黑木耳多糖成膜性能研究

李公斌

摘要：研究了黑木耳多糖/海藻酸钠共混膜的制备，结果表明：黑木耳多糖有很好的成膜性能，当海藻酸钠的加入量为40%时，黑木耳多糖膜的拉伸强度和断裂伸长率到达较好状态，其值分别达到27.4Mpa和21.3%，比纯黑木耳多糖分别提高153.7%、55.4%。当加入量为30%时，共混膜的水蒸气透过率，达到最小值，其值为59.4mg·cm-2·d-1，比纯黑木耳多糖膜的100.4mg·cm-2·d-1下降了40.8%。

关键词：黑木耳多糖;共混膜;制备;

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优良性能。初步研究表明，黑木耳多糖具有良好的成膜性，但膜比较脆，延展性差，使之在应用上受到限制。因此，提高其强度和延展性，对其在生物医学材料和可食用保鲜膜中的应用具有重要意义。

以天然可食物质（如蛋白质、多糖等）为原料，通过分子间相互作用形成具有多孔网络结构的薄膜，即可食性包装膜，具有合成高分子膜材料无法比拟的优越性[1]。共混是提高高分子膜材料性能的有效方法。壳聚糖与纤维素[2]、魔芋葡甘聚糖等天然高分子多糖的共混膜已有报道，而黑木耳多糖的膜材料至今未见报道。

本文采用溶液共混法制备黑木耳多糖/海藻酸钠共混膜，以期达到两种材料生理功能协同增效及材料理化性能的改善，并对共混膜的性能进行了研究。

1 材料与方法

1.1试剂

1.2仪器

2试验方法

2.1膜的制备

配制成2%的黑木耳多糖（AAP）和海藻酸钠（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，室温静置48h，除去混合液表面泡沫，然后在洁净的玻璃板上刮膜，红外灯烘干，揭膜，干膜保存于干燥器中。共混膜中黑木耳多糖与海藻酸钠重量比值分别为10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5。

2.2 膜性能表征

2.2.1 力学性能测试

膜在硅胶干燥器中于25℃平衡24h后，裁成100mm×20mm长条，再用拉力机测定膜的抗拉强度和伸长率。测定时，拉伸速度为5mm/min，膜的有效测定长度是80mm，重复5次取平均值。 膜拉伸强度和断裂伸长率按公式（1）、（2）计算。

δb = F/ A                             （1）

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

式中：F为膜片断裂时负荷（N），A为膜片初始横截面积（m2）

E为断裂伸长率（%）;L0为膜的初始长度（mm）;L1为膜断裂时的长度（mm）。

2.2.2水蒸气透过率（WVTR）的测定

水蒸气透过率（WVTR）测试方法：在1.0cm×3.9cm的称量瓶中放入3g无水CaCl2，然后将膜片紧密覆盖在称量瓶口上，于1个大气压、84%的相对湿度、室温放置，每24h称重一次瓶重;水蒸气透过率（WVTR）依下式计算：

WVTR=W/（A×T）

式中W为一定时间间隔内称量瓶的增重;A为膜片面积;T为称量时间间隔。

3结果与讨论

3.1共混膜的力学性能

作为膜材料必须具有一定的耐裂性、耐磨性和柔韧性，力学性能主要包括拉伸强度和断裂伸长率等指标。海藻酸钠的加入量对黑木耳多糖膜的影响见图1、图2。可以发现，随海藻酸钠含量的增加，共混膜的拉伸强度显著增大，当海藻酸钠的含量为40%时达到最大值，由纯黑木耳多糖膜强度的10.8Mpa增加到27.4Mpa，提高了153.7%，黑木耳多糖与海藻酸钠具有良好的相容性，其协同效应明显的改善了共混膜的拉伸强度。共混膜的断裂伸长率变化趋势与拉伸强度相同，在海藻酸钠含量为40%时，达到最大值21.3%，比纯黑木耳多糖膜的4.6%提高了55.4%。

3.2水蒸气透过率（WVTR）的测定

海藻酸钠含量对共混膜的水蒸气透过率的影响见图3，可以发现，随海藻酸钠的增加，共混膜的水蒸气透过率逐渐下降，当海藻酸钠含量为30%时达到最小值，其值为59.4mg·cm-2·d-1，比纯黑木耳多糖膜（100.4·cm-2·d-1）下降了40.8%。海藻酸钠和黑木耳多糖分子间相互作用提高了共混膜的致密度，改善了其阻水性能。

3.3讨论

黑木耳多糖有具有良好的成膜性和生物相容性，可在可食性包装材料方面有潜在的开发前景。黑木耳多糖膜具有亲水性，阻湿性能有限，而且其抗拉强度不足，耐高温能力差。要实现工业化生产和实际应用，在提高膜的性能和实用性方面还须做大量工作。

4小结

黑木耳多糖加入海藻酸钠后，成膜性能有极大的改善，当海藻酸钠的加入量为40%时，黑木耳多糖的拉伸强度和断裂伸长率到达较好状态，其值分别达到27.4Mpa和21.3%，比纯黑木耳多糖分别提高153.7%、55.4%。当加入量为30%时，共混膜的水蒸气透过率，达到最小值，其值为59.4mg·cm-2·d-1，比纯黑木耳多糖膜的100.4mg·cm-2·d-1下降了40.8%。

參考文献

[1]王锋棚.可食性复合膜的制备及在包装中的应用[D].天津科技大学.2014

[2]鲍文毅，徐晨，宋飞，汪秀丽，王玉忠.纤维素/壳聚糖共混透明膜的制备及阻隔抗菌性能研究[J].高分子学报，2015，{4}（01）：49-56.