CN113278187B

CN113278187B - 核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN113278187B
Application number: CN202110678778.8A
Authority: CN
Inventors: 陈浩; 刘文昕
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2041-06-18
Also published as: CN113278187A

Abstract

本发明涉及核桃肽‑壳聚糖‑海藻酸钠复合膜及其制备方法和应用。复合膜包括海藻酸钠膜和壳聚糖‑核桃肽膜形成的复合膜，海藻酸钠膜包括海藻酸钠，壳聚糖‑核桃肽膜包括壳聚糖和核桃肽形成的共价交联复合物。解决了食品包装材料的不易降解的问题，解决了食品保鲜问题，解决了可食膜的阻湿性差、机械性能差的问题，解决了复合膜具有性能降低的问题。

Description

核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于可食膜技术领域，具体涉及核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

可食膜是指以天然可食性大分子物质为原料，并添加可食用的增塑剂、交联剂等物质，通过分子之间的相互作用形成的可生物降解、可食的薄膜，并可作为某些功能性成分的载体。可食膜可以通过包裹、浸渍或喷涂等方式覆盖在食物表面，减少食品与周围环境中水分、气体、油脂和挥发性物质的接触，防止食品表面污染，为食物提供物理保护，从而提高食品的稳定性，延长食品保质期。

传统食品包装材料如石油基聚合物聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等在自然界中不易被降解，焚烧还可能产生有毒物质。随着人们生活水平的提高，大众对食品的品质和安全有了更高的追求，对环境保护、可持续发展也越来越重视，传统包装材料已经不能满足人们的需要，新型生物可降解材料成为研究热点，可食膜便是其中之一。目前，国内外研究人员正致力于研究各式可食膜，并取得了一系列进展。

我国对于可食膜的研究起步较晚，可食膜的阻隔性能、机械性能和特殊环境下的保鲜功能还需要改善，可食膜还没有被普及。但可食膜作为一种新型生物可降解包装材料，具有功能多样、绿色环保、无毒无害、可延长食品保存期等优点，此外还有一定的营养价值，应用前景广阔，要使可食膜在生活中被广泛使用，还需要更深入的探索。

根据成膜基质的不同，可食膜主要可以分为多糖膜、蛋白质膜、脂质膜和复合膜，各种可食膜各有其优缺点。多糖膜化学性质稳定，机械性能和透明度好，可长期储存，但由于多糖亲水，其阻湿性较差；蛋白质膜阻隔氧气、油脂的性能良好，但蛋白质具有亲水基团，其阻湿性有限；脂质膜阻水能力强，但机械性能差，故一般很少用脂质材料单独制膜。复合可食膜的出现弥补了单一材料制膜的缺陷，多种材料复合制膜可以使薄膜具有更广泛的功能。现阶段研究中常见的复合方法有将材料直接共混以及将各材料分别逐层组装这两种方式，直接共混简单方便，但成分间可能发生不良反应，影响复合膜的性能。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜及其制备方法和应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，包括海藻酸钠膜和壳聚糖-核桃肽膜形成的复合膜，海藻酸钠膜包括海藻酸钠，壳聚糖-核桃肽膜包括壳聚糖和核桃肽形成的共价交联复合物。

壳聚糖-海藻酸钠双层复合膜相较于一般的壳聚糖基薄膜和海藻酸钠薄膜具有更优秀的特性。壳聚糖薄膜和海藻酸钠薄膜协同作用，提高了阻隔性能。壳聚糖与其它水胶体难以兼顾各项理化性能，通过与海藻酸钠协同组合成双层膜，可以改善壳聚糖膜的耐水性能和机械性能。海藻酸钠膜对湿度敏感，与壳聚糖组成的复合膜提高了阻湿性能。

以壳聚糖和海藻酸钠为主要成膜基质，添加核桃肽以增强复合膜抗氧化性能。壳聚糖和核桃肽形成的共价交联复合物使复合膜具有较好的抗拉强度和断裂伸长率，复合膜较低的吸油性和水蒸气透过率体现了膜良好的阻隔性能。

解决了食品包装材料的不易降解的问题，解决了食品保鲜问题，解决了可食膜的阻湿性差、机械性能差的问题，解决了复合膜具有性能降低的问题。

在本发明的一些实施方式中，海藻酸钠与壳聚糖的质量比为3:0.5-5；优选为3:1-4；进一步优选为3:1-3。海藻酸钠与壳聚糖的质量比例会影响复合膜的吸油性、阻湿性、透光率、机械强度。尤其是对阻湿性的影响较大。

在本发明的一些实施方式中，海藻酸钠膜中还包括甘油，1g的海藻酸钠对应的甘油的体积为1-1.5mL；进一步，1g的海藻酸钠对应的甘油的体积为1.2-1.4mL。甘油作为增塑剂，与海藻酸钠混合后有助于海藻酸钠成膜，甘油的加入量影响海藻酸钠膜的致密性和强度，使成型后的海藻酸钠膜具有较好的阻隔性能、抗拉强度和断裂伸长率。

在本发明的一些实施方式中，壳聚糖-核桃肽膜中壳聚糖和核桃肽的重量比为1-4:1-4；优选为1-3:1-3。壳聚糖和核桃肽的掺杂比例，影响得到的复合膜的抗拉强度和断裂伸长率、阻隔性能。核桃肽的添加比例与复合膜的DPPH自由基清除率呈现正相关，核桃肽赋予了复合膜抗氧化能力，使得复合膜具有更好的保鲜功能。

在本发明的一些实施方式中，壳聚糖-核桃肽膜还包括甘油、京尼平，壳聚糖、核桃肽、甘油、京尼平的比例为1-4:1-4:1-3mL:0.005-0.02g；进一步，壳聚糖、核桃肽、甘油、京尼平的比例为1-3:1-3:1.5-2.5mL:0.005-0.015g。加入甘油作为增塑剂，有利于混合物塑化成膜，加入京尼平使壳聚糖和核桃肽交联形成网状结构，提高复合膜的机械强度，合适的壳聚糖和核桃肽的比例可以使交联反应更充分，提高膜的抗拉强度和断裂伸长率。复合膜的吸油性和水蒸气透过率体现了膜良好的阻隔性能，京尼平交联壳聚糖与核桃肽使得膜结构致密，油脂和水分不易透过复合膜，有利于食品的保鲜。但当核桃肽比例增大时，其吸湿吸油性会影响膜的阻隔性能。

第二方面，上述核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，具体步骤为：

海藻酸钠溶液与甘油混合，然后经过干燥成膜得到海藻酸钠膜；

壳聚糖溶液与核桃肽溶液混合，然后加入甘油和京尼平溶液得到混合溶液；

将混合溶液置于海藻酸钠膜上，然后经过干燥成膜得到复合膜。

分别得到海藻酸钠膜和壳聚糖-核桃肽混合溶液，然后进行双层复合膜的制备，是由于壳聚糖与海藻酸钠的亲水性都较强，单一制成的膜性能较差。为了改善壳聚糖、海藻酸钠单一成膜的性能，尝试利用二者之间的静电反应，将二者直接共混制膜。然而，直接共混可能会使壳聚糖上的-NH³⁺与海藻酸钠上的-COO-发生强烈的反应，生成水不溶性混合物，所得膜溶液的粘度大且不均匀，造成制备的膜品质不好。本发明中利用逐层(LBL)组装成膜的方法，在干燥的过程中，将带有相反电荷的大分子物质依次沉积下来，高分子层之间的非共价相互作用可以赋予双层膜更好的机械性能和阻隔性能。

所以，壳聚糖-海藻酸钠双层膜中的不同层之间并不是简单的叠加，而是发生了分子间的相互作用，在这种静电相互作用下，膜内分子结合得更加紧密，制出的双层膜结合了单层膜的各种优势，膜的各项性能得到了改善。双层复合膜体现出了各种优越性能。

解决了复合膜的组装可能发生不良反应，影响复合膜的性能的问题。

在本发明的一些实施方式中，

在本发明的一些实施方式中，海藻酸钠溶液的溶剂为水，1g海藻酸钠对应的水的体积为60-70mL；优选为64-68mL。

在本发明的一些实施方式中，海藻酸钠溶液与甘油混合后先经过脱气处理，然后再进行干燥。在本发明的一些实施方式中，干燥成膜的温度为20-50℃，时间为15-35h；优选为25-35℃，20-28h。

在本发明的一些实施方式中，壳聚糖溶液的溶剂为乙酸水溶液，乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.5-2％，壳聚糖溶液中壳聚糖的浓度为0.2-3％(w/v)；优选的，乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.5-1.5％，壳聚糖溶液中壳聚糖的浓度为0.5-2％(w/v)。

在本发明的一些实施方式中，核桃肽溶液的溶剂为水，核桃肽溶液中核桃肽的浓度为0.2-3％(w/v)；优选为0.5-2％(w/v)。

在本发明的一些实施方式中，京尼平溶液的溶剂为乙酸水溶液，乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.5-2％，京尼平溶液中京尼平的浓度为:0.005-0.02％(w/v)；优选的，乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.5-1.5％，京尼平溶液中京尼平的浓度为:0.005-0.01％(w/v)。

在本发明的一些实施方式中，混合溶液置于海藻酸钠膜上后干燥的温度为20-50℃，时间为15-35h；优选为25-35℃，20-28h。在本发明的一些实施方式中，干燥后得到的复合膜进行回湿处理。

第三方面，核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜在包装材料领域中的应用；尤其是在食品包装材料中的应用。

海藻酸钠，是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种多糖碳水化合物，是由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸连接而成的一种线型聚合物，是海藻酸衍生物中的一种，所以有时也被称为褐藻酸钠或海藻胶。海藻酸钠溶于水后有良好的凝胶特性和成膜能力，且海藻酸钠的生物降解性和生物相容性良好，作为可降解的“环境友好”材料，被广泛应用于化学、生物、医药、食品等领域。

海藻酸钠具有形成透明、均匀、水溶性好的薄膜的特性，且海藻酸钠基薄膜对脂肪和氧气的渗透性较低，可以有效缓解食品的脂质氧化。然而海藻酸钠亲水性强，单一海藻酸钠制成的膜对湿度敏感，无法用于食品保鲜，海藻酸钠膜和壳聚糖膜组成的复合膜具有阻湿性能。

壳聚糖，又称脱乙酰几丁质、可溶性甲壳素，是由甲壳素经脱乙酰化反应生成的生物大分子。甲壳素来源广泛，如节足动物类外壳、真菌和藻类的细胞壁等，是一种丰富的自然资源。壳聚糖分子呈链状，不溶于水、碱性溶液和大部分有机溶剂，可溶解于矿酸、有机酸及弱酸稀溶液。壳聚糖可制成柔性的无色透明膜，且有抗菌、杀菌、抗肿瘤等生物活性，应用广泛。

壳聚糖具有良好的成膜性，壳聚糖膜透明度高、化学性质稳定，且由于其无毒性、抗菌活性、生物相容性和生物降解性，可有效地用于食品保存。单一壳聚糖膜的耐水性能和机械性能差，并且壳聚糖单一与其他水胶体共混改性难以兼顾各项理化性能，本发明中制备双层膜叠加海藻酸钠改善了壳聚糖膜的耐水性和机械性能。

核桃肽是核桃蛋白的水解产物。核桃蛋白是一种优质的植物蛋白，含有18种氨基酸，包括了人体所需的8种必需氨基酸，氨基酸组成平衡，有很好的营养和保健功能，但核桃蛋白的溶解性能差，在食品领域中的应用非常有限。核桃多肽相较于核桃蛋白具有更好的溶解性、乳化性、吸油性和抗氧化性，且更易被人体吸收利用。研究显示，核桃肽中富含的谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸等氨基酸残基与其抗氧化性相关，此外，核桃肽还具有一定的抗癌性能，在医药、食品领域有极大的应用潜力，还需要进一步探索以拓展核桃肽的使用范围。本发明将核桃肽作为功能活性成分添加进复合膜中，增强了复合膜的保鲜效果。

京尼平，作为交联剂对于膜的性能非常重要，可以增强膜的机械性能、阻隔性能和耐热性等。常用的化学交联剂有甲醛、戊二醛等，但通常这些醛类物质都具有毒性，使得膜不具备可食性。京尼平(Genipin)是栀子苷经β-葡萄糖苷酶水解后的产物，可用于多种天然生物材料的交联，是一种优良的天然生物交联剂，有毒性低、生物相容性好等特点，可以与壳聚糖、多肽等物质的氨基共价交联形成席夫碱，适合作为制备可食膜时使用的化学交联剂，可以提高膜结构的致密性。京尼平本身还具有优良的药理价值，如保肝利胆、抗炎、抗菌、抗肿瘤、治疗胃炎、治疗糖尿病等。

本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

壳聚糖-海藻酸钠双层复合膜相较于一般的壳聚糖基薄膜和海藻酸钠薄膜具有更优秀的特性。壳聚糖薄膜和海藻酸钠薄膜协同作用，提高了阻隔性能和机械性能。

加入核桃肽增强复合膜抗氧化性能，壳聚糖和核桃肽形成的共价交联复合物使复合膜具有较好的抗拉强度和断裂伸长率。添加天然生物交联剂京尼平对核桃肽和壳聚糖进行交联，改善了复合膜的机械性能和阻隔性能。

复合膜具有较好的机械性能、阻湿性、吸油性、抗氧化性。抗拉强度可以达到3.65MPa，断裂伸长率为30.82％，水蒸气透过率为0.60g·mm·m^-2·h^-1·kPa^-1，吸油性为0.85％，DPPH自由基清除率为25.59％，该复合膜具有良好的机械性能和阻隔性能，可以提供良好的保鲜效果。

复合膜具有较薄的厚度，厚度约为0.14-0.18mm，有利于作为一种可食膜为食品提供良好的保鲜效果。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为不同复合膜的拉伸强度和断裂伸长率测试结果图；

图2为不同复合膜的色度值测试结果图；

图3为不同复合膜的透光率测试结果图；

图4为不同复合膜的水蒸气透过率测试结果图；

图5为不同复合膜的吸油性测试结果图；

图6为不同复合膜的DPPH自由基清除能力测试结果图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面结合实施例对本发明进一步说明

实施例1

1.海藻酸钠单层膜的制备

称取1.50g海藻酸钠，边搅拌边缓慢将海藻酸钠加入100mL蒸馏水中，在40℃水浴中磁力搅拌1h至完全溶解，再加入2mL甘油，搅拌均匀，制成100mL膜溶液，放入超声清洗器中脱气处理10min，备用。将15g海藻酸钠溶液倾倒入直径为90mm的塑料培养皿中，平铺均匀后置于30℃恒温鼓风干燥箱中干燥24h成膜。

2.壳聚糖-核桃肽共价复合物的制备

称取1.5g的壳聚糖粉末溶于1％(v/v，％)的乙酸溶液中，磁力搅拌至完全溶解。称取0.5g的核桃肽粉溶于蒸馏水中，在60℃水浴中磁力搅拌30min。将核桃肽水溶液与壳聚糖乙酸溶液混合，搅拌加入增塑剂甘油2mL，加入京尼平乙酸水溶液1mL，含有京尼平0.01g，乙酸溶液的浓度为1％(v/v，％)。

3.双层复合膜的制备

将17g壳聚糖-核桃肽溶液倾倒于即将完全干燥的海藻酸钠单层膜上，平铺均匀并在30℃恒温鼓风干燥箱中干燥24h成膜。烘干后将膜取下，放在装有饱和KBr溶液的干燥皿(RH60％，室温)中回湿，备用。复合膜记为S-CG2。

实施例2

1.海藻酸钠单层膜的制备

2.壳聚糖-核桃肽共价复合物的制备

称取1g的壳聚糖粉末溶于1％(v/v，％)的乙酸溶液中，磁力搅拌至完全溶解。称取1g的核桃肽粉溶于蒸馏水中，在60℃水浴中磁力搅拌30min。将核桃肽水溶液与壳聚糖乙酸溶液混合，搅拌加入增塑剂甘油2mL，加入京尼平乙酸水溶液1mL，含有京尼平0.01g，乙酸溶液的浓度为1％(v/v，％)。

3.双层复合膜的制备

将17g壳聚糖-核桃肽溶液倾倒于即将完全干燥的海藻酸钠单层膜上，平铺均匀并在30℃恒温鼓风干燥箱中干燥24h成膜。烘干后将膜取下，放在装有饱和KBr溶液的干燥皿(RH60％，室温)中回湿，备用。复合膜记为S-CG3。

实施例3

1.海藻酸钠单层膜的制备

2.壳聚糖-核桃肽共价复合物的制备

称取0.5g的壳聚糖粉末溶于1％(v/v，％)的乙酸溶液中，磁力搅拌至完全溶解。称取1.5g的核桃肽粉溶于蒸馏水中，在60℃水浴中磁力搅拌30min。将核桃肽水溶液与壳聚糖乙酸溶液混合，搅拌加入增塑剂甘油2mL，加入京尼平乙酸水溶液1mL，含有京尼平0.01g，乙酸溶液的浓度为1％(v/v，％)。

3.双层复合膜的制备

将17g壳聚糖-核桃肽溶液倾倒于即将完全干燥的海藻酸钠单层膜上，平铺均匀并在30℃恒温鼓风干燥箱中干燥24h成膜。烘干后将膜取下，放在装有饱和KBr溶液的干燥皿(RH60％，室温)中回湿，备用。复合膜记为S-CG4。

对比例1

1.海藻酸钠单层膜的制备

2.壳聚糖-核桃肽共价复合物的制备

称取1g的壳聚糖粉末溶于1％(v/v，％)的乙酸溶液中，磁力搅拌至完全溶解。称取1g的核桃肽粉溶于蒸馏水中，在60℃水浴中磁力搅拌30min。将核桃肽水溶液与壳聚糖乙酸溶液混合，搅拌加入增塑剂甘油2mL，加入1mol/L HCl调节混合溶液pH至3.0，制成100mL膜溶液，放入超声清洗器中脱气处理10min，冷却至室温，备用。

3.双层复合膜的制备

将17g壳聚糖-核桃肽溶液倾倒于即将完全干燥的海藻酸钠单层膜上，平铺均匀并在30℃恒温鼓风干燥箱中干燥24h成膜。烘干后将膜取下，放在装有饱和KBr溶液的干燥皿(RH60％，室温)中回湿，备用。复合膜记为S-C0。

对比例2

1.海藻酸钠单层膜的制备

2.壳聚糖-核桃肽共价复合物的制备

称取2g的壳聚糖粉末溶于1％(v/v，％)的乙酸溶液中，磁力搅拌至完全溶解。加入增塑剂甘油2mL，加入京尼平乙酸水溶液1mL，含有京尼平0.01g，乙酸溶液的浓度为1％(v/v，％)。

3.双层复合膜的制备

将17g壳聚糖-核桃肽溶液倾倒于即将完全干燥的海藻酸钠单层膜上，平铺均匀并在30℃恒温鼓风干燥箱中干燥24h成膜。烘干后将膜取下，放在装有饱和KBr溶液的干燥皿(RH60％，室温)中回湿，备用。复合膜记为S-CG1。

对比例3

1.海藻酸钠单层膜的制备

2.壳聚糖-核桃肽共价复合物的制备

称取2g的核桃肽粉溶于蒸馏水中，在60℃水浴中磁力搅拌30min。将核桃肽水溶液与壳聚糖乙酸溶液混合，搅拌加入增塑剂甘油2mL，加入京尼平乙酸水溶液1mL，含有京尼平0.01g，乙酸溶液的浓度为1％(v/v，％)。

3.双层复合膜的制备

将17g壳聚糖-核桃肽溶液倾倒于即将完全干燥的海藻酸钠单层膜上，平铺均匀并在30℃恒温鼓风干燥箱中干燥24h成膜。烘干后将膜取下，放在装有饱和KBr溶液的干燥皿(RH60％，室温)中回湿，备用。复合膜记为S-CG5。

实验例

1.机械拉伸性能

测试方法：将复合膜裁剪成50mm×10mm的长条，两端平整地夹在质构仪的拉伸探头上，设定初始间距为20mm，拉伸速度为60mm/min，每种复合膜做3个平行，记录膜断裂时的最大拉力和伸长的长度，结果取平均值。抗拉强度(TS，MPa)和断裂伸长率(EB，％)采用以下公式计算：

式中：F表示膜断裂时最大拉力，N；d表示膜的厚度，mm；W表示膜样品的宽度，mm；L₀为拉伸前膜的长度，mm；L₁为拉伸后膜的长度，mm。

复合膜S-C0、S-CG1、S-CG2、S-CG3、S-CG4、S-CG5的拉伸强度和断裂伸长率的测试结果如图1所示，图中TS表示拉伸强度，EB表示断裂伸长率，图1中每个横坐标代表的纵坐标的柱形图，左侧的为拉伸强度TS，右侧的表示断裂伸长率EB。

由图可知，在添加交联剂京尼平的样品中，随着壳聚糖/核桃肽质量比不断减小，复合膜的抗拉强度呈现出先增大后减小的趋势，其中S-CG3号样品即壳聚糖/核桃肽质量比为1:1时的抗拉强度最大(为3.65MPa)，且显著高于未添加京尼平的S-C0号样品。这是因为交联剂京尼平的交联作用，使得壳聚糖和核桃肽之间发生共价交联形成了席夫碱，使得膜结构相较于壳聚糖-海藻酸钠膜和核桃肽-海藻酸钠膜更加紧密，可以更好抵抗外界力量的撕扯。然而，当核桃肽比例过大时，壳聚糖与海藻酸钠之间的较强的相互作用被多肽间较弱的相互作用替代，双层膜的抗拉性能也会受到影响。

复合膜的断裂伸长率从S-CG1号到S-CG4号样品也表现为先增大后减小，是因为壳聚糖和核桃肽的结合位点是有限的，当逐渐增大核桃肽比例，两者之间的结合趋向于饱和。交联剂京尼平使膜结构致密，使得膜不易被拉伸长，所以S-CG3号样品的断裂伸长率相较于没有交联的S-C0号样品的小。当上层膜不含壳聚糖时，核桃肽的多肽结构松散，使膜粘性大，柔韧性好，断裂伸长率达到最大，但该复合膜容易与被包装的物品黏连，不适合使用。

2.色差值

测试方法：用色差仪对膜的颜色参数(L、a、b)进行测量，色差仪通过标准白片校准后使用。以S-CG1号样品为参照计算色差值，结果取3个复合膜样品的平均值。按照以下公式计算色差值：

复合膜S-C0、S-CG1、S-CG2、S-CG3、S-CG4、S-CG5的色差值的测试结果如图2所示，图2中的(a)图表示不同样品明暗度(黑白)的差别，图2中的(b)图表示不同样品红绿色的差别，图2中的(c)图表示不同样品黄蓝色的差别，图2中的(d)图表示不同样品总色差的差别。

由图2可以看到，未添加京尼平的复合膜颜色为淡黄色，添加京尼平的复合膜颜色为蓝绿色，是由于京尼平与壳聚糖、核桃肽的氨基反应时生成了栀子蓝色素，反应越充分，则产生的色素越多，蓝色越深。分析可知，随着添加核桃肽比例的增大，复合膜的L、a、b值均出现波动，S-CG2～S-CG5号样品的ΔE值偏大，说明相较于未添加核桃肽的S-CG1号样品已经有了明显的颜色差异。综合来看，核桃肽与京尼平、壳聚糖之间反应方式和反应的充分程度，对复合膜的颜色有较大影响。

3.透光率

透光率用紫外-可见分光光度计测定。将可食膜裁成1.2cm×4cm的试样,紧贴于比色皿的内侧(以空比色皿作对照)，在560nm波长下测定其透光率,测3个平行样,取平均值。透光率(T，％)按照以下公式计算：

复合膜S-C0、S-CG1、S-CG2、S-CG3、S-CG4、S-CG5的透光率的测试结果如图3所示，如图3的结果所示，未添加京尼平交联的S-C0号样品透光率最高，为85.06％。S-CG1～S-CG5号样品由于京尼平交联反应生成色素，导致了膜透光率降低，透光率在31.86％～42.38％之间波动，这是由于壳聚糖和核桃肽结合时，连续相和分散相界面发生光反射和散射，导致透光率发生变化。复合膜不同层的混合体系有非均质性，这也是导致透光率降低的原因。

4.水蒸气透过率

测试方法：将3g无水CaCl₂加入40mm×25mm的称量瓶中，用膜封口，记录称量瓶的初始质量。然后将称量瓶置于含有饱和KBr溶液的干燥皿中，在室温、相对湿度60％的环境下放置，每24h测一次称量瓶的质量，直至称量瓶重量不再改变，并记录最终质量。水蒸气透过率(WVP)按照以下公式计算：

式中：WVP是膜的水蒸气渗透率，g·mm·m^-2·h^-1·kPa^-1；Δm是称量瓶增加的质量，g；A是复合膜的表面积，m²；t是间隔时间，h；d为膜厚度，mm；ΔP是复合膜两侧的水蒸气压差，kPa。

复合膜S-C0、S-CG1、S-CG2、S-CG3、S-CG4、S-CG5的水蒸气透过率的测试结果如图4所示，其中，S-CG1和S-CG3号样品的水蒸气透过率最低，均为0.60g·mm·m^-2·h^-1·kPa^-1，说明壳聚糖-海藻酸钠双层膜结构以及壳聚糖-核桃肽交联体系均能够起到阻隔水分的作用。核桃肽的吸湿性强，当核桃肽添加比例增大，核桃肽与壳聚糖无法充分交联时，水蒸气透过率会升高。

5.吸油性

测试方法：将膜裁剪成25mm×25mm的正方形，将其称重后平铺在滤纸上，然后将4mL大豆油倒在膜上,静置0.5h，用滤纸吸干膜表面的油，再称膜重，以膜重的增量与膜原重的比值表示膜的吸油性。吸油性按照以下公式计算：

式中：m₁是膜吸油前的质量，g；m₂是膜吸油后的质量，g。

复合膜S-C0、S-CG1、S-CG2、S-CG3、S-CG4、S-CG5的吸油性的测试结果如图5所示，由图5可知，复合膜的吸油性随着核桃肽添加比例的增大呈现出先减弱后增强的趋势，且添加交联剂京尼平后，膜的吸油性减弱，S-CG3号样品的吸油性最弱，为0.85％。这是由于壳聚糖和核桃肽交联后形成致密网状结构，阻隔了油脂渗透入膜内，在一定程度上减弱了膜的吸油性。但核桃肽有较强的吸油性，所以核桃肽比例增大到一定范围时，膜的吸油性增强。

6.抗氧化性

测试方法：称取0.3g膜样品放入30mL蒸馏水中，经过24h，待其溶解完全后，加入30mL乙醇。将复合膜溶液在4000r/min下离心20min，提取上清液作为膜提取液。取1mL上清液与5mL 0.01mmol/L的DPPH乙醇溶液混合，在黑暗中放置反应30min，测量溶液在517nm处的吸光度A_i，同时测1mL膜提取液和5mL乙醇混合液的吸光度A_j，以及样品溶剂(0.5mL蒸馏水+0.5mL乙醇)与5mL 0.01mmol/L的DPPH乙醇溶液混合暗处静置反应30min后的吸光值A_o ^[36 ^-38]。抗氧化性表现为DPPH自由基清除率，按照以下公式计算：

复合膜S-C0、S-CG1、S-CG2、S-CG3、S-CG4、S-CG5的抗氧化性的测试结果如图6所示，复合膜的抗氧化性是衡量包装保鲜效果的一个重要标准，实验中通过添加核桃肽来赋予复合膜抗氧化性，并测定了复合膜样品的DPPH自由基清除能力，以此来评定复合膜的抗氧化能力(结果如图6所示)。随着核桃肽添加比例增大，膜的DPPH自由基清除率逐渐升高，S-CG5号样品的清除率最高为30.14％。而未添加核桃肽的S-CG1号样品也表现出了一定的抗氧化能力，是因为壳聚糖也具有一定的抗氧化性，其抗氧化能力与脱乙酰度有关。综合来看，核桃肽能够很好地改善复合膜的抗氧化性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：包括海藻酸钠膜和壳聚糖-核桃肽膜形成的复合膜，海藻酸钠膜包括海藻酸钠，壳聚糖-核桃肽膜包括壳聚糖和核桃肽形成的共价交联复合物，还包括甘油、京尼平。

2.如权利要求1所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：海藻酸钠膜中还包括甘油，1g的海藻酸钠对应的甘油的体积为1-1.5mL。

3.如权利要求2所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：1g的海藻酸钠对应的甘油的体积为1.2-1.4mL。

4.如权利要求1所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：壳聚糖-核桃肽膜中壳聚糖和核桃肽的重量比为1-4:1-4。

5.如权利要求4所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：壳聚糖-核桃肽膜中壳聚糖和核桃肽的重量比为1-3:1-3。

6.如权利要求1所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：壳聚糖、核桃肽、甘油、京尼平的比例为1-4:1-4:1-3mL:0.005-0.02g。

7.如权利要求6所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：壳聚糖、核桃肽、甘油、京尼平的比例为1-3:1-3:1.5-2.5mL:0.005-0.015g。

8.如权利要求1所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：海藻酸钠与壳聚糖的质量比为3:0.5-5。

9.如权利要求8所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：海藻酸钠与壳聚糖的质量比为3:1-4。

10.如权利要求8所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜，其特征在于：海藻酸钠与壳聚糖的质量比为3:1-3。

11.如权利要求1-10任一所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：具体步骤为：

12.如权利要求11所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：海藻酸钠溶液的溶剂为水，1g海藻酸钠对应的水的体积为60-70mL。

13.如权利要求12所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：1g海藻酸钠对应的水的体积为64-68mL。

14.如权利要求11所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：海藻酸钠溶液与甘油混合后先经过脱气处理，然后再进行干燥。

15.如权利要求11所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：干燥成膜的温度为20-50℃，时间为15-35h。

16.如权利要求15所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：干燥成膜的温度为25-35℃，时间为20-28h。

17.如权利要求11所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：壳聚糖溶液的溶剂为乙酸水溶液，乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.5-2％，壳聚糖溶液中壳聚糖的浓度为0.2-3％(w/v)。

18.如权利要求17所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.5-1.5％，壳聚糖溶液中壳聚糖的浓度为0.5-2％(w/v)。

19.如权利要求11所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：核桃肽溶液的溶剂为水，核桃肽溶液中核桃肽的浓度为0.2-3％(w/v)。

20.如权利要求19所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：核桃肽溶液中核桃肽的浓度为0.5-2％(w/v)。

21.如权利要求11所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：京尼平溶液的溶剂为乙酸水溶液，乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.5-2％，京尼平溶液中京尼平的浓度为:0.005-0.02％(w/v)。

22.如权利要求21所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：乙酸水溶液中乙酸的体积分数为0.5-1.5％，京尼平溶液中京尼平的浓度为:0.005-0.01％(w/v)。

23.如权利要求11所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：混合溶液置于海藻酸钠膜上后干燥的温度为20-50℃，时间为15-35h。

24.如权利要求23所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：混合溶液置于海藻酸钠膜上后干燥的温度为25-35℃，时间为20-28h。

25.如权利要求11所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜的制备方法，其特征在于：干燥后得到的复合膜进行回湿处理。

26.权利要求1-10任一所述的核桃肽-壳聚糖-海藻酸钠复合膜在包装材料领域中的应用。