上海腾拔质构仪助力南京工业大学在Food Research International发文

近日，南京工业大学研究人员在国际食品期刊《Food Research International》（中科院一区，影响因子IF=7）发表了题为"Effect of lipid addition on the physiochemical, structural, and photoactive antibacterial properties of cornstarch-chlorophyllin composite film"的研究性论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Rapid TA质构仪用于测定玉米淀粉-叶绿素复合膜的拉伸强度和断裂伸长率。

该研究论文旨在制备分别添加 0.5%、1.0% 和 1.5% 的椰子油（CO）、牛至精油（OEO）和蜂蜡（BW）的玉米淀粉 - 叶绿素（CS - Chl）复合薄膜，以解决 CS - Chl 基质亲水性这一关键局限性，并对薄膜的物理化学、结构以及光活性抗菌性能进行评估。所有 COx/OEOx/BWx 样品的水分含量、水溶性、溶胀能力和水蒸气透过率均显著降低，平均值分别为 12.58%、15.41%、29.30% 和 1.78×10⁻¹⁰gm−1s−1Pa−1 。在机械性能方面，随着 CO 和 BW 含量的增加，COx 和 BWx 薄膜的拉伸强度（TS）提高，而断裂伸长率（EAB）降低。然而，在 OEOx 薄膜中，随着 OEO 含量的增加，TS 最初升高，随后降低。傅里叶变换红外光谱（FTIR）表明，CO、OEO 和 BW 分子与 CS 基质及 Chl 分子的结合效果更好。X 射线衍射（XRD）光谱显示结晶度较低，而扫描电子显微镜（SEM）图像显示横截面表面粗糙且结构不均。尽管 COx/OEOx/BWx 薄膜在活性氧（ROS）产生方面相似，但用这些薄膜包装的虾在 5 天后仍可安全食用。研究结果突出了脂质浓度和 ROS 生成的影响，证实与聚乙烯（PE）薄膜相比，含有 COx/OEOx/BWx 的 CS - Chl 薄膜具有更强的抗菌性能，使其成为食品包装实际应用中的创新解决方案。

图1 图文摘要

根据图 2，当 CO 含量从 0.5% 增至 1.5% 时，COx 样品的拉伸强度（TS）升高，断裂伸长率（EAB）降低。虽然 CO1.5 样品的 TS 最高，但 CO0.5 与 CO1.0 样品之间并无显著差异。然而，CS - Chl 样品与 COx 样品的 EAB 值存在显著差异。与 CS - Chl 样品相比，OEO 浓度不断增加的 OEOx 薄膜，其 TS 有所上升。同时，OEO0.5 的 TS 最高，为 5.4 MPa，随后随着 OEO 浓度升高，TS 逐渐下降（1.0% 时为 4.5 MPa，1.5% 时为 3.6 MPa）。此外，随着 OEO 浓度增加，EAB 降低。从 EAB 从 68%（OEO0.5）降至 35%（OEO1.5），这一趋势十分明显。我们的研究结果与含精油的壳聚糖复合薄膜在 TS 和 EAB 方面的研究结果一致，即过高的精油浓度可能导致相分离，或破坏聚合物网络，削弱分子间相互作用，从而降低 TS。与 COx 样品类似，当 BW 含量从 0.5% 增至 1.5% 时，BWx 样品的 TS 升高，EAB 降低。而且，与 COx 样品相比，BWx 样品在 TS 和 EAB 方面呈现出相似的趋势。

添加脂质会促使脂质与淀粉分子之间的接触更为频繁，从而在聚合物基质中造成更明显的脂质不连续性。脂质与聚合物的结合，取代了多糖聚合物中的极性固体键，使得薄膜基质更加不均匀且不连续，进而导致拉伸强度（TS）和断裂伸长率（EAB）发生变化。

图2 CS - Chl 和 COx/OEOx/BWx 薄膜的力学性能 （a）COx，（b）OEOx，以及（c）BWx。相同颜色柱状图中带有不同字母（a - d）的值具有显著差异（p < 0.05）

参考文献：

Ruchika Hansanie Ukwatta et al. Effect of lipid addition on the physiochemical, structural, and photoactive antibacterial properties of cornstarch-chlorophyllin composite film. Food Research International. doi：10.1016/j.foodres.2025.115699