魔芋葡甘聚糖/油酸修饰纳米ZnO复合抗菌膜的制备与表征

陈晓涵，卢宏政，庞 杰，穆若郡

（福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002）

随着塑料食品包装材料对环境污染的问题日益受到人们的重视，生物聚合物由于具有生物可降解性和具有生物相容性等优点，被广泛应用于食品包装材料中[1]。生物聚合物是从动物、植物或者微生物体内提取出的物质，如多糖（葡聚糖、壳聚糖[2]、淀粉和纤维素）、蛋白质（玉米蛋白、明胶、蛋白质、酪蛋白和大豆分离物）[3]和脂质[4]。多糖由于具有良好的成膜性、增稠性、胶凝性以及生物可降解性等优点，在食品、医药、化妆品领域中得到广泛的应用。魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）是从天南星科魔芋属植物块茎中提取的天然多糖[5]。KGM由于具有优良的成膜性，能够形成致密的网络结构，因此常被用于制备功能性食品包装材料[6]。然而，KGM薄膜存在理化性能和抗菌性能差等缺点，从而限制了其在食品包装行业的广泛应用。

纳米氧化锌（ZnO）具有无毒性、稳定性、紫外阻隔性、抗菌性等特性，广泛应用于食品、医药等领域[7]。研究表明，纳米ZnO作为纳米填充材料能够增强生物聚合物的机械性能、紫外阻隔性和抗菌性。Sanuja等[8]将纳米ZnO与印楝精油添加至壳聚糖膜中，能够增强壳聚糖膜的网络交联结构，改善其机械性能和紫外阻隔性能，且对大肠杆菌产生较强的抑制作用。然而，由于纳米ZnO存在分散性能差等缺点，在生物聚合物中易形成团聚体，影响了其在抗菌食品包装膜领域的应用。因此，对纳米ZnO表面进行修饰极其重要。传统修饰方法为偶联剂法[9]，常见的偶联剂有硅烷偶联剂[10]、钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂等，但由于偶联剂中含有大量化学物质，因此具有较强毒性[11]。

为提高纳米ZnO的分散性，研究人员采用水热法对纳米ZnO进行油酸（oleic acid，OA）修饰[12]。通过引入OA的长脂肪链和C＝C双键，使纳米ZnO表面的羟基（—OH）和OA的羧基（—COOH）发生酯化反应，降低纳米颗粒表面的自由能，从而使OA修饰的纳米ZnO（OAZnO）具有良好的分散性能[13]。Noshirvani等[14]通过OA修饰纳米ZnO以提高纳米ZnO在壳聚糖/羧甲基纤维素复合膜中的分散性，从而增强纳米复合薄膜的机械性能，同时制成的纳米复合薄膜具有较强的抗菌性能，可有效延长食品的货架期。然而，目前还鲜见有关KGM/OAZnO复合抗菌膜的研究。

本实验将KGM和OAZnO通过浇铸法制备得到KGM/OAZnO纳米复合抗菌膜，并研究OAZnO对KGM网络结构的影响，同时测定KGM/OAZnO纳米复合抗菌膜的机械性能、紫外线阻隔性能和抗菌性能，以期为纳米ZnO在KGM食品包装膜中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金黄色葡萄球菌（ATCC29213）、大肠杆菌（ATCC25922） 福建农林大学食品科学学院。

魔芋葡甘聚糖（食品级） 昭通市三艾有机魔芋发展有限公司；油酸 上海麦克林生化科技有限公司；纳米ZnO、甘油 上海市国药集团化学试剂有限公司；牛肉膏、蛋白胨（生化试剂） 北京奥博星生物技术有限责任公司；其他化学试剂（分析级） 上海阿拉丁有限公司。

1.2 仪器与设备

Rheoplus MCR301流变仪 奥地利安东帕有限公司；HH-4数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司；PL402-C电子天平、SDTQ600热重分析仪 瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司；JB200-S数显电动搅拌机 上海标本模型厂；TGI-20B高速台式离心机 上海安亭科学仪器厂；JSM630LV型扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM） 日本电子株式会社；AVATAR360傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）仪 美国Nicolet公司；MiniFlex600型X射线粉末衍射仪 日本Rigaku公司。

1.3 方法

1.3.1 OA修饰纳米ZnO

采用水热法以OA修饰纳米ZnO。将纳米ZnO加入到10 mL 2.5 μL/mL OA溶液中使其终质量浓度为31.3 mg/mL，超声30 min，60 ℃、200 r/min水浴加热搅拌150 min，制得OAZnO溶液。

1.3.2 KGM/OAZnO纳米复合膜的制备

KGM/OAZnO纳米复合膜的制备采用浇铸法，具体参照Wang Lin等[15]的方法并略修改。分别取0、0.32、0.49、0.65 mL OAZnO溶液置于250 mL烧杯中，加入99 mL蒸馏水，将1 g KGM粉末分别溶解于上述溶液中，在45 ℃条件下400 r/min搅拌2 h，滴入50 μL甘油搅拌5 min制得成膜液，分别记为KGM、KGM/OAZnO-1、KGM/OAZnO-2和KGM/OAZnO-3。将25 mL成膜液浇铸在塑料培养皿上，在45 ℃下干燥12 h得到相应的薄膜。于相对湿度50%、25 ℃条件的恒温恒湿培养箱内放置72 h后进行指标测定。

1.3.3 KGM/OAZnO成膜液流变学特性测定

用Rheoplus MCR301流变仪测定成膜液的静态流变性能。所有流变学实验均采用直径为50 mm的平行板，平行板之间间隙设置为1 mm（PP50）。将剪切速率设置为0.1～1 000 s-1，温度设置为25 ℃，进行表观黏度的测定。

1.3.4 KGM/OAZnO纳米复合膜FTIR分析

测定前将OAZnO溶液过滤，将得到的沉淀用蒸馏水冲洗、烘干，得到OAZnO粉末。将样品（OAZnO粉末、ZnO纳米颗粒、KGM膜和KGM/OAZnO-2薄膜）放在含有硅胶的干燥器中干燥48 h，将样品与溴化钾混合并压缩后进行FTIR分析，分辨率设置为4 cm-1，扫描范围为600～3 700 cm-1。

1.3.5 KGM/OAZnO纳米复合膜XRD分析

采用MiniFlex600型X射线粉末衍射仪对KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜进行X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）分析，测定参数如下：电压40 kV、电流15 mA、扫描范围5°～55°、扫描速率为2（°）/min。

1.3.6 KGM/OAZnO纳米复合膜SEM观察

将KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜品切成1 cm×5 cm的长方形，在液氮中冷冻后将其掰断，对碎片截面进行SEM观察；观察表面微观结构时不用进行液氮冷冻处理。SEM检测电压设置为3.0 kV。在观察之前，对样品进行镀金（厚度20 nm、60 s）。

1.3.7 KGM/OAZnO纳米复合膜热重分析

由SDTQ600热重分析仪对KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜样品进行热重分析（thermogravimetric analysis，TGA）。设置加热范围为25～600 ℃，升温速率为10 ℃/min，在氮气中的扫描速率为30 mL/min。

1.3.8 KGM/OAZnO纳米复合膜机械性能测定

机械性能测定参考朱明秀等[16]的方法并略微修改。将KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜样品切成1 cm×5 cm的长方形，用螺旋测微计测量每个样品的厚度（因为样品厚度不一致，每个样品测定5 个位置），计算平均厚度。使用质构仪测定膜样品的最大拉力以及拉伸长度，初始长度设置为3 cm，速度设置为25 mm/min。拉伸强度（tensile strength，TS）和断裂伸长率（elongation at break，EB）分别按式（1）、（2）计算。

式中：F为最大拉力/N；e为平均厚度/mm；w为初始长度（30 mm）；d为拉伸长度/mm。

1.3.9 KGM/OAZnO纳米复合膜水蒸气透过率测定

水蒸气透过率（water vapor permeability，WVP）测定参考Wu Chunhua等[17]的方法并略修改。将2 g无水CaCl2颗粒在105 ℃下干燥24 h后倒入40 mm×25 mm的称量瓶中，然后用KGM膜或KGM/OAZnO纳米复合膜样品覆盖。所有薄膜样品在25 ℃、相对湿度75%的条件下平衡。在24 h内每隔1 h测定一次称量瓶（含膜）的质量，直到前后两次的质量增加率小于5%时为止。设5 组平行，计算平均值。WVP根据式（3）计算。

式中：Δm/Δt表示称量瓶的质量变化率/（g/s）；A表示膜样品的有效面积/m2；d表示膜厚度/m；ΔP膜样品两侧固定（25 ℃）的水蒸气压差（3 282 Pa）。

1.3.10 KGM/OAZnO纳米复合膜水溶性测定

水溶性测定参考朱明秀等[16]的方法并略修改。将KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜样品裁成1 cm×1 cm的正方形并在45 ℃下干燥6 h至恒质量（m0/g）；将试样浸入盛有10 mL蒸馏水的烧杯中浸泡24 h后取出并在60 ℃下干燥至恒质量（m1/g）。水溶性按式（4）计算。

1.3.11 KGM/OAZnO纳米复合膜透光率测定

将KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜样品切成1 cm×5 cm的长方形。用紫外-可见分光光度计测定膜样品在200～600 nm波长处的透光率。

1.3.12 KGM/OAZnO薄膜抗菌性测定

KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜抗菌性测定参照Wang Lin等[15]的方法并略修改。以金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）为受试菌，通过测量抑菌圈直径，以确定膜样品的抑菌效果。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌涂布于LB培养基上，并在培养基表面黏附一个直径为1 cm的圆形膜样品。36 ℃孵育24 h后，测量抑菌圈直径。

1.4 数据处理与分析

数据结果以均值±标准差表示。通过SPSS 25.0软件进行方差分析，采用Duncan多重极差检验比较差异显著性，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 KGM/OAZnO成膜液的流变学特性

如图1所示，所有成膜液都表现出相似的趋势。随着剪切速率的增加，黏度呈下降趋势，表明所有成膜溶液均为典型的假塑性流体[18]。在低剪切速率下，所有成膜液的黏度均随着剪切速率的增大而增大，在剪切速率为0.2 s-1时，表现出轻微的剪切增厚行为，主要由于KGM缠结的网络结构无法迅速恢复[19]。OAZnO对KGM溶液的流变性能有一定的影响，添加OAZnO后，KGM溶液的黏度稍有增加，与Punia等[20]得到的结论相同，这是因为KGM和OAZnO之间形成了分子相互作用[21]。然而，当加入过量OAZnO（0.65 mL）时，成膜液的黏度明显降低，可能是由于过量OAZnO在KGM基中发生团聚，使KGM有序的微观结构被破坏[22]。

图1 KGM、KGM/OAZnO-1、KGM/OAZnO-2和KGM/OAZnO-3成膜液的流变学性能Fig. 1 Steady rheological properties of KGM, KGM/OAZnO-1,KGM/OAZnO-2 and KGM/OAZnO-3 film-forming solutions

2.2 ZnO纳米颗粒、OAZnO粉末、KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜的FTIR分析结果

如图2所示，未修饰的ZnO纳米颗粒在3 300～3 600 cm-1处明显的伸缩振动吸收峰归因于羟基（—OH）伸缩振动，说明ZnO纳米颗粒表面含有大量羟基[13]；OAZnO粉末在1 496.7 cm-1处出现吸收峰，这是由OA中对称和非对称羧酸盐（COO—）伸缩振动引起[13]，说明OA与ZnO发生了化学反应。同时，OAZnO粉末在2 858.4 cm-1和2 927.8 cm-1处有较强的吸收峰，这分别与OA中—CH2和—CH3基团的伸缩振动有关，且与未修饰的ZnO纳米颗粒相比，OA修饰后的样品在3 300～3 600 cm-1处吸收峰强度增加，这是可能是由于OA中的羧基与纳米ZnO表面的羟基发生了酯化反应，OA接枝到纳米ZnO颗粒上，形成了单分子层，从而提高了纳米ZnO的分散性，并能阻止纳米ZnO的团聚[12]。

图2 ZnO、OAZnO、KGM和KGM/OAZnO-2纳米复合膜的傅里叶变换红外光谱Fig. 2 FTIR spectra of ZnO, OAZnO, KGM and KGM/OAZnO-2 nanocomposite films

KGM膜和KGM/OAZnO-2纳米复合膜的FTIR光谱基本一致，说明KGM与OAZnO之间没有生成化学键。KGM/OAZnO-2纳米复合膜中—OH振动强度（3 342.5 cm-1）较KGM膜明显增强，这说明OAZnO中—OH和KGM的—OH之间可能形成了氢键[23]。KGM和KGM/OAZnO-2纳米复合膜中分别位于2 922 cm-1和2 920.1 cm-1处的吸收峰为KGM分子中C—H伸缩振动吸收峰，且KGM/OAZnO纳米复合膜的C—H伸缩振动吸收峰相对于KGM膜的C—H伸缩振动吸收峰发生了红移且强度增强，进一步说明KGM与OAZnO分子间存在相互作用[24]。1 640 cm-1左右处的吸收峰为分子内氢键的吸收峰，与KGM相比，KGM/OAZnO纳米复合膜的分子内氢键的吸收峰从1 648.1 cm-1移至1 641.3 cm-1，发生了红移且强度增强，说明加入OAZnO能够增强KGM分子内氢键相互作用力[24]。

2.3 KGM/OAZnO纳米复合膜XRD分析结果

如图3所示，OAZnO粉末的主要衍射峰集中在2θ＝32.22°、34.84°、36.72°和47.92°处，说明OAZnO具有较强的晶体结构。KGM膜在2θ＝20°处有一个宽阔的KGM非晶特征峰，说明KGM是一种非晶体结构。与KGM相比，添加OAZnO的KGM纳米复合膜中出现新的特征峰（2θ＝32.22°、34.84°、36.72°），这是因为在KGM中加入OAZnO后，OAZnO中的二价金属离子（Zn2+）与KGM链上的—OH以络合方式形成配位键，从而紧密结合；因此，添加OAZnO的KGM纳米复合膜具有晶体结构特征。KGM分子间和分子内通过氢键形成动态的超分子缔合后，可以与OAZnO形成不规则的KGM/OAZnO纳米晶粒，因此加入OAZnO后可以提高KGM的结晶度[25]。

图3 OAZnO粉末、KGM膜、KGM/OAZnO纳米复合膜的XRD图谱Fig. 3 XRD spectra of OAZnO powder, KGM, and KGM/OAZnO nanocomposite films

随着OAZnO添加量的增加，KGM/OAZnO纳米复合膜特征峰的强度先降低后增加，这可能是因为无机纳米ZnO颗粒经过OA修饰，纳米ZnO表面的羟基（—OH）和OA的羧基（—COOH）发生酯化反应，降低了纳米颗粒表面的自由能，从而使OAZnO具有良好的分散性能，均匀分散在KGM基质中导致了结晶速率的减慢[26]，因此特征峰强度降低；然而随着OAZnO添加量继续增加，过量的OAZnO在KGM基质中发生团聚现象，导致结晶度提高，因此特征峰强度增加。这一结果和流变学结果一致。

2.4 KGM/OAZnO纳米复合膜的微观结构

为了进一步确定纳米复合膜的微观结构，采用SEM观察KGM和KGM/OAZnO纳米复合膜表面和横截面的微观形貌。如图4A1～D1所示，KGM膜表面十分平整，KGM/OAZnO-1和KGM/OAZnO-2纳米复合膜表面有颗粒均匀分布，说明OAZnO在KGM基质中分散性较好，这是由于OA提高了纳米ZnO的分散性能[27]，这一现象与FTIR分析结果一致。然而，KGM/OAZnO-3纳米复合膜表面可以观察到团聚的颗粒，印证了流变学分析和XRD图谱分析的结论，即过量OAZnO会发生团聚，破坏KGM的网络结构，同时造成KGM基质的不连续性，导致膜表面产生间隙。

图4 KGM膜（A）及KGM/OAZnO-1（B）、KGM/OAZnO-2（C）和KGM/OAZnO-3（D）纳米复合膜的微观结构Fig. 4 Scanning electron microscope images of KGM(A), KGM/OAZnO-1(B),KGM/OAZnO-2 (C) and KGM/OAZnO-3 (D) nanocomposite films

从膜的横截面微观结构图（图4A2～D2）可以看出，KGM膜上出现许多裂纹，说明KGM基质体系网络结构较弱[23]。在KGM中加入适量OAZnO溶液（0.32～0.49 mL）后，薄膜中开始出现分布均匀的条纹形状，且薄膜横截面的结构变得更加致密，这是由于均匀分散的OAZnO与KGM之间存在氢键相互作用，可有效改善KGM膜的结构和性能[28]。然而，加入过量OAZnO（0.65 mL）时，在KGM/OAZnO-3薄膜上出现形如莲花状的颗粒，使其截面更加粗糙，进一步证明OAZnO在膜中发生了团聚。

2.5 KGM/OAZnO纳米复合膜的热重性能分析结果

如图5所示，纳米复合膜在25～600 ℃升温过程中出现的热降解可分成3 个阶段。膜样品的第1次质量损失均发生在25～100 ℃左右，这是结合水的蒸发造成的；第2次质量损失发生在250～350 ℃，是由氢键断裂引起；第3次质量损失发生在350～600 ℃，是由KGM聚合物的主链断裂引起。

图5 KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜的TGA曲线Fig. 5 TGA spectra of KGM and KGM/OAZnO nanocomposite films

温度范围在25～600 ℃时，添加了OAZnO的KGM膜质量损失率减小，这是由于OA的修饰提高了纳米ZnO在KGM中的分散性，增加了纳米ZnO的表面积，使纳米ZnO在KGM基质中形成的氢键量增加[23]，因此，克服KGM和纳米ZnO之间氢键作用力需要更多的热量。当OAZnO溶液添加量为0.49 mL时，质量损失最小，而过量的OAZnO在KGM中发生团聚现象，OAZnO无法均匀分散在KGM基质中，导致KGM与OAZnO之间的氢键作用力减弱[23]，故OAZnO溶液添加量为0.64 mL时质量损失有所升高。结果表明，OAZnO能增强KGM基的三维网络结构，从而提高KGM/OAZnO纳米复合膜的热稳定性能[29]。

2.6 KGM/OAZnO纳米复合膜的机械性能和WVP

机械性能是衡量食品包装材料的重要指标。如表1所示，KGM膜的拉伸强度为40.94 MPa，断裂伸长率为33.92%，表明KGM膜具有较强的延展性。随着OAZnO添加量的增加，KGM/OAZnO纳米复合膜拉伸强度呈现先增加后减少的趋势，这说明适量的OAZnO（0.49 mL）能够提高KGM/OAZnO纳米复合膜的拉伸强度。KGM/OAZnO-2纳米复合膜的拉伸强度为73.39 MPa，比KGM膜提升了79.26%。然而，过量的OAZnO会破坏致密网络结构，因此拉伸强度降低。随着OAZnO添加量的增加，KGM/OAZnO纳米复合膜的断裂伸长率不断下降，这可能与其硬度的提高有关[23]。

WVP是反映膜样品阻水性能的重要指标之一[30]。由表1可知，KGM膜的WVP为6.40 g/（Pa·s·m），高于KGM/OAZnO纳米复合膜，与Farshchi等[31]得到的结论一致。与KGM膜相比，OAZnO溶液添加量为0.49 mL时得到的KGM/OAZnO纳米复合膜的WVP降低了35.62%。这是因为KGM/OAZnO纳米复合膜具有均匀致密的网络结构，提高了界面张力和阻水性。然而，KGM/OAZnO-3纳米复合膜的WVP与KGM/OAZnO-2纳米复合膜相比略微增加，这是由于不连续的网络结构导致水蒸气从KGM/OAZnO-3纳米复合膜的间隙扩散[32]。

表1 KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜的机械性能和阻水性能Table 1 Mechanical properties and WVP of KGM, KGM/OAZnO-1,KGM/OAZnO-2 and KGM/OAZnO-3 nanocomposite films

2.7 KGM/OAZnO纳米复合膜的水溶性

水溶性是反映膜材料耐水性能的重要指标，与材料的亲水性有关。由图6可以看出，KGM膜的水溶性达到53.15%，这是由于KGM分子链上具有大量羟基，亲水性较强，因此水溶性较差。在KGM中加入OAZnO后，复合膜的水溶性明显下降，这与程萌等[33]的结果一致。一方面可能是因为OAZnO中的OA含有疏水性基团羧基，可以增强复合膜的疏水性[16]；另一方面可能是因为OAZnO通过与KGM分子形成氢键，减少了纳米复合膜中游离羟基的数目。纳米复合膜的水溶性随着OAZnO添加量的增加呈先下降后上升的趋势，上升是因为OAZnO过量时纳米复合膜结构的致密性降低，使得膜中部分亲水分子易溶于水。

图6 KGM、KGM/OAZnO-1、KGM/OAZnO-2和KGM/OAZnO-3纳米复合膜的水溶性Fig. 6 Water solubility of KGM, KGM/OAZnO-1, KGM/OAZnO-2 and KGM/OAZnO-3 nanocomposite films

2.8 KGM/OAZnO纳米复合抗菌膜的紫外阻隔性能

紫外阻隔性能是食品包装材料的另一个重要特性，它可以防止包装食品变色、营养物质损失和脂质氧化[34]。如图7所示，KGM膜的在波长为200～400 nm时，透光率平均值约为75.5%，在波长为400～600 nm时可达到约90%，这说明KGM膜几乎没有紫外阻隔性能，且具有较高透明度。KGM/OAZnO纳米复合膜相比于KGM膜有较强的紫外线阻隔性能，这是因为粒子形态的纳米ZnO具有紫外吸收能力[35]。同时，随着纳米ZnO添加量的增加，KGM/OAZnO纳米复合膜在200～400 nm波长处的透光率降低，说明紫外阻隔性能增强，这是由于OA修饰的纳米ZnO在KGM基质中分布均匀，增大了纳米ZnO的表面积，从而提高了纳米复合膜的紫外阻隔效率[36]。

图7 KGM、KGM/OAZnO-1、KGM/OAZnO-2和KGM/OAZnO-3纳米复合膜的紫外阻隔性能Fig. 7 UV-shielding properties of KGM, KGM/OAZnO-1, KGM/OAZnO-2 and KGM/OAZnO-3 nanocomposite films

2.9 KGM/OAZnO纳米复合膜的抗菌性

由表2可知，KGM膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径均为0，这说明KGM膜没有抗菌效果，而KGM/OAZnO纳米复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌两种受试菌均产生良好的抗菌效果，这是由于纳米ZnO在中性KGM基质中不断地缓慢释放Zn2+，Zn2+能够破坏金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的细胞膜，且进入细胞内与蛋白质上的—SH反应，破坏菌体内原有稳态，从而对菌体产生毒性[37]。同时，KGM/OAZnO纳米复合膜对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径均大于对大肠杆菌的抑菌圈直径，表明薄膜对革兰氏阳性菌的抑菌活性高于革兰氏阴性菌，可能是细胞壁组成不同导致的[38]。

通过图8可以直观地观察OAZnO添加量对纳米复合膜抑菌圈大小的影响，结合表2可知，随着OAZnO添加量增大，KGM/OAZnO纳米复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径均增大，这可能是由于OA及其疏水性组分能直接作用于细菌细胞膜，导致膜结构被破坏，从而增加细胞膜磷脂双分子层渗透性[39]。

图8 OAZnO添加量对纳米复合膜抑菌效果的影响Fig. 8 Observation of inhibition effect of E. coli and S. aureus when exposed to nanocomposite films added with different amounts of OAZnO

表2 KGM膜和KGM/OAZnO纳米复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果Table 2 Inhibitory effect on Escherichia coli and Staphylococcus aureus when exposed to KGM, KGM/OAZnO nanocomposite films

3 结 论

本实验采用水热法以OA修饰纳米ZnO，通过浇铸法制备KGM/OAZnO纳米复合膜。纳米复合膜的流变学特性分析、FTIR分析、XRD分析和SEM观察结果证明OA能够提高ZnO在KGM基质中的分散性，使OAZnO与KGM分子之间生成大量氢键和配位键，形成致密的网络结构。OAZnO的添加量可影响KGM/OAZnO纳米复合膜的机械性能、耐水性能、紫外阻隔性能和抗菌性能，当OAZnO的添加量为0.49 mL时纳米复合膜的综合性能最好。