一种含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜及其制备方法。所述淀粉膜中的复合纳米粒子是由玉米醇溶蛋白包埋芦丁制备，该复合纳米粒子膜具有缓慢释放芦丁的性能，从而使本发明专利技术制备的膜具有长效抗氧化性能。本发明专利技术采用物性测定仪、傅氏转换红外线光谱分析仪、扫描电镜等仪器对淀粉膜表征结构进行分析，并对其透光率、水溶性、透湿性、表面颜色、机械性能、缓释率以及抗氧化性进行了测定。结果表明，芦丁复合纳米粒子添加至玉米淀粉膜后，玉米淀粉膜的性质有所改善，通过测定复合膜的性质，发现芦丁复合纳米粒子能与淀粉基质形成氢键和静电相互作用，在一定程度上强化了淀粉膜的性质，并使淀粉膜具有一定的缓释比例和较强的抗氧化性。

Corn starch film containing rutin composite nano particle and preparation method thereof

The invention provides a corn starch film containing rutin composite nano particles and a preparation method thereof. The starch composite nanoparticles in the film is made of maize zein rutin preparation, the composite nanoparticles film with slow release performance of rutin, so that the prepared film has effective antioxidant properties. The invention adopts TA-XT2i instrument, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscope analysis of starch film characterization, and the light transmittance, water solubility, permeability, surface color, mechanical properties, oxidation resistance and release rate were determined. The results show that the composite nanoparticles of rutin added to corn starch film, the properties of corn starch film improved by determination of properties of composite film, composite nanoparticles can find rutin form hydrogen bonding and electrostatic interactions with the starch matrix, to a certain extent strengthen the properties of starch film, and the film has a certain proportion of slow-release starch and strong oxidation resistance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米包装膜
，具体涉及一种含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜及其制备方法。
技术介绍
保护食品品质并延长食品货架期是食品科学领域一项长期的任务，而且食品品质的破坏和微生物的滋生主要发生在食品表面，因而，在食品接触材料中添加抑菌抗氧化成分能够有效防止食品腐败变质，延长食品的货架期。部分天然高分子聚合物具有成膜特性，由于具有环境可降解性而备受青睐。常见的易于成膜的天然高分子材料有：蛋白、多糖和动植物油。其中，淀粉是来源最为广泛，成本最低廉的一种可再生天然高分子化合物。淀粉膜一般是以淀粉为基质，添加甘油、聚乙二醇等多元醇及脂肪酸等类脂物质为增塑剂制作而成。像糖果包装上使用的精米纸就是传统的以淀粉为原料制备的可食用膜，具有防潮，防止与外包装粘连的作用。纳米粒子通常是指粒径小于1μm的固体颗粒。由于重力的原因，微米级颗粒难以分散并悬浮在液体体系中。而纳米粒子具有良好的稳定性，其悬浮液可以在长达三个月的时间内保持稳定。在肠道模型的测试中，100nm的纳米粒子的吸收率是1—10μm的15—250倍，这是因为纳米粒子可以穿透亚黏膜层而微球只能停留在表皮层上。因此，纳米粒子相对于微米级的粒子在稳定性和生理利用率方面具有明显的优势。纳米粒子的应用领域非常广泛，可用于催化反应、电导材料、高色度染料、纺织服装、强化材料以及包埋输送活性物质等等。其中输送活性物质和强化包装材料性能是纳米粒子最重要的用途之一，常用于包埋检测物质、药物、营养物质、食品添加剂和强化材料的机械性能等等。天然活性抑菌抗氧化成分因其安全、健康而受到消费者青睐。但天然活性成分往往不稳定，见光易分解，不溶于水性食品，因此，天然活性成分的抑菌抗氧输送体系是近几年的研究热点。将抗菌剂、抗氧化剂等活性物质加入到淀粉膜中可以制成具有一定抗菌、抗氧化活性的可食膜，所添加的活性物质会对淀粉膜的性能产生一定的影响，主要会对薄膜的机械性能和阻隔性能造成一定的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜及其制备方法，由于芦丁不溶于水，性质不稳定，本专利技术采用反溶剂法，利用玉米醇溶蛋白将芦丁包埋后制得水溶性的芦丁复合纳米粒子，并将不同浓度的芦丁复合纳米粒子添加到玉米淀粉—甘油混合液中，经过磁力搅拌、水浴、真空脱气后制得玉米淀粉膜，并对其透光率、膜的水溶性、透湿性、表面颜色、红外图谱、扫描电镜以及缓释和抗氧化性能进行了分析，为抗氧化纳米粒子膜的开发提供新的思路。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术提供了一种含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜，所述芦丁复合纳米粒子与玉米淀粉的质量比为0.01-10％，所述芦丁复合纳米粒子以芦丁为抗氧化剂，玉米醇溶蛋白为载体，酪蛋白酸钠为稳定剂，所述芦丁与玉米醇溶蛋白的质量比为0.1:1，玉米醇溶蛋白与酪蛋白酸钠的质量比为1:1，所述玉米淀粉膜的膜厚度为200±10μm。进一步的：所述芦丁复合纳米粒子的制备方法如下：(1)将芦丁和玉米醇溶蛋白分别溶于乙醇-水溶液，并混合；(2)向步骤(1)中混合溶液快速加入酪蛋白酸钠溶液；(3)将步骤(2)的混合液旋转蒸发，经离心除去不溶物，之后冷冻干燥，得到粉状物为所述芦丁复合纳米粒子。进一步的：所述芦丁复合纳米粒子与玉米淀粉的质量比在2％时，玉米淀粉膜的断裂伸长率和抗拉强度最大，溶解度最低。进一步的：所述含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜与未添加纳米粒子的玉米淀粉膜相比，透光率下降，水蒸气透过率下降。进一步的：所述玉米淀粉膜中的芦丁在水中的释放曲线分为两个阶段：初始快速释放阶段1-2h和之后的缓慢释放阶段3-12h。进一步的：所述玉米淀粉膜随着芦丁复合纳米粒子添加量的增加，DPPH清除率、ABTS自由基清除率和总抗氧化能力分别提高。本专利技术还提供了所述的含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)称取玉米淀粉和甘油，加入水中，得到玉米淀粉-甘油混合液；(2)将所述芦丁复合纳米粒子加入到水中搅拌溶解，然后与所述玉米淀粉—甘油混合液混合，搅拌，水浴加热，冷却至常温；真空脱气后，移取膜液制膜，干燥，揭膜，保存。进一步的：所述步骤(2)中在100℃水浴中加热20min。进一步的：所述步骤(2)中经过45℃的鼓风干燥器干燥8h。进一步的：所述步骤(2)中将膜置于相对湿度50％的干燥器中保存。与现有技术相比，本专利技术的优点和技术效果是：本专利技术以芦丁复合纳米粒子为抗氧化剂和玉米淀粉膜性能改良剂，制备含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜。采用物性测定仪、傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)、扫描电镜等仪器对淀粉膜表征结构进行分析，并对其透光率、水溶性、透湿性、表面颜色、缓释率以及抗氧化性进行了测定。结果表明，芦丁复合纳米粒子玉米淀粉膜具有良好的成膜特性，一定浓度的芦丁复合纳米粒子添加后，膜的断裂强度和断裂伸长率增加，水溶性下降，抗氧化性能增加，一定条件下能够长效释放芦丁。傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)分析结果表明，芦丁复合纳米粒子与玉米淀粉之间存在着较为强烈的分子间氢键等相互作用，这些相互作用使混合组分中各组分之间具有良好的结合和相容性。扫描电镜图片显示，未添加芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜表面比较光滑，没有明显的突起和褶皱痕迹；当少量添加芦丁复合纳米粒子后，芦丁纳米粒子较为均匀的分布于玉米淀粉膜中，起到了支撑和骨架作用，具有部分突起和皱褶。附图说明图1是芦丁标准曲线。图2是含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜的扫描电镜图片；其中，芦丁复合纳米粒子添加量A：0％；B：0.5％；C：1％；D：2％；E：4％；F:10％。图3为含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜的红外光谱图；其中，芦丁复合纳米粒子添加量A：0％；B：0.5％；C：1％；D：2％；E：4％；F:10％；G：芦丁颗粒，图3a为红外光谱图，图3b为显示了峰的漂移。图4是芦丁复合纳米粒子膜中芦丁的累积释放曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案进行详细的描述。本专利技术所用的材料和仪器如下：1.1材料乙醇、硫酸、甘油(丙三醇)：莱阳市康德化工有限公司；DPPH、ABTS：美国Sigma-Aldrich公司；磷酸钾、K2S2O8、钼酸铵：天津巴斯夫化工有限公司；所有试剂均为分析纯。玉米淀粉：食品级，天津市福禄食品有限公司。芦丁复合纳米粒子：实验室采用反溶剂法自制CN-ZR纳米粒子。将0.1g芦丁和1.0g玉米醇溶蛋白溶于20mL的80％的乙醇-水溶液，快速加入50mL60℃的2％酪蛋白酸钠溶液。将此混合液在45℃下旋转蒸发10min，经4000rpm离心10min除去少量不溶物，之后冷冻干燥24h得到载有芦丁的复合纳米粒子。1.2仪器AR224CN电子天平：奥豪斯仪器(上海)有限公司；N-1100旋转蒸发器：上海爱朗仪器有限公司；ZMQ-S5V001超纯水处理系统，密理博，Billerica，MA；TU-1810DASPC紫外分光光度计：北京普析通用有限公司；CR-400色彩色差计：日本柯尼卡美能达公司；IS10型傅里叶红外变换光谱分析仪：美国Nicolet公司；TA.XTPlus物性测定仪：英国StableMicroSystems公司；ABT-150扫描电镜：日本托邦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜，其特征在于：所述芦丁复合纳米粒子与玉米淀粉的质量比为0.01‑10%，所述芦丁复合纳米粒子以芦丁为抗氧化剂，玉米醇溶蛋白为载体，酪蛋白酸钠为稳定剂，所述芦丁与玉米醇溶蛋白的质量比为0.1:1，玉米醇溶蛋白与酪蛋白酸钠的质量比为1:1，所述玉米淀粉膜的膜厚度为200±10 µm。

【技术特征摘要】
1.一种含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜，其特征在于：所述芦丁复合纳米粒子与玉米淀粉的质量比为0.01-10%，所述芦丁复合纳米粒子以芦丁为抗氧化剂，玉米醇溶蛋白为载体，酪蛋白酸钠为稳定剂，所述芦丁与玉米醇溶蛋白的质量比为0.1:1，玉米醇溶蛋白与酪蛋白酸钠的质量比为1:1，所述玉米淀粉膜的膜厚度为200±10µm。2.根据权利要求1所述的含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜，其特征在于：所述芦丁复合纳米粒子的制备方法如下：（1）将芦丁和玉米醇溶蛋白分别溶于乙醇-水溶液，并混合；（2）向步骤（1）中混合溶液快速加入酪蛋白酸钠溶液；（3）将步骤（2）的混合液旋转蒸发，经离心除去不溶物，之后冷冻干燥，得到粉状物为所述芦丁复合纳米粒子。3.根据权利要求2所述的含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜，其特征在于：所述芦丁复合纳米粒子与玉米淀粉的质量比在2%时，玉米淀粉膜的断裂伸长率和抗拉强度最大，溶解度最低。4.根据权利要求2所述的含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜，其特征在于：所述含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀粉膜与未添加纳米粒子的玉米淀粉膜相比，透光率下降，水蒸气透过率下降。5.根据权利要求2所述的含有芦丁复合纳米粒子的玉米淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张双灵，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37