊精包合物和馬鈴薯淀粉為原料制備了肉桂醛聚乳酸膜，并應(yīng)用于蛋糕包裝中研究了該膜的抗菌性和持水能力。結(jié)果表明，在環(huán)境溫度為25℃和相對濕度50%的條件下，膜的抗菌效果與包合物的添加量呈正相關(guān)；當(dāng)包合物的添加量一定時，膜的持水性能與馬鈴薯淀粉含量呈正相關(guān)。肉桂醛聚乳酸膜具有抗菌性和持水能力，能有效抑制蛋糕霉菌生長，延長了蛋糕的貨架期。

肉桂醛-β-環(huán)糊精包合物，馬鈴薯淀粉，抗菌性，持水性

肉桂醛對黃曲霉、黑曲霉、橘青霉、串珠鐮刀菌、交鏈孢霉、白地霉、酵母等均有強(qiáng)烈的抑菌效果[1]，但肉桂醛易揮發(fā)，不利于抑菌效果的保持。β-環(huán)糊精（β-CD）立體結(jié)構(gòu)呈中空圓臺，空腔內(nèi)呈強(qiáng)的疏水性，腔外呈親水性[2-3]，借助其疏水空腔，動態(tài)地包合肉桂醛分子，形成的包合物具有緩釋抑菌特性。馬鈴薯淀粉在食品及其他工業(yè)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，含有天然磷酸基團(tuán)，分子聚合度高、持水能力強(qiáng)，能較好地延長產(chǎn)品的貨架期[4-7]。本文研究了由肉桂醛、β-環(huán)糊精和馬鈴薯淀粉組成的膜對蛋糕抑菌性和持水能力的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

β-環(huán)糊精 上海西寶生物公司，純度99%；馬鈴薯淀粉 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；肉桂醛 Fluka公司，純度99%；聚乳酸 深圳市光華偉業(yè)實(shí)業(yè)公司。

XS105精密電子天平 美國Mettler Toledo Corporation；UV-2000型紫外-可見分光光度計(jì) 尤尼克上海儀器有限公司；KQ-250B型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；85-2型恒溫磁力攪拌器 金壇市榮華儀器制造有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 肉桂醛-β-環(huán)糊精包合物的制備 配制濃度為6%（m/m）的β-環(huán)糊精溶液，60℃水浴條件下加熱攪拌30min后，室溫條件下自然冷卻，加入事先溶解于無水乙醇的肉桂醛（肉桂醛與β-環(huán)糊精添加量比為0.1∶2，V/g；無水乙醇與肉桂醛的體積比為1∶1），于200W超聲波條件下處理12min，使其充分包埋[8]。最終將混合液倒入平板在50℃烘箱中干燥2h，收集待檢測。

1.2.2 肉桂醛標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 肉桂醛的無水乙醇溶液在紫外波長284nm處有最大吸收。精確配制0.0001～0.0007μL/mL系列肉桂醛的乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液[9]，284nm處測定吸光值，得肉桂醛標(biāo)準(zhǔn)曲線。其回歸方程為y=1205.4x-0.0292和相關(guān)系數(shù)為0.9952。

1.2.3 肉桂醛-β-環(huán)糊精包合物包埋率的測定[10]準(zhǔn)確稱取0.05g包合物置于干燥試管中，加入10mL無水乙醚，加塞封嚴(yán)，置恒溫振蕩水浴20℃下處理30min，倒出無水乙醚。再加入5mL無水乙醚于剩余殘?jiān)?，采用同樣方法獲得無水乙醚相。重復(fù)上述步驟至紫外284nm處吸光值變?yōu)?。向剩余殘?jiān)屑尤?0mL無水乙醇，置恒溫振蕩水浴40℃處理35min，倒出無水乙醇相后再向殘?jiān)屑尤?0mL無水乙醇處理35min，準(zhǔn)確量出兩次無水乙醇相的體積，然后在紫外284nm處測定吸光值，包合物中肉桂醛含量的計(jì)算公式為（三次平行實(shí)驗(yàn)，取平均值）：

圖1 肉桂醛在無水乙醇中的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of cinnamaldehyde in the ethanol

包合物中肉桂醛含量（μL/g）=kΣCn×An×Vn/m

其中，k－吸光值與肉桂醛濃度的換算系數(shù)，由肉桂醛的無水乙醇標(biāo)準(zhǔn)曲線得出；Cn－第n次洗滌無水乙醇相的稀釋倍數(shù)；An－第n次洗滌無水乙醇相的紫外吸光值；Vn－第n次洗滌無水乙醇相的體積（mL）；m－包合物的質(zhì)量0.05g。

包埋率（%）=包合物中肉桂醛含量/反應(yīng)體系中肉桂醛總量×100%

1.2.4 聚乳酸膜的制備 將聚乳酸與二氯甲烷以1∶20的比例在室溫下攪拌溶解制成膜基礎(chǔ)溶液。按照表1和表2分別準(zhǔn)確稱取包合物和馬鈴薯淀粉的量，每組分別加到50mL膜基礎(chǔ)液中，用玻璃棒攪拌混勻。然后超聲波處理10min使其分散均勻，傾倒進(jìn)Φ15cm的玻璃培養(yǎng)皿中，室溫下干燥后揭膜，制成肉桂醛環(huán)糊精包合物梯度膜以及馬鈴薯淀粉梯度膜。

表1 包合物添加量Table 1 The amount of the inclusion added

表2 馬鈴薯淀粉添加量Table 2 The amount of the potato starch added

1.2.5 肉桂醛抗菌持水膜的抑菌實(shí)驗(yàn) 將制好的新鮮蛋糕（無防腐劑，測得含水量為37.5%）切成約5g的長方體形狀4×2×1cm，并將膜置于紫外燈下照射20min滅菌。然后用按照表1所制的膜將蛋糕嚴(yán)實(shí)包裝好，置于25℃的恒溫箱中，每天觀察并記錄蛋糕長霉情況。

1.2.6 肉桂醛抗菌持水膜的持水能力測定 將制好的新鮮蛋糕（無防腐劑，測得含水量為37.5%）切成約8g的長方體形狀5×2.5×1cm，然后用按照表2所制的膜將蛋糕嚴(yán)實(shí)包裝好，并以純聚乳酸膜作對照，置于溫度25℃和相對濕度為50%條件下，每24h測定蛋糕質(zhì)量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉桂醛-β-環(huán)糊精包合物的包埋率

根據(jù)肉桂醛標(biāo)準(zhǔn)曲線方程得k值為1205.4，經(jīng)測定兩次洗滌無水乙醇相的體積和紫外吸光值后，計(jì)算得包合物中肉桂醛含量為136μL/g，而體系中肉桂醛總量0.2mL/g，得到包合物的包埋率為68%。

2.2 膜的外觀表征

如圖2所示，肉桂醛-β-環(huán)糊精包合物和淀粉微粒均勻地分布在聚乳酸膜中，膜表面光滑平整。在膜上隨機(jī)取10個點(diǎn)用手持千分尺測定厚度，并取平均值。含2.0g包合物的膜外觀為微白色的半透明狀，平均厚度為0.10mm；含2.0g淀粉的膜外觀為淺白色的半透明狀，平均厚度為0.11mm；含2.0g淀粉和2.0g包合物的膜外觀為白色的半透明狀，平均厚度為0.14mm。

圖2 肉桂醛聚乳酸膜Fig.2 Cinnamaldehyde polylactic acid film

2.3 不同包合物含量膜對包裝蛋糕抑菌的影響

表3 蛋糕上霉菌生長情況（膜中馬鈴薯淀粉含量均為2.0g）Table 3 The growth situation of mold on the cake（The amount of the potato starch 2.0g）

不同包合物含量膜對包裝蛋糕抑菌的影響如表3所示。由表3可以看出，空白組和含0g包合物的膜在第4d開始均有1個菌落出現(xiàn)，之后隨著天數(shù)增加兩組實(shí)驗(yàn)長菌情況大體一致。加入0.01g包合物，在第5d開始有菌落出現(xiàn)，隨著包合物加入量的增多，開始出現(xiàn)菌落的天數(shù)推遲，霉菌的數(shù)量減少，且當(dāng)加入量為2.0g和4.0g時，至第7d時無菌落生長。因此，當(dāng)?shù)矸酆看笥?.0g時，隨著加入包合物量的增多，抑菌效果越明顯。

圖3和圖4分別為處理一周和兩周后的圖片。由圖可明顯看出自然條件下放置的蛋糕和含0g包合物的膜包裹的蛋糕上霉的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他條件下霉的數(shù)量，包合物含量越多霉的數(shù)量越少，一周后包合物含量2g和4g的膜包裝的蛋糕未發(fā)現(xiàn)長霉現(xiàn)象，兩周后包合物含量4g的膜包裝的蛋糕仍未長霉。可見包合物含量越多，抑菌效果也就越明顯。從而證實(shí)了該膜應(yīng)用于蛋糕可以起到良好的防腐防霉，延長蛋糕保質(zhì)期的作用。

圖3 一周后的結(jié)果Fig.3 Results after one week

圖4 兩周后的結(jié)果Fig.4 Results after two weeks

2.4 不同淀粉含量膜對蛋糕質(zhì)量變化的影響

由圖5可見，淀粉含量為0、0.01、0.1、0.5、1.0、2.0g時，每天蛋糕減少的重量分別為0.0785、0.0737、0.0676、0.0636、0.0568、0.0490g，呈現(xiàn)遞減趨勢，即淀粉含量越高，蛋糕內(nèi)水分散失速率越小，表明了該膜應(yīng)用于蛋糕包裝中具有較好的持水性，有利于提高蛋糕的品質(zhì)和貨架期。

3 結(jié)論

3.1 肉桂醛聚乳酸膜具有較好的抗菌性和持水能力。

3.2 在馬鈴薯淀粉的加入量一定的條件下，膜的抗菌性與包合物的加入量成正相關(guān)，包合物的量越多，蛋糕越不易長霉，即膜抑菌效果越好，使蛋糕貨架期延長。

圖5 添加不同淀粉含量的膜對蛋糕質(zhì)量變化的影響Fig.5 Effect of starch volume in the film on the cake quality

3.3 當(dāng)包合物在膜中的添加量一定時，膜的持水性與馬鈴薯淀粉的加入量成正相關(guān)，隨馬鈴薯淀粉用量的增多，膜的持水性越好，越有利于蛋糕品質(zhì)的保持。

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Study on the capability of cinnamaldehyde polylactic acid film

WANG Qing-ling，LI Cui-cui，TIAN Yao-qi，ZHU Yan-qiao，JIN Zheng-yu*
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

Based on the raw materials of polylactic acid，cinnamaldehyde-β-cyclodextrin and potato starch，cinnamaldehyde polylactic acid film was prepared，and its antibacterial and water-holding properties were studied in application of cake packaging.The results showed that the antibacterial effect of the film was positively correlated with the amount of the inclusion added under the conditions of 25℃and relative humidity 50%.Furthermore，the water-holding capacity of the film was also positively correlated with the amount of potato starch.Cinnamaldehyde polylactic acid film including antibacterial and water-holding capability could effectively inhibit mold growth and prolong the shelf-life of the cake.

cinnamaldehyde-β-cyclodextrin complex；potato starch；antibiotic property；water-holding capacity

TS206.4

A

1002-0306（2012）05-0296-03

2011－06－27 *通訊聯(lián)系人

王慶玲（1989-），女，本科，研究方向：碳水化合物資源開發(fā)與利用。

國家自然科學(xué)基金（20976070，31071490）。