郭錦棠，張 瑾，殷俊威

(天津大學(xué)化工學(xué)院，天津 300072)

抗菌性海藻酸鈉膜的制備及性能分析

郭錦棠，張 瑾，殷俊威

(天津大學(xué)化工學(xué)院，天津 300072)

為了抑制食品表面微生物的生長(zhǎng)，以海藻酸鈉為基材、吐溫-80為乳化劑、甘油為增塑劑、CaCl2為交聯(lián)劑、丁香油及肉桂油作為殺菌劑，制備具有殺菌性能的海藻酸鈉膜．其中丁香油和肉桂油采用分級(jí)抑菌濃度指數(shù)(FIC)測(cè)定方法確定其最佳劑量配比為8∶1．通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)海藻酸鈉膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，以及對(duì)膜的力學(xué)性能、厚度、吸水率和殺菌性能的研究，得到了抗菌性海藻酸鈉膜的最佳制備配方為海藻酸鈉3.0%、CaCl25.0%、吐溫-80為2.0%、甘油為1.0%、丁香油和肉桂油為2.0%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))．

海藻酸鈉；力學(xué)性能；殺菌性能；肉桂油；丁香油

食品周圍的微生物是食品變質(zhì)的重要原因，因此采用具有抗菌性的食品包裝材料來(lái)防止產(chǎn)品受到污染顯得尤為重要．近年來(lái)，無(wú)機(jī)抗菌薄膜和有機(jī)抗菌薄膜的安全性問(wèn)題令人擔(dān)憂[1]，而天然抗菌膜因其具有良好的人體安全性、生態(tài)環(huán)保性和廣譜抗菌性引起了人們的關(guān)注．目前，天然抗菌膜的研究主要集中在以殼聚糖為抗菌劑的薄膜中，但是殼聚糖的價(jià)格較貴[2]，尋求新型的抗菌材料成為研究熱點(diǎn).

海藻酸鈉溶液具有很好的成膜性，且所成的膜柔韌性好、透明度高，被廣泛應(yīng)用于各種肉類及海產(chǎn)品的保鮮中[3]．肉桂油和丁香油是從天然植物中提取得到的，因其具有良好的生態(tài)安全性、無(wú)毒、可降解、可食用等特點(diǎn)被用來(lái)加工成食品抗菌劑[4]．目前現(xiàn)有的研究只是針對(duì)單一的殺菌物質(zhì)[5]，其抑菌譜一般較窄．另外，單一成分可能導(dǎo)致抗藥性，因此抗菌物質(zhì)的混合使用可以在達(dá)到同樣抗菌效果時(shí)減少每一種抗菌劑的濃度，從而提供一種制備天然抑菌劑的新途徑[6]．本實(shí)驗(yàn)采用分級(jí)濃度抑菌指數(shù)法(FIC)，選取具有協(xié)同效應(yīng)的丁香油和肉桂油組合作為殺菌劑，有效地增大了廣譜抗菌性．

筆者以海藻酸鈉為成膜基質(zhì)，以丁香油和肉桂油的復(fù)配物作為殺菌劑，制備具有殺菌性能的可食性海藻酸鈉膜．研究了不同因素對(duì)海藻酸鈉膜的綜合性能的影響，從而制得性能優(yōu)良的薄膜．

1 材料與方法

1.1 材料和設(shè)備

丁香油、肉桂油購(gòu)自吉安市華美天然香料油提煉廠；海藻酸鈉(食品級(jí))，天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；甘油、吐溫-80、吐溫-20、司班-60、司班-20、CaCl2均為分析純，APG0810(工業(yè)品)，天津江天化工技術(shù)有限公司；大腸桿菌ATCC2592、金黃色葡萄球菌ATCC6538，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所．

WDW-02微機(jī)控制精密控溫拉力機(jī)，長(zhǎng)春科新試驗(yàn)儀器有限公司；SXJQ-1數(shù)顯直流無(wú)極調(diào)速攪拌器，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；S-4800掃描電鏡，日本日立公司；數(shù)顯測(cè)厚百分表，桂林廣陸數(shù)字測(cè)控股份有限公司．

1.2 最低抑菌濃度(MIC)的測(cè)定

本實(shí)驗(yàn)采用酪蛋白瓊脂稀釋法將不同濃度的抑菌劑混合溶解于瓊脂培養(yǎng)基中，然后點(diǎn)種細(xì)菌，通過(guò)細(xì)菌的生長(zhǎng)與否，確定抑菌物質(zhì)抑制受試菌生長(zhǎng)的最低濃度，即最低抑菌濃度(MIC)．

1.3 分級(jí)抑菌濃度指數(shù)(FIC)的測(cè)定

配制各殺菌劑MIC的1/8倍、1/4倍、1/2倍、1倍、2倍濃度的殺菌液，并將以上各濃度的藥液進(jìn)行聯(lián)合．利用酪蛋白瓊脂稀釋法測(cè)得藥物聯(lián)合后的MIC，即在每個(gè)培養(yǎng)皿中分別加入5,mL的殺菌劑A和殺菌劑B，再加入10,mL的MH(A)培養(yǎng)基，加入菌懸液后培養(yǎng)18～24,h，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到各復(fù)配液的MIC．依據(jù)公式FIC=MICA(聯(lián)合)/MICA(單用)+MICB(聯(lián)合)/MICB(單用)計(jì)算出各實(shí)驗(yàn)藥物聯(lián)合的分級(jí)抑菌濃度(fractional inhibitory concentration，F(xiàn)IC)指數(shù)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值．根據(jù)FIC指數(shù)判斷標(biāo)準(zhǔn)選取FIC值最小的實(shí)驗(yàn)藥物組合．

1.4 抗菌性海藻酸鈉膜的制備

稱取一定量的海藻酸鈉，加入到加熱后的蒸餾水中．待膜液冷卻后，加入甘油、肉桂油、丁香油及乳化劑，將所得混合物攪拌7,h以使各成分混合均勻．?dāng)嚢柰瓿珊髮⒒旌夏ひ旱谷霟?，用塑料膜封住杯口，靜置36,h以除去膜液中的氣泡．

量取30,mL的膜液倒在15,cm×10,cm的玻璃模具中，使膜液自然流平．將模具放在烘箱中，70,℃下烘干．烘干后取出模具，待冷卻后加入氯化鈣溶液，交聯(lián)5,min，然后將交聯(lián)后的膜烘干，揭膜即得抗菌性海藻酸鈉膜．

1.5 薄膜厚度的測(cè)定

用測(cè)厚儀在被測(cè)膜上隨機(jī)選取5點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，取平均值即為薄膜的膜厚，單位為mm．

1.6 膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定

根據(jù)GB/T 1040—2006中的方法，用微機(jī)控制精密控溫拉力機(jī)測(cè)試薄膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率．每個(gè)樣品測(cè)量3次后取平均值．

1.7 膜抗菌性能的測(cè)試

本實(shí)驗(yàn)采用抑菌環(huán)法測(cè)試薄膜的抗菌性能．實(shí)驗(yàn)中所用抑菌片直徑為5,mm，然后用無(wú)菌鑷子夾取膜片放在含菌平板上，每個(gè)樣品平行做4個(gè)膜片．貼好抑菌膜片后，將培養(yǎng)皿置于37,℃下培養(yǎng)16～18,h，培養(yǎng)結(jié)束后測(cè)量每個(gè)膜片的抑菌環(huán)直徑，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果以比較不同樣品的抗菌作用的大小．

1.8 膜吸水率的測(cè)試

將抗菌膜剪成1,cm×1,cm，浸入蒸餾水中室溫下靜置24,h．用鑷子取出膜片，用濾紙吸去表面的水分，稱重，重復(fù)此操作至恒重，然后將濕膜于60,℃減壓干燥24,h至恒重．吸水率計(jì)算式為

Q=(mw-md)/md

式中mw和md分別為濕膜和干膜質(zhì)量．

1.9 膜的SEM測(cè)試

用S-4800型掃描電子顯微鏡觀察海藻酸鈉抗菌膜的斷面形貌，樣品斷面真空噴金后拍照．

2 結(jié)果與討論

2.1 丁香油及肉桂油最低抑菌濃度(MIC)測(cè)定結(jié)果

由表1可知，丁香油和肉桂油單獨(dú)使用時(shí)對(duì)各供試菌均表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌效果．并且肉桂油對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制能力比丁香油較強(qiáng)．

表1 丁香油和肉桂油對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的MICTab.1MIC of clove oil and cinnamon oil on E.coli and Staphyloccocus aureus

2.2 丁香油和肉桂油聯(lián)合抑菌濃度測(cè)定

將丁香油和肉桂油以各自MIC的1/8倍、1/4倍、1/2倍、1倍、2倍濃度進(jìn)行復(fù)配，并測(cè)試各復(fù)配液的殺菌性能，復(fù)配液中各組分實(shí)際濃度為加入濃度的1/2倍，結(jié)果如表2和表3所示．對(duì)于大腸桿菌，當(dāng)FIC值最小時(shí)，丁香油和肉桂油的聯(lián)合MIC均為其單用MIC的1/2；對(duì)于金黃色葡萄球菌，兩者的聯(lián)合MIC則為各自單用MIC的1/4．

表2 丁香油和肉桂油復(fù)配物對(duì)大腸桿菌的殺菌效果Tab.2 Effects of the mixtures of clove oil and cinnamon oil on the growth of Escherichia coli

表3 丁香油和肉桂油復(fù)配物對(duì)金黃色葡萄球菌的殺菌效果Tab.3 Effects of the mixtures of clove oil and cinnamon oil on the growth of Staphylococcus aureus

兩者復(fù)配后的FIC值如表4所示，由FIC值的判定標(biāo)準(zhǔn)可知，丁香油和肉桂油聯(lián)合使用后，對(duì)大腸桿菌表現(xiàn)出相加作用，丁香油和肉桂油的質(zhì)量比約為8∶1；對(duì)金黃色葡萄球菌則表現(xiàn)出協(xié)同作用，質(zhì)量比約為2∶1．為擴(kuò)大抑菌范圍，本實(shí)驗(yàn)采用8∶1作為精油添加比例．

表4 丁香油和肉桂油的FIC指數(shù)Tab.4 FIC index of clove oil and cinnamon oil

2.3 海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗菌膜性能的影響

不同海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)膜性能的影響見表5．

海藻酸鈉膜的力學(xué)性能主要與聚合物的結(jié)構(gòu)、平均分子量以及聚合物的分子排列相關(guān)．當(dāng)海藻酸鈉的分子鏈結(jié)構(gòu)和平均分子質(zhì)量一定時(shí)，所得膜的力學(xué)性能就主要受聚合物分子排列的影響．海藻酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多，分子鏈之間的作用力越強(qiáng)，制得膜的拉伸強(qiáng)度也就越大．

表5 海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)膜性能的影響Tab.5Effect of the concentration of sodium alginate on the properties of the film

從表5及圖1可看出海藻酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)薄膜力學(xué)性能的影響．當(dāng)海藻酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)，膜液黏度小，容易流延成膜，但所得的膜較薄，干燥后不易揭膜，膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都很低．隨著海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，制得的膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率也隨之增加，但當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3.0%后，由于分子鏈間作用力的增大，交聯(lián)越緊密，膜的斷裂伸長(zhǎng)率則隨之減?。?dāng)海藻酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%～5.0%時(shí)，膜液的黏度增大，流動(dòng)性差，流延成膜時(shí)所得的薄膜厚度不均勻，且顏色變黃，影響外觀．因此，海藻酸鈉的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%左右．

圖1 海藻酸鈉膜的掃描電鏡Fig.1 SEM images of sodium alginate films

2.4 CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗菌性膜性能的影響

2.4.1 海藻酸鈉膜的綜合性能

CaCl2作為交聯(lián)劑，會(huì)與海藻酸鈉發(fā)生螯合作用，形成類似“蛋盒”的結(jié)構(gòu)，使海藻酸鈉分子鏈間結(jié)合更緊密，形成凝膠[7]，從而改善膜的柔韌性和耐水性．表6反映了CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)海藻酸鈉膜性能的影響．

表6 CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗菌性膜性能的影響Tab.6 Effect of the concentration of CaCl2on the properties of the film

由表6可以看出，海藻酸鈉膜與鈣離子發(fā)生交聯(lián)后，拉伸強(qiáng)度得到了顯著的提高，當(dāng)CaCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%時(shí)，薄膜的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值，為31.34 MPa，明顯高于未交聯(lián)的膜(12.70,MPa)．薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率的變化趨勢(shì)與拉伸強(qiáng)度的變化相似，在CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%時(shí)達(dá)到最大(4.74%)，其后隨著CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度均減?。?/p>

隨著CaCl2溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，膜的厚度也增大，且交聯(lián)膜的厚度要明顯大于未交聯(lián)的膜的厚度.這可能是由于當(dāng)CaCl2溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%～10.0%時(shí)，鈣離子的交聯(lián)反應(yīng)速度均大于膜中海藻酸的溶解速度，且Ca2+濃度越大，交聯(lián)反應(yīng)的速度越快，同時(shí)在膜的表面快速形成一層致密的交聯(lián)膜，抑制了海藻酸向外溶解，從而使薄膜的厚度變大．

2.4.2 海藻酸鈉膜的微觀形態(tài)

由圖2可以看出，加入CaCl2后，其與海藻酸鈉發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，膜交聯(lián)點(diǎn)分布較均勻，結(jié)構(gòu)緊密，因此膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率增大．同時(shí)海藻酸鈉與Ca2+作用時(shí)，Ca2+交聯(lián)與聚合鏈的締合鏈段之間，產(chǎn)生了抑制水分流動(dòng)的三維結(jié)構(gòu)，從而使膜的吸水性降低．但當(dāng)CaCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時(shí)，在膜的表面迅速形成一層緊密的交聯(lián)膜[8]，阻止了Ca2+向膜內(nèi)部的滲透，從而使膜內(nèi)部的交聯(lián)度降低，制得的膜結(jié)構(gòu)不均勻，影響其力學(xué)性能．

圖2 海藻酸鈉抗菌性膜的掃描電鏡Fig.2 SEM images of antimicrobial sodium alginate films

2.4.3 海藻酸鈉抗菌性膜的紅外分析

圖3為未加CaCl2與含5.0% CaCl2的海藻酸鈉膜的紅外譜圖．由圖3可以看出，在2,925,cm-1處有一吸收峰為海藻酸鈉大分子六元環(huán)上C—H的伸縮振動(dòng)吸收．經(jīng)交聯(lián)后形成的海藻酸鈣分子中的C—H的伸縮振動(dòng)吸收比海藻酸鈉分子較弱，這可能是由于海藻酸鈉大分子與Ca2+形成“蛋盒”結(jié)構(gòu)，限制了六元環(huán)上C—H的伸縮振動(dòng)，使得偶極矩變化較小，因此吸收峰變?nèi)鮗9]．在860,cm-1處的吸收變?nèi)?，說(shuō)明羥基氧參與了配位，降低了O—H的鍵能．同時(shí)海藻酸鈣中O—H伸縮振動(dòng)峰變寬，說(shuō)明只是部分羥基參與配位.在1,290,cm-1處為C—O鍵的伸縮振動(dòng)吸收，在海藻酸鈉分子—COO-基團(tuán)中的C—O鍵吸收較弱，由于Ca2+交聯(lián)形成C—O—Ca—O—CO—基團(tuán)結(jié)構(gòu)，使得C—O鍵的伸縮振動(dòng)吸收增強(qiáng)，這也說(shuō)明了Ca2+的加入使海藻酸鈉大分子交聯(lián)形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu).

圖3 海藻酸鈉膜的紅外譜圖Fig.3 IR spectra of sodium alginate films

綜合考慮CaCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)膜的力學(xué)及殺菌等性能的影響，選擇CaCl2溶液的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%左右．

2.5 乳化劑的選擇對(duì)抗菌性膜性能的影響

由于丁香油和肉桂油不溶于水，所以在制膜過(guò)程中需要加入乳化劑使丁香油和肉桂油均勻分散于膜液中，形成穩(wěn)定的乳濁液．

本實(shí)驗(yàn)對(duì)幾種乳化劑進(jìn)行篩選，結(jié)果如表7所示．由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，APG0810對(duì)丁香油和肉桂油具有一定的增溶效果，但會(huì)使乳液顯青色，吐溫-20只有在濃度較高時(shí)才具有明顯的效果，因此，吐溫-80對(duì)丁香油和肉桂油的增溶效果最好．

表7 乳化劑對(duì)殺菌劑的增溶效果Tab.7 Solubilization effect of emulsifier on bactericide

2.6 吐溫-80質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗菌性膜性能的影響

表8顯示了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)吐溫-80對(duì)膜力學(xué)性能的影響．從表中可以看出隨著吐溫-80質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，膜的拉伸強(qiáng)度降低而斷裂伸長(zhǎng)率提高．這是由于吐溫-80加入后，會(huì)進(jìn)入到海藻酸鈉分子鏈的間隙，使鏈間的空隙增大，鏈間作用力減小，增加了鏈的流動(dòng)性．另外，由于吐溫-80具有親水性，薄膜內(nèi)的水分含量也會(huì)隨之增大，而水分子在薄膜中可起到增塑劑的作用，減小膜的拉伸強(qiáng)度而增大斷裂伸長(zhǎng)率[10]．薄膜的厚度主要與膜液的固含量有關(guān)．當(dāng)膜中加入吐溫-80后，海藻酸鈉分子鏈間空隙增大以及膜內(nèi)水分含量的增加，薄膜的厚度增大．因此，當(dāng)膜中吐溫-80的含量增加時(shí)，薄膜的厚度也會(huì)隨之增大．綜合考慮吐溫-80對(duì)膜的性能的影響情況，其最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%左右．

表8 吐溫-80對(duì)膜力學(xué)性能的影響Tab.8 Effects of Tween-80 on the mechanical property of the films

2.7 甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗菌性膜性能的影響

純的海藻酸鈉膜較脆，為了增加膜的柔韌性，可向成膜物質(zhì)中加入甘油賦予薄膜一定的力學(xué)性能.

表9顯示了甘油用量對(duì)膜的力學(xué)性能的影響，隨著甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，薄膜的拉伸強(qiáng)度減小，未添加甘油的空白膜的拉伸強(qiáng)度約為甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%的薄膜的1.5倍．同時(shí)，膜的斷裂伸長(zhǎng)率則隨甘油用量的增加而增大，當(dāng)甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)，其斷裂伸長(zhǎng)率約為空白膜的3倍，薄膜的柔韌性得到了顯著的提高．這是由于甘油的加入，削弱了大分子之間的相互作用，從而有利于外力場(chǎng)作用下的海藻酸鈉鏈段的重排，提高了膜的柔韌性．

表9 甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)膜性能的影響Tab.9Effect of the concentration of glycerol on the properties of the films

但是添加了甘油的薄膜的厚度明顯比不含甘油的空白膜要厚，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因一方面是由于膜液中固含量的提高，另一方面則可能是由于甘油的加入，使膜的結(jié)構(gòu)變得松散，膜中空隙增多，含水量增加，從而使膜的厚度變大．考慮到甘油用量對(duì)薄膜綜合性能的影響，確定甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%時(shí)為宜．

2.8 丁香油和肉桂油質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抗菌性膜性能的影響

當(dāng)向海藻酸鈉溶液中加入丁香油及肉桂油后，膜液的顏色變?yōu)槿榘咨?，制得的薄膜與未加入植物精油的空白膜相比，透明度有所降低．薄膜中加入植物精油后，精油主要是以油滴的形式存在于膜中，使膜產(chǎn)生空洞而呈現(xiàn)出疏松的海綿結(jié)構(gòu)[11](見圖4)．海藻酸鈉分子鏈間的作用力減小，表現(xiàn)為薄膜的拉伸強(qiáng)度減小，斷裂伸長(zhǎng)率增加．由表10可以看出，膜的拉伸強(qiáng)度隨丁香油和肉桂油質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而減小，斷裂伸長(zhǎng)率則表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢(shì)，但斷裂伸長(zhǎng)率的變化并不顯著．

圖4 海藻酸鈉膜微觀結(jié)構(gòu)Fig.4 Microstructure of sodium alginate films

表10 丁香油和肉桂油質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)膜性能的影響Tab.10Effect of the concentration of clove oil and cinnamon oil on the properties of the films

由圖5可知，膜液中加入的丁香油和肉桂油的量越大，所制得的海藻酸鈉膜中包裹的殺菌劑越多，其殺菌性能就越強(qiáng)．但隨著膜中精油含量的升高，膜液的固含量增大，且制得的薄膜中空洞增加，膜結(jié)構(gòu)更加疏松，使膜的厚度增大．因此，選擇丁香油及肉桂油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%左右．

圖5 丁香油及肉桂油濃度對(duì)膜的殺菌性能的影響Fig.5 Effects of the concentration of clove oil and cinnamon oil on the bactericidal property of the films

3 結(jié) 論

(1) 通過(guò)測(cè)試丁香油和肉桂油的最低抑菌濃度(MIC)，經(jīng)復(fù)配后根據(jù)協(xié)同效應(yīng)得到丁香油和肉桂油的最佳復(fù)配比為8∶1，同時(shí)復(fù)配后的抑菌效果與單一殺菌劑相比明顯提高．

(2) 海藻酸鈉含量的增加會(huì)使膜的拉伸強(qiáng)度、吸水率和厚度也隨之增大，而斷裂伸長(zhǎng)率則表現(xiàn)為先增后減的趨勢(shì)．交聯(lián)劑CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加時(shí)，膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均表現(xiàn)為先增大后減小，厚度會(huì)隨著CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，吸水率不斷減?。聹?80、甘油以及植物精油加入后會(huì)使海藻酸鈉分子鏈之間的作用力減小，從而降低膜的拉伸強(qiáng)度并提高斷裂伸長(zhǎng)率．吐溫-80和甘油用量的增加會(huì)使膜的厚度增大，但膜中植物精油用量的增加會(huì)顯著提高膜的殺菌性能．

(3) 通過(guò)對(duì)膜的綜合性能的考察，得出膜中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為海藻酸鈉為3.0%、CaCl2為5.0%、甘油為1.0%、吐溫-80為2.0%、丁香油和肉桂油為2.0%，膜的綜合性能最好．

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Preparation and Performance Analysis of Edible Antimicrobial Films Based on Sodium Alginate

Guo Jintang，Zhang Jin，Yin Junwei
(School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China)

In order to inhibit the growth of microbes on the surface of foods, edible antimicrobial films were synthesized by using sodium alginate as matrix, Tween-80 as emulsifier, CaCl2as cross-linking agent, and glycerin as plasticizer, and clove oil and cinnamon oil as bactericide, with their optimum ratio determined to be 8∶1 by fractional inhibitory concentration (FIC) test. The structure of sodium alginate films was characterized by scanning electron microscope and their bactericidal capacity, water absorption and mechanical property were also examined. As a result, the best formula of antimicrobial films based on sodium alginate was that the concentrations of sodium alginate, Tween-80, glycerol, CaCl2and clove/cinnamon oil were 3.0%, 2.0%, 1.0%, 5.0% and 2.0%, respectively.

sodium alginate；mechanical property；bactericidal property；cinnamon oil；clove oil

TS206

A

0493-2137(2013)07-0653-06

DOI 10.11784/tdxb20130714

2012-07-15；

2012-08-21.

郭錦棠（1968— ），女，博士，教授．

郭錦棠，jtguo@tju.edu.cn.