玉米醇溶蛋白复合纳米纤维膜的制备及美拉德反应对其性质的调控

目的:近年来,纳米纤维由于其生物相容性、生物可降解性、高负载性能及安全性等优点,使得生物聚合物电纺纳米纤维在食品领域的应用有所增加。通过对纳米纤维精细化调控,负载生物活性物质,扩大其在食品领域应用范围。方法:通过静电纺丝技术制备以玉米醇溶蛋白为基质的新型混合纳米纤维。通过扫描电子显微镜观察纳米纤维的微观形貌。利用热重分析仪扫描重量损失动态图谱,研究不同纤维有序结构的热分解Naporafenib生产商行为,利用差示量热扫描仪扫描热流速率动态图谱,研究热分解过程中吸热、放热等熔融峰的偏移情况,比较玻璃态转变温度、熔点、焓值等热力学参数。利用傅里叶变换红外光谱仪分析分子间相互作用,利用X射线衍射技术,分析有序结构转变规Panobinostat配制律。利用表面接触角测量仪测定纳米纤维水接触角,利用X-射线光电子能谱测定纳米纤维膜表面元素和功能基团比例变化,分析纳米纤维表面润湿性质的转变规律。通过测定纳米纤维膜的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量来表征其力学性能。结果:(1)通过静电纺丝技术成功地制备了包含不同浓度玉米醇溶蛋白与葡聚糖的新型混合纳米纤维。结果表明:当低浓度玉米醇溶蛋白(5%和10%)加入时,葡聚糖和玉米醇溶蛋白的混溶性较差,溶液粘度显著降低,制备的纳米纤维力学性能较差。由于玉米醇溶蛋白分子的表面分散,增加了纳米纤维的疏水性。当以中等浓度(15-25%)加入玉米醇溶蛋白时,葡聚糖和玉米醇溶蛋白分子之间形成氢键,显示红外光谱峰红移和β-转角向α-螺旋结构转化。葡聚糖和玉米醇溶蛋白分子相互作用导致D50Z15的水接触角显著降低。(2)采用气流辅助静电纺丝法制备明胶/玉米醇溶蛋白/葡萄糖纳米纤维,并在温和条件下(60℃和50%相对湿度)进行美拉德反应交联。结果表明:在0-5天的美拉德反应中,明胶/玉米醇溶蛋白/葡萄糖的形态没有明显变化。红外光谱分析表明,明胶与玉米醇溶蛋白通过氢键相互作用,并在蛋白质和葡萄糖分子之间发生美拉德反应。经美拉德反应4天后,纳米纤维表现出较高的热稳定性、较强的疏水性(133.6°)和较好力学性能(弹性模量为38.63 MPa,抗拉强度为0.85 MPa)。总体而言,美拉德反应交联明胶/玉米醇溶蛋白/葡萄糖纳米纤维具有Low grade prostate biopsy良好的物理性能,表明其具有在食品活性包装中的应用潜力。(3)通过气流辅助静电纺丝技术制备负载不同质量分数姜黄素(0%、0.1%、0.5%和1.0%)的明胶/玉米醇溶蛋白/葡萄糖/姜黄素纳米纤维。在温度为60℃、相对湿度50%的条件下进行美拉德反应(0、2、5天)后对其微观形貌、宏观性质和功能特性进行研究。随着姜黄素负载浓度增加纳米纤维直径增大(负载0%、0.1%、0.5%和1.0%姜黄素纳米纤维的直径分别为573.5、703.5、733.27和752.25 nm)。红外光谱分析、热力学分析和X射线衍射分析表明姜黄素均匀的分散于纳米纤维中并通过氢键与蛋白分子发生相互作用。美拉德反应对纳米纤维形态和水接触角无显著影响。随着姜黄素负载浓度的增加,纳米纤维DPPH自由基清除能力、Fe~(3+)和Cu~(2+)还原能力随之增加。美拉德反应后负载姜黄素纳米纤维的抑菌能力降低,归因于纳米纤维中的蛋白形成更紧密的网状结构抑制了姜黄素的快速释放。对新鲜猪肉在0、3、6、9天的保鲜研究中的p H值、Lab值、菌落总数及挥发性盐基氮进行测定发现纳米纤维垫料组较对照组皆有显著性效果。结论:通过对纳米纤维的微观结构表征。得到明胶/玉米醇溶蛋白/葡萄糖纳米纤维比葡聚糖/玉米醇溶蛋白纳米纤维表现出更好的力学性能和润湿性。随着姜黄素的加入以及美拉德反应交联后的纳米纤维有良好的自由基清除活性和长期抑菌性。