黑木耳多糖成膜性能研究

李公斌

摘要：研究了黑木耳多糖/海藻酸鈉共混膜的制備，結果表明：黑木耳多糖有很好的成膜性能，當海藻酸鈉的加入量為40%時，黑木耳多糖膜的拉伸強度和斷裂伸長率到達較好狀態，其值分別達到27.4Mpa和21.3%，比純黑木耳多糖分別提高153.7%、55.4%。當加入量為30%時，共混膜的水蒸氣透過率，達到最小值，其值為59.4mg·cm-2·d-1，比純黑木耳多糖膜的100.4mg·cm-2·d-1下降了40.8%。

關鍵詞：黑木耳多糖;共混膜;制備;

黑木耳多糖具有很多生理活性功能和良好的生物相容性，可生物降解以及抗菌等優良性能。初步研究表明，黑木耳多糖具有良好的成膜性，但膜比較脆，延展性差，使之在應用上受到限制。因此，提高其強度和延展性，對其在生物醫學材料和可食用保鮮膜中的應用具有重要意義。

以天然可食物質（如蛋白質、多糖等）為原料，通過分子間相互作用形成具有多孔網絡結構的薄膜，即可食性包裝膜，具有合成高分子膜材料無法比擬的優越性[1]。共混是提高高分子膜材料性能的有效方法。殼聚糖與纖維素[2]、魔芋葡甘聚糖等天然高分子多糖的共混膜已有報道，而黑木耳多糖的膜材料至今未見報道。

本文采用溶液共混法制備黑木耳多糖/海藻酸鈉共混膜，以期達到兩種材料生理功能協同增效及材料理化性能的改善，并對共混膜的性能進行了研究。

1 材料與方法

1.1試劑

1.2儀器

2試驗方法

2.1膜的制備

配制成2%的黑木耳多糖（AAP）和海藻酸鈉（SA）溶液，二者按一定比例混合，加入一定量的甘油，充分混合后，室溫靜置48h，除去混合液表面泡沫，然后在潔凈的玻璃板上刮膜，紅外燈烘干，揭膜，干膜保存于干燥器中。共混膜中黑木耳多糖與海藻酸鈉重量比值分別為10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5。

2.2 膜性能表征

2.2.1 力學性能測試

膜在硅膠干燥器中于25℃平衡24h后，裁成100mm×20mm長條，再用拉力機測定膜的抗拉強度和伸長率。測定時，拉伸速度為5mm/min，膜的有效測定長度是80mm，重復5次取平均值。 膜拉伸強度和斷裂伸長率按公式（1）、（2）計算。

δb = F/ A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

E=（L1-L0）/L0×100% ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式中：F為膜片斷裂時負荷（N），A為膜片初始橫截面積（m2）

E為斷裂伸長率（%）;L0為膜的初始長度（mm）;L1為膜斷裂時的長度（mm）。

2.2.2水蒸氣透過率（WVTR）的測定

水蒸氣透過率（WVTR）測試方法：在1.0cm×3.9cm的稱量瓶中放入3g無水CaCl2，然后將膜片緊密覆蓋在稱量瓶口上，于1個大氣壓、84%的相對濕度、室溫放置，每24h稱重一次瓶重;水蒸氣透過率（WVTR）依下式計算：

WVTR=W/（A×T）

式中W為一定時間間隔內稱量瓶的增重;A為膜片面積;T為稱量時間間隔。

3結果與討論

3.1共混膜的力學性能

作為膜材料必須具有一定的耐裂性、耐磨性和柔韌性，力學性能主要包括拉伸強度和斷裂伸長率等指標。海藻酸鈉的加入量對黑木耳多糖膜的影響見圖1、圖2。可以發現，隨海藻酸鈉含量的增加，共混膜的拉伸強度顯著增大，當海藻酸鈉的含量為40%時達到最大值，由純黑木耳多糖膜強度的10.8Mpa增加到27.4Mpa，提高了153.7%，黑木耳多糖與海藻酸鈉具有良好的相容性，其協同效應明顯的改善了共混膜的拉伸強度。共混膜的斷裂伸長率變化趨勢與拉伸強度相同，在海藻酸鈉含量為40%時，達到最大值21.3%，比純黑木耳多糖膜的4.6%提高了55.4%。

3.2水蒸氣透過率（WVTR）的測定

海藻酸鈉含量對共混膜的水蒸氣透過率的影響見圖3，可以發現，隨海藻酸鈉的增加，共混膜的水蒸氣透過率逐漸下降，當海藻酸鈉含量為30%時達到最小值，其值為59.4mg·cm-2·d-1，比純黑木耳多糖膜（100.4·cm-2·d-1）下降了40.8%。海藻酸鈉和黑木耳多糖分子間相互作用提高了共混膜的致密度，改善了其阻水性能。

3.3討論

黑木耳多糖有具有良好的成膜性和生物相容性，可在可食性包裝材料方面有潛在的開發前景。黑木耳多糖膜具有親水性，阻濕性能有限，而且其抗拉強度不足，耐高溫能力差。要實現工業化生產和實際應用，在提高膜的性能和實用性方面還須做大量工作。

4小結

黑木耳多糖加入海藻酸鈉后，成膜性能有極大的改善，當海藻酸鈉的加入量為40%時，黑木耳多糖的拉伸強度和斷裂伸長率到達較好狀態，其值分別達到27.4Mpa和21.3%，比純黑木耳多糖分別提高153.7%、55.4%。當加入量為30%時，共混膜的水蒸氣透過率，達到最小值，其值為59.4mg·cm-2·d-1，比純黑木耳多糖膜的100.4mg·cm-2·d-1下降了40.8%。

參考文獻

[1]王鋒棚.可食性復合膜的制備及在包裝中的應用[D].天津科技大學.2014

[2]鮑文毅，徐晨，宋飛，汪秀麗，王玉忠.纖維素/殼聚糖共混透明膜的制備及阻隔抗菌性能研究[J].高分子學報，2015，{4}（01）：49-56.