CN116285178A - 一种土壤杆菌胞外多糖食品包装膜的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物，其原料包括：聚乙烯醇和土壤杆菌胞外多糖，土壤杆菌胞外多糖为去除琥珀酰基团的riclin多糖。本发明还公开了上述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚乙烯醇水溶液与土壤杆菌胞外多糖水溶液混匀，然后制膜得到土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物。本发明还公开了上述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物在食品包装膜中应用。本发明还公开了一种可视化检测食品新鲜度的包装膜，其原料包括：上述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物和紫甘薯花青素。本发明具有良好的水蒸气阻隔性能、抗氧化性能和抗拉性能，且可降解；与紫甘薯花青素相配合制作薄膜可以通过包装膜的颜色变化直接反映食品的品质。

Description

一种土壤杆菌胞外多糖食品包装膜的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及食品包装技术领域，尤其涉及一种土壤杆菌胞外多糖食品包装膜的制备方法及其应用。
背景技术
随着生活水平的提高和健康意识的增强，消费者更加注重食品的品质与质量安全。食品包装是食品商品的重要组成部分，它具有保护食品，在运输过程中防止食品分解、氧化和污染，保持食品自身质量的作用。市场上常用的食品包装膜价格低廉，无毒，理化性能优良，但是抗氧化性效果和水蒸气透过性能弱，薄膜难降解，易造成严重的环境问题(Mengqing Kan,Shelie A.Miller,Environmental impacts of plastic packaging offood products,Resources,Conservation and Recycling.180(2022)0921-3449.)。近年来，为了提高食品安全，减少环境污染，人们越来越倾向于利用天然高分子材料作为原材料制备环境友好型、可生物降解的新型包装材料。
聚乙烯醇(PVA)是一种无毒、可再生和可生物降解的水溶性聚合物，它制成的薄膜柔韧平滑、氧气阻透性好、透明度高，是一种绿色环保材料。但是PVA薄膜也具有水溶性高、降解速度慢、水蒸气透过性较强，抗拉伸性能低等缺点，还缺乏抗菌或抗氧化等活性功能，这很大程度上限制了它的应用范围。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种土壤杆菌胞外多糖食品包装膜的制备方法及其应用，本发明选用去除琥珀酰基团的riclin多糖与聚乙烯醇以适宜比例相互配合，可以提高薄膜的水蒸气阻隔性能、抗氧化性能和抗拉性能，且可降解；可用于制作食品包装膜；与紫甘薯花青素相配合制作薄膜可以通过包装膜的颜色变化直接反映食品的品质质量，为消费者提供安全保障。
本发明提出了一种土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物，其原料包括：聚乙烯醇和土壤杆菌胞外多糖，土壤杆菌胞外多糖为去除琥珀酰基团的riclin多糖。
优选地，土壤杆菌胞外多糖和聚乙烯醇重量比为1-4:6-9。
优选地，土壤杆菌胞外多糖和聚乙烯醇重量比为1-3:7-9。
Riclin是从土壤杆菌ZCC3656中提取的天然胞外多糖，属于琥珀酰聚糖中的一种。其分子链中含有大量的羟基和羧基，具有良好的生物相容性和生物降解性。已经研究发现riclin具有抑制肿瘤生长、抗氧化、改善高胆固醇血症等生物功能活性。
上述去除琥珀酰基团的riclin多糖的结构如式(I)所示，其中n为大于0的整数。
Figure BDA0004086443730000021
所述去除琥珀酰基团的riclin多糖的结构更加稳定，其提取方法包括如下步骤：取土壤杆菌Agrobacteriumsp.ZCC3656，保藏编号为CCTCCNO:M2018797，依次经活化、种子培养、发酵培养；向发酵液中加入异丙醇进行醇沉，取沉淀干燥得到粗糖riclin；取粗糖riclin的水溶液，与无机碱进行水解反应，然后取反应后的上清液，用乙醇进行醇沉，取沉淀干燥得到去除琥珀酰基团的riclin多糖。
上述提取方法中，发酵培养的温度为28-32℃，发酵培养的时间≥3天；发酵液与异丙醇的体积比1:2.5-5；反应后的上清液与乙醇的体积比为1:2.5-5；水解反应的温度为100-110℃，水解反应的时间为15-30min，水解反应的pH为8.8-9.2，水解反应的压力为5-45kPa。
上述提取方法可以快速提取获得去除琥珀酰基团的riclin多糖，适合应用于工业化生产。
本发明还提出了上述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚乙烯醇水溶液与土壤杆菌胞外多糖水溶液晾至常温后混匀，然后制膜得到土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物。
优选地，聚乙烯醇水溶液的浓度为0.01-0.05g/mL；更优选，聚乙烯醇水溶液的浓度为0.02g/mL。
优选地，土壤杆菌胞外多糖水溶液的浓度为0.01-0.03g/mL；更优选，土壤杆菌胞外多糖水溶液的浓度为0.02g/mL。
优选地，制膜后，干燥得到土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物。
本发明还提出了上述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物在食品包装膜中应用。
本发明还提出了一种可视化检测食品新鲜度的包装膜，其原料包括：上述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物和紫甘薯花青素。
优选地，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物和紫甘薯花青素的重量比为1:0.1-0.2。
优选地，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物和紫甘薯花青素的重量比为1:0.2。
优选地，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物中，土壤杆菌胞外多糖和聚乙烯醇重量比为3:7。
上述紫甘薯花青素为自行提取。提取方法如下：将紫薯粉(20g)与200mL40％乙醇水溶液混合，60℃避光搅拌13h；提取的溶液经过三次过滤并混合；然后用旋转蒸发器(LC-RE-301，中国)在50℃黑暗下浓缩溶液；最后，将浓缩液冷冻干燥得到紫甘薯花青素粉末。
有益效果：
1.本发明选用去除琥珀酰基团的riclin多糖是可再生、可生物降解的，且生物相容性、抗氧化性能良好；与聚乙烯醇以适宜比例相互配合，绿色无毒、阻紫外、可降解，不会对环境造成污染；并去除琥珀酰基团的riclin多糖与聚乙烯醇相互配合，使得本发明所述薄膜具有良好的水蒸气阻隔性能、抗氧化性能和抗拉性能；用于制作食品包装膜，可以提高食品的安全性、延长保质期，在食品包装领域具有较好的应用前景。
2.本发明选用去除琥珀酰基团的riclin多糖、聚乙烯醇和紫甘薯花青素以适宜比例相互配合，可以得到可视化检测食品新鲜度的包装膜，可以监测被包装产品的新鲜及腐败度，可通过包装膜的颜色变化直接反映食品的品质质量，为消费者提供安全保障。
3.本发明制备方法简单，适合工业化大批量生产。
附图说明
图1为实施例1-5和对比例1制得薄膜的横截面的SEM照片；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4，P/R3-PSPA为实施例5。
图2为实施例3、实施例5、对比例1制得薄膜、去除琥珀酰基团的riclin多糖、紫甘薯花青素的FTIR图；其中，PVA为对比例1，Riclin为去除琥珀酰基团的riclin多糖，PSPA为紫甘薯花青素，P/R3为实施例3，P/R3-PSPA为实施例5。
图3为实施例1-4和对比例1制得薄膜的照片；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
图4为实施例1-4和对比例1制得薄膜的光学透光率结果图；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
图5为实施例1-4和对比例1制得薄膜的拉伸应力应变曲线图；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
图6为实施例1-4和对比例1制得薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量图；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
图7为实施例1-4和对比例1制得薄膜的抗氧化性能对比图；其中，a为羟基自由基清除活性，b为DPPH自由基清除活性，c为ABTS自由基清除活性；PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
图8为虾储藏期间实施例5所得薄膜的颜色变化图。
图9为虾储藏期间实施例5所得薄膜的总色差ΔE和虾储藏期间pH和TVB-N的变化图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本发明的范围。
以下所用的聚乙烯醇从上海阿拉丁试剂有限公司购买。
以下所用去除琥珀酰基团的riclin多糖，其提取方法包括如下步骤：
取土壤杆菌Agrobacteriumsp.ZCC3656，保藏编号为CCTCCNO:M2018797，将其菌落在活化培养基(其配方为：含2.5mM-1MgSO4和2.5mM-1CaCl2的Luria-Bertani(LB)培养基)上培养；然后将菌落接种在LB液体培养基中，于30℃进行种子培养48h；
将2％(v/v)的种子培养物转入至发酵液(其配方为：含有3％蔗糖和0.1％NH4Cl的M9培养基或含有3％甘露醇和0.1％谷氨酸的M9培养基，pH7.2)中，然后在30℃、250rpm的旋转摇床培养箱上孵育3天；取发酵液，加入3倍体积的异丙醇进行醇沉，取沉淀干燥得到粗糖riclin；
将粗糖riclin配制成浓度为0.01g/mL的水溶液，用NaOH水溶液调节pH＝9.0，于105℃高压蒸汽处理20min，然后调节9000rpm离心30min得到上清液，室温下加入3倍体积乙醇进行醇沉，取沉淀烘干得到去除琥珀酰基团的riclin多糖，其平均分子量为2.5×106Da。
实施例1
一种土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物，其原料包括：聚乙烯醇和土壤杆菌胞外多糖，土壤杆菌胞外多糖为去除琥珀酰基团的riclin多糖，土壤杆菌胞外多糖和聚乙烯醇重量比为1:9。
上述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物的制备方法，包括如下步骤：
将2g聚乙烯醇溶于100mL水中，于85℃搅拌1h得到聚乙烯醇水溶液；将2g去除琥珀酰基团的riclin多糖溶于100mL水中，于50℃下搅拌1h得到土壤杆菌胞外多糖水溶液；
将2mL土壤杆菌胞外多糖水溶液缓慢加入到18mL聚乙烯醇水溶液中，室温下搅拌1h得到成膜液，然后将成膜液倒入塑料培养皿，于25℃、50％RH条件下放置24h晾干得到土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物，记为P/R1。
实施例2
土壤杆菌胞外多糖水溶液和聚乙烯醇水溶液的体积比为2:8，其他同实施例1，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物记为P/R2。
实施例3
土壤杆菌胞外多糖水溶液和聚乙烯醇水溶液的体积比为3:7，其他同实施例1，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物记为P/R3。
实施例4
土壤杆菌胞外多糖水溶液和聚乙烯醇水溶液的体积比为4:6，其他同实施例1，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物记为P/R4。
实施例5
向20mL的实施例3成膜液中加入0.08g的紫甘薯花青素，搅拌0.5h，然后将倒入塑料培养皿中，其他同实施例3，得到可视化检测食品新鲜度的包装膜，记为P/R3-PSPA。
对比例1
将土壤杆菌胞外多糖水溶液换成水，其他同实施例1，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物记为PVA。
试验例1
采用扫描电子显微镜(S-4800，日立高科技公司，日本)在5kV、1000倍放大电压下分别对实施例1-5和对比例1所得薄膜的横截面进行观察，观察前薄膜在液氮下破碎，并喷涂薄金；结果如图1所示。
图1为实施例1-5和对比例1制得薄膜的横截面的SEM照片；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4，P/R3-PSPA为实施例5。
由图1可以看出：
对比例1的PVA薄膜表面均匀、致密、光滑；
实施例1-4加入去除琥珀酰基团的riclin多糖后，其在聚乙烯醇中分布均匀，薄膜的横截面仍然连续紧密、质地均一，说明在混合过程中去除琥珀酰基团的riclin多糖和PVA链形成了致密且均匀的网络；
实施例4中，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物中胞外多糖和聚乙烯醇重量比为4:6时，薄膜横截面可以看到明显的去除琥珀酰基团的riclin多糖颗粒聚集，这可能会导致聚合物网络结构的破坏，使薄膜的结构更加松散和粗糙；
实施例5中，加入紫甘薯花青素后，薄膜表面相对致密光滑，说明紫甘薯花青素可以很好地分布在土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物基质中，增强了薄膜基质之间的相容性；这是因为紫甘薯花青素中的羟基通过氢键与去除琥珀酰基团的riclin多糖、聚乙烯醇相互作用，改变了去除琥珀酰基团的riclin多糖和聚乙烯醇的链排列。
试验例2
用FTIR仪(安捷伦科技，圣克拉拉，美国)在衰减全反射模式下对实施例3、实施例5、对比例1的薄膜、去除琥珀酰基团的riclin多糖、紫甘薯花青素进行红外光谱检测，波数范围为4000-400cm-1，分辨率为2cm-1；结果如图2所示。
图2为实施例3、实施例5、对比例1制得薄膜、去除琥珀酰基团的riclin多糖、紫甘薯花青素的FTIR图；其中，PVA为对比例1，Riclin为去除琥珀酰基团的riclin多糖，PSPA为紫甘薯花青素，P/R3为实施例3，P/R3-PSPA为实施例5。
由图2可以看出：
在去除琥珀酰基团的riclin多糖的吸收光谱中，位于3346、1647、1073和894cm-1附近的峰与O-H的拉伸、C＝O的拉伸、C-OH的拉伸以及β-D-吡喃葡萄糖的存在有关；
对比例1的PVA在3420cm-1(O-H拉伸)、2942cm-1(C-H拉伸)、1095cm-1(C-O拉伸)处出现能带，1439cm-1(CH-CH2)处的能带与基本碳骨架弯曲有关；
紫甘薯花青素光谱在3374cm-1处的吸收峰强而宽，可能为花青素分子间以氢键相连的羟基(OH)的伸缩振动，在1636cm-1处出现的吸收峰，对应C＝C芳香环的伸缩振动，在1277cm-1处出现吸收带，对应类黄酮化合物的吡喃环伸缩振动，1034cm-1处的能带属于芳香族环的C-H变形；
实施例3加入去除琥珀酰基团的riclin多糖后，O-H拉伸带的吸收转移到较低的波数(3420-3383cm-1)；可能是去除琥珀酰基团的riclin多糖的加入影响PVA的分子间作力，使去除琥珀酰基团的riclin多糖与PVA之间形成新的氢键力；
实施例5加入少量紫甘薯花青素后，与实施例3薄膜相比，谱带逐渐右移至3394cm-1；这可能是由于紫甘薯花青素与成膜基质之间的分子间相互作用；
这些结果表明，紫甘薯花青素与去除琥珀酰基团的riclin多糖、聚乙烯醇在膜中形成氢键，静电相互作用和氢键可能是紫甘薯花青素与去除琥珀酰基团的riclin多糖、聚乙烯醇的主要相互作用。
试验例3
包装材料的透明度影响着食品的整体外观和消费者对食品的接受程度。有的包装材料通过选择性过滤不同光波而具有保护食品免受光降解的能力。
使用数码相机(尼康Z50)记录实施例1-4和对比例1所得薄膜的外观和颜色，结果如图3所示。用紫外可见分光光度计测定了实施例1-4和对比例1所得薄膜在200-800nm波长范围内的透光率。通过测量薄膜在280nm(T280)和600nm(T600)下的透光率百分比来评估紫外线的阻隔性能和透明性能，结果如图4所示。
图3为实施例1-4和对比例1制得薄膜的照片；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
图4为实施例1-4和对比例1制得薄膜的光学透光率结果图；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
由图3-4可以看出：实施例1-4和对比例1所得薄膜均为透明无色；对比例1的PVA薄膜在200-800nm范围内表现出良好的透光性；实施例1-4加入去除琥珀酰基团的riclin多糖，对PVA薄膜在600nm可见光下的透过率没有显著影响；但是在280nm的紫外光下，薄膜透过率由75.6％显著下降到17.2％(表1)，表明去除琥珀酰基团的riclin多糖的加入有一定的紫外阻隔作用。
试验例4
水蒸气透过率可以反映薄膜对水蒸气的阻隔性，较低的水蒸气透过率，可以提高食品包装膜的防潮性，延长食品的保质期。
分别检测实施例1-4和对比例1所得薄膜的水蒸气透过性能。具体检测方法如下：将薄膜样品切成10cm×10cm的方形，密封贴附于含18mL蒸馏水的WVP杯上；将WVP杯置于25℃、50％RH的湿室中，称量烧杯每1h的重量变化来测定所吸收的水分，计算WVP值，计算公式如下：
WVP＝(Δm×x)/(S×ΔP×t)；
式中：Δm为烧杯重量变化量(g)，x为薄膜厚度(mm)，S为薄膜面积(m2)，ΔP为确定条件下薄膜两侧的压力梯度(Pa)，t为间隔时间(h)。检测结果如表1所示。
表1检测结果
Films Thickness(μm) T280(％) T600(％) WVP(10-11)g/(m·s·Pa)
对比例1 51.0±1.61a 75.6±0.61a 84.9±0.23a 2.0±0.01a
实施例1 50.8±1.32a 55.5±0.92b 84.1±0.19a 1.8±0.04b
实施例2 51.5±1.26a 27.6±1.27c 82.9±0.11b 1.7±0.03b
实施例3 51.6±1.17a 26.9±0.58c 82.7±0.29b 1.1±0.03d
实施例4 51.7±0.75a 17.2±0.53d 81.9±0.22b 1.3±0.03c
备注：表格中同一列不同字母表示差异显著(P<0.05)。
由表1可以看出：加入不同量的去除琥珀酰基团的riclin多糖对薄膜的水蒸气透过率会有影响；随着去除琥珀酰基团的riclin多糖含量的增加，薄膜的水蒸气透过率显著降低(2.0→1.1)；当实施例4中去除琥珀酰基团的riclin多糖和聚乙烯醇重量比为4:6时，其WVP值高于实施例3，这可能与去除琥珀酰基团的riclin多糖在聚乙烯醇基质中聚集、基质分布不均有关。
试验例5
分别检测实施例1-4和对比例1所得薄膜的力学性能。具体检测过程如下：根据美国材料与试验协会(ASTM)标准方法(D882-09,2009)，采用万能电子材料试验机(型号5969，美国Instron公司)测定样品薄膜的抗拉强度(TS,MPa)、断裂伸长率(EB,％)和杨氏模量(YM,GPa)。薄膜被切成2cm×6cm条状，初始抓握距离为40mm，十字头速度为10mm/s。
结果如图5所示；图5为实施例1-4和对比例1制得薄膜的拉伸应力应变曲线图；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
根据图5的拉伸应力应变曲线可以得到抗拉强度(TS)、断裂伸长率(EB)和杨氏模量(YM)，结果如表2和图6所示。
图6为实施例1-4和对比例1制得薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量图；其中，PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
表2实施例1-4、对比例1薄膜的抗拉强度、断裂伸长率和杨氏模量结果
Films Elongationatbreak(％) Tensilestrength(MPa) Young'smodulus(GPa)
对比例1 152.8±8.32a 30.5±0.74a 2.6±0.16a
实施例1 76.8±6.25b 49.7±2.22b 3.6±0.08b
实施例2 46.3±3.41c 61.2±3.13c 5.4±0.06c
实施例3 27.8±4.73d 70.4±1.39d 10.7±0.19e
实施例4 14.7±1.89d 62.7±1.41c 9.1±0.48d
备注：表格中同一列不同字母表示差异显著(P<0.05)。
由图5-6、表2可以看出：加入不同量的去除琥珀酰基团的riclin多糖会对薄膜的拉伸应力应变曲线产生影响；对比例1中PVA薄膜的TS、EB和YM值分别为(30.5±0.74)MPa、(152.8±8.32％)MPa和(2.6±0.16)MPa；随着去除琥珀酰基团的riclin多糖含量的增加，实施例1-3所得薄膜的TS(30.5→70.4MPa)和YM(2.6→10.7GPa)增加，表明去除琥珀酰基团的riclin多糖的加入可以显著提高薄膜的抗拉强度和杨氏模量；值得注意的是，由于去除琥珀酰基团的riclin多糖的含量较高，在PVA基质中聚集，实施例4中薄膜的TS(62.7MPa)、YM(9.1GPa)和EB(14.7％)表现出严重的下降，但是实施例4中薄膜的TS、YM仍高于对比例1。
试验例6
分别检测实施例1-4和对比例1所得薄膜的抗氧化性能。选用了3种方法对各薄膜进行抗氧化检测，包括：DPPH自由基清除能力测试、羟基自由基(OH-)清除能力测试和ABTS自由基清除能力测试。
1.羟基自由基清除活性的检测方法如下：
将重约0.1g的薄膜样品浸入5mL的超纯水中于室温下搅拌2h，取各样品上清液1mL分别与9mM的FeSO4水溶液1mL、9mM的水杨酸乙醇溶液1mL和20mM的H2O2水溶液1mL混匀；在37℃下孵育1h，然后在510nm处测量吸光度；羟自由基清除活性以清除率(％)来衡量，公式如下：
清除率(％)＝[1-(A1-A2)/A0]×100；
其中，A0为对照(不含样品)的吸光度，A1为样品和羟基自由基的吸光度，A2为空白样品(不含羟基自由基)的吸光度。所有试验均采用三份重复试验。
2.DPPH自由基清除活性的检测方法如下：
将重约0.1g的薄膜样品浸入5mL的超纯水中于室温下搅拌2h；取样品上清液各2mL与等体积的0.1mMDPPH乙醇溶液混合，静置1h，然后用酶标仪测定溶液在517nm处的吸光度。DPPH自由基清除活性计算公式如下：
清除率(％)＝[1-(A1-A2)/A0]×100；
其中，A0为对照物的吸光度(用水代替样品溶液)，A1为样品的吸光度，A2为用乙醇代替DPPH溶液的样品溶液的吸光度。所有试验均采用三份重复试验。
3.ABTS自由基清除活性的检测方法如下：
将重约0.1g的薄膜样品浸入5mL的超纯水中于室温下搅拌2h，所得上清液为样品溶液；将ABTS原液(7mM)与等体积的K2S2O8溶液(2.45mM)混合，室温避光孵育12-16h后作为ABTS自由基溶液使用；用磷酸盐缓冲液(pH＝6.6)稀释ABTS自由基溶液，在734nm处吸光度为0.70±0.02，并在30℃平衡；然后，将2mL(2、4、6、8、10mg/mL)样品溶液加入2mL稀释的ABTS自由基溶液中；在30℃避光保存10min后，在734nm处测定吸光度。通过以下公式计算清除活性：
清除率(％)＝[1-(A1-A2)/A0]×100；
其中，A0为对照物的吸光度(用水代替样品溶液)，A1为样品的吸光度，A2为样品溶液用水代替ABTS自由基溶液的吸光度。所有试验均采用三份重复试验。
检测结果如图7所示。图7为实施例1-4和对比例1制得薄膜的抗氧化性能对比图；其中，a为羟基自由基清除活性，b为DPPH自由基清除活性，c为ABTS自由基清除活性；PVA为对比例1，P/R1为实施例1，P/R2为实施例2，P/R3为实施例3，P/R4为实施例4。
备注：图7中柱状图上不同字母表示差异显著(P<0.05)。
由图7a可以看出：随着去除琥珀酰基团的riclin多糖含量的增加，薄膜的羟基自由基清除能力越来越高(22.0→44.6)，且均显著强于PVA；
由图7b可以看出：对比例1中的PVA薄膜基本没有清除DPPH自由基的活性，实施例1-4中薄膜的DPPH自由基清除能力均明显高于PVA，且清除能力与去除琥珀酰基团的riclin多糖含量成正比；
由图7c可以看出：实施例1-4薄膜的ABTS自由基清除能力均显著强于对比例1，说明实施例1-4制备的薄膜抗氧化能力更强；说明去除琥珀酰基团的riclin多糖可显著提高薄膜的抗氧化能力。
综上所述：将去除琥珀酰基团的riclin多糖用在食品包装薄膜中还未见报道；单独使用去除琥珀酰基团的riclin多糖制作的薄膜，其力学性能并不十分理想；将去除琥珀酰基团的riclin多糖与聚乙烯醇配合使用，当去除琥珀酰基团的riclin多糖和聚乙烯醇重量比为3:7时，薄膜的阻隔性能、抗拉性能和抗氧化性能最优。
试验例7
考察实施例5所得薄膜指示虾是否变质中的应用，具体方法如下：
将新鲜的虾放在无菌培养皿中，然后将实施例5的薄膜(1cm×2cm)放置于无菌培养皿内且不与虾接触；随后将所有培养皿密封，25℃保存24h，通过摄像头记录薄膜的颜色变化，分析样品的新鲜度；
在此期间，根据中华人民共和国国家标准GB5009.228-2016方法测定虾类样品中总挥发性碱性氮(TVB-N)的浓度；具体检测方法为：将10g虾仁样品均质于90mL蒸馏水中，均质30min后滤纸过滤,取滤液使用数字pH计测定pH值。所有的测量都是三份。
结果如图8-9所示。图8为虾储藏期间实施例5所得薄膜的颜色变化图。
图9为虾储藏期间实施例5所得薄膜的总色差ΔE和虾储藏期间pH和TVB-N的变化图。
由图8-9可以看出：薄膜的颜色都随着存放时间的延长而发生明显变化；在虾的变质过程中，薄膜的颜色由紫红色逐渐转变为紫色、蓝色、森林绿，最后变为黄绿色。根据中国标准(GB2733-2015)，水产品中TVB-N的含量上限为20mg/100g；图9中当TVB-N在12h时达到22.9mg/100g，表明虾已经变质，不能再食用，此时指示膜颜色变化明显(深蓝色膜)，对应的ΔE值从2h的16.5增加到12h的44.3，均高于5，表明鲜虾和初腐坏期的膜色容易区分；因此，本发明所述可视化检测食品新鲜度的包装膜的颜色变化可以反映虾的新鲜度。
综上所述，本发明设计一种基于土壤杆菌Agrobacteriumsp.ZCC3656分泌的胞外多糖riclin的薄膜组合物，可用于食品包装膜，去除琥珀酰基团的riclin多糖的加入使薄膜具有良好的阻紫外性能、水蒸气阻隔性能、抗氧化性能和抗拉性能，是一种新型的绿色环保无毒的薄膜。该薄膜与天然pH显色剂紫甘薯花青素结合后可以实现食品品质质量的检测；通过薄膜的颜色变化来判断食品的新鲜度，从而可使得消费者通过观察肉眼可见的颜色变化确定食品的品质安全，实现了包装的智能检测。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物，其特征在于，其原料包括：聚乙烯醇和土壤杆菌胞外多糖，土壤杆菌胞外多糖为去除琥珀酰基团的riclin多糖。
2.根据权利要求1所述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物，其特征在于，土壤杆菌胞外多糖和聚乙烯醇重量比为1-4:6-9；优选地，土壤杆菌胞外多糖和聚乙烯醇重量比为1-3:7-9。
3.一种如权利要求1或2所述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚乙烯醇水溶液与土壤杆菌胞外多糖水溶液混匀，然后制膜得到土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物。
4.根据权利要求3所述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物的制备方法，其特征在于，聚乙烯醇水溶液的浓度为0.01-0.05g/mL。
5.根据权利要求3所述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物的制备方法，其特征在于，土壤杆菌胞外多糖水溶液的浓度为0.01-0.03g/mL。
6.根据权利要求3所述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物的制备方法，其特征在于，制膜后，干燥得到土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物。
7.一种如权利要求1或2所述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物在食品包装膜中应用。
8.一种可视化检测食品新鲜度的包装膜，其特征在于，其原料包括：如权利要求1或2所述土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物和紫甘薯花青素。
9.根据权利要求8所述可视化检测食品新鲜度的包装膜，其特征在于，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物和紫甘薯花青素的重量比为1:0.1-0.2。
10.根据权利要求8所述可视化检测食品新鲜度的包装膜，其特征在于，土壤杆菌胞外多糖薄膜组合物中，土壤杆菌胞外多糖和聚乙烯醇重量比为3:7。
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