新疆大学化学化工学院,煤炭清洁转化与化工过程自治区重点实验室的陈 婷、赵九阳、刘玉梅*在前期工作基础上,制备了含有啤酒花浸膏、α-酸或β-酸的明胶-壳聚糖可食性抗菌包装膜,通过比较啤酒花浸膏、α-酸和β-酸在食品模拟液中的释放行为,并以Peleg方程进行拟合,确定抗菌剂的释放规律,以期为其进一步的开发应用提供理论参考。
1、明胶-壳聚糖可食性抗菌膜的傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析结果
明胶-壳聚糖对照薄膜的FT-IR光谱中,3 297 cm-1处的特征峰归属于游离水的O-H和酰胺A的N-H伸缩振动;2 941 cm-1处的特征峰为酰胺B的C-H不对称伸缩振动;1 650 cm-1处的特征峰为C=O伸展以及酰胺I的N-H基团弯曲振动;1 557 cm-1处的特征峰为酰胺II,是由N-H基团的弯曲振动和C-N基团的伸缩振动引起的;1 259 cm-1处的特征峰为酰胺III,是由C-N和N-H基团的平面振动和明胶中甘氨酸的-CH2基团振动引起的。
2、明胶-壳聚糖可食性抗菌膜的微观结构
明胶-壳聚糖对照膜的表面尽管有一些细小的颗粒,但仍然可以观察到连续光滑的平面,这表明明胶与壳聚糖之间具有良好的相容性。在明胶-壳聚糖可食性薄膜中加入3 种不同抗菌剂后,其对薄膜表面结构的影响不尽相同。其中,添加啤酒花浸膏的明胶-壳聚糖薄膜表面明显粗糙且出现一些纹路,这可能与啤酒花浸膏的疏水性有关,但相对而言,薄膜表面结构仍然较均一;而添加了α-酸的薄膜表面可观察到细小颗粒明显增多。
3、抗菌剂在食品模拟液中的释放行为
啤酒花浸膏在不同食品模拟液中的释放速率均较快,释放初期呈快速上升趋势,释放达到平衡后趋于平缓。释放时间相同时,环境温度越高,释放量越大。
4、释放行为模型的建立
食品模拟液水分体积分数影响抗菌剂的释放,食品模拟液水分体积分数越大,k1值越大,释放初始速率越慢。在不同食品模拟液中,Peleg模型k1值的总体趋势为体积分数10%乙醇溶液>体积分数50%乙醇溶液>体积分数95%乙醇溶液,这与抗菌剂在乙醇溶液中的溶解度有关。
结 论
结果表明,该类可食性抗菌薄膜中的抑菌剂啤酒花浸膏、α-酸或β-酸在含酒精类食品和高脂食品中均能很好地释放,满足抑菌要求,而在水性食品体系中,仅添加β-酸可能不能满足抑菌要求,这为该抗菌薄膜的开发应用提供了理论参考。