壳聚糖--羟基苯甲酸类接枝共聚物膜的合成及其对双孢菇的保鲜效果

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本文利用1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)化学交联法分别将5种羟基苯甲酸(香草酸、丁香酸、原儿茶酸、龙胆酸、没食子酸)接枝到壳聚糖分子上,并将接枝共聚物制备成膜;通过比较5种壳聚糖-羟基苯甲酸接枝共聚物膜的理化特性、机械强度及抗氧化活性,筛选出综合性能较好的壳聚糖-没食子酸接枝共聚物膜,并评价其对双孢菇的保鲜效果。  (1)通过EDC/NHS介导的交联反应分别将5种羟基苯甲酸(香草酸、丁香酸、原儿茶酸、龙胆酸、没食子酸)接枝到壳聚糖上,并对制备的壳聚糖-羟基苯甲酸类接枝共聚物进行结构鉴定和理化特性分析。结果表明,5种壳聚糖-羟基苯甲酸接枝共聚物的接枝率为34.9-111.0mg/g,接枝共聚物溶液在250-600nm处有明显的紫外-可见吸收峰。与壳聚糖的红外光谱相比,壳聚糖-羟基苯甲酸类接枝共聚物在1596cm-1及1654cm-1处的吸收峰强度减弱,主要是由于酰胺键的形成;同时,接枝共聚物在1730cm-1处出现新的峰,对应于酯键的C=O伸缩振动。核磁共振氢谱显示,壳聚糖-羟基苯甲酸类接枝共聚物除了具有壳聚糖的所有质子信号外,在δ=6.0-8.0ppm间还出现了新的质子信号,对应于羟基苯甲酸的芳香质子。接枝共聚物在2θ=20°处的衍射峰强度与壳聚糖相比显著降低,并且接枝后的壳聚糖在2θ=11°处的衍射峰几乎消失。这一结果表明,将羟基苯甲酸接枝到壳聚糖上可以显著降低壳聚糖的结晶性。  (2)将5种壳聚糖-羟基苯甲酸接枝共聚物分别制备成膜,并测定膜的理化性质、机械强度及抗氧化活性。结果表明,与壳聚糖膜相比,接枝共聚物膜的厚度间无显著性差异;对紫外线的防御能力显著性增强,水蒸汽渗透率显著降低,大部分接枝共聚物膜具有更好的拉伸强度和断裂伸长率;此外,接枝共聚物膜的表面比壳聚糖膜更粗糙,且具有更高的DPPH自由基清除能力。在各种接枝共聚物膜中,壳聚糖-没食子酸接枝共聚物(GLA-g-CS)膜对紫外线的阻隔能力最强,水蒸汽透过系数最低,具有最好的机械性能和抗氧化活性。  (3)GLA-g-CS膜作为一种新型活性包装材料用于双孢菇的贮藏保鲜并测量GLA-g-CS膜包裹对双孢菇冷藏期间理化指标及酶活性的影响。结果表明,与壳聚糖膜及商用保鲜膜包裹相比,GLA-g-CS膜包裹的双孢菇在冷藏期间硬度值更高,并且呼吸速率、褐变度、MDA含量、细胞膜透性、超氧阴离子生成速率以及过氧化氢含量值最低。此外,在所有处理组中,GLA-g-CS膜包裹组双孢菇的SOD活性、CAT活性以及总酚含量值最高,PPO活性最低。实验结果证明GLA-g-CS膜包裹可以提高双孢菇的抗氧化性,从而保持了其在贮藏期间的品质。
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