塑料消費(fèi)量的激增加重環(huán)境污染，急需開(kāi)發(fā)可生物降解的新聚合物產(chǎn)品代替塑料產(chǎn)品。在天然聚 合物中，淀粉具有可食用性、性價(jià)比高等特點(diǎn)，被認(rèn)為是最有前途的材料之一，但是目前市場(chǎng)上的淀 粉基膜多為淀粉填充型產(chǎn)品，雖然其力學(xué)性能和持水性較好，但生物降解率低，未能有效解決塑料垃圾 污染問(wèn)題。木薯淀粉( Cassava Starch，CS) 的直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例高，利于成膜。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法 

1． 1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑 

木薯淀粉: 河南恩苗食品有限公司; 甘油: 天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司; 冰乙酸: 天津市北聯(lián)精細(xì) 化學(xué)品開(kāi)發(fā)有限公司; 殼聚糖: 江蘇澳新生物工程有限公司; 微晶纖維素: 山東中凱食品配料有限公司; 醋酸鈉: 汕頭市迅能貿(mào)易有限公司; 花生油: 海陽(yáng)市弘日升油脂有限公司。

1． 2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

 MP10001 電子天平: 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司; FA2004 分析天平 : 北京普華量宇科技有限 公司; HH-W420 恒溫水浴鍋: 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司; 9246MBE 恒溫鼓風(fēng)干燥箱: 上海博 訊實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司; 722-P 紫外分光光度計(jì): 上?，F(xiàn)科分光儀器有限公司; LDZF 立式壓力蒸汽滅菌 器: 上海申安醫(yī)療器械廠; DL-1 實(shí)驗(yàn)室用電爐: 天津有利科技有限公司; KQ218 超聲清洗儀: 昆山市超聲 儀器有限公司;HPX-9082MBE  恒溫培養(yǎng)箱: 上海博訊實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司; 培養(yǎng)皿: 上海五一玻璃儀器廠; 離心機(jī): 金壇市城西崢嶸試驗(yàn)儀器廠; 水分平衡儀: 崇州市署?？茖W(xué)儀器有限責(zé)任公司。

2 結(jié)果與分析 

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了未加入殼聚糖的 CSF 膜和加入不同殼聚糖濃度的 CH-CSF 的吸水率、透光率和透 油率，發(fā)現(xiàn)當(dāng)殼聚糖添加量為 2． 5% 時(shí)效果最好。因此，在 NCC-CSF 中，殼聚糖添加量為 2． 5% ，并添加 不同濃度的纖維素納米晶，探究纖維素納米晶對(duì)木薯淀粉復(fù)合膜的吸水率、透光率、透油率和降解率的 影響。

 2． 1 木薯淀粉基膜的吸水率

 殼聚糖濃度的增加會(huì)減少淀粉中親水基團(tuán)的含量，隨著殼聚糖含量增加，淀粉膜的吸水率逐漸 降低，由圖 1 可知，不添加殼聚糖時(shí)，吸水率為 374． 8% ，當(dāng)殼聚糖的添加量為 2． 5% 時(shí)，CH-CSF 的吸水 率達(dá)到最低，為 159． 2% 。此結(jié)果表明殼聚糖的加入能降低膜的吸水率，殼聚糖含量為 2． 5% 時(shí)，效果最 佳。 圖 1 膜吸水率變化圖 由圖 1 可知，NCC-CSF 的吸水率隨著纖維 素納米晶添加量的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，未添 加時(shí)，CH-CSF 的吸水率為 169． 7% 。當(dāng)纖維素 納米晶添加量為 2． 5% 時(shí)，其吸水率最低，為 99． 8% 。這是因?yàn)槔w維素納米晶增加了殼聚 糖基膜的彎曲度，減弱了殼聚糖的親水性，導(dǎo) 致水 的 滲 透 率 降 低，從而改善了膜的耐水 性。因此，纖維素納米晶的添加可在一定程 度上降低淀粉基膜的吸水性。Chen 等的研 究發(fā)現(xiàn)用纖維素納米晶制備的復(fù)合膜可降低 材料的親水性。由此可見(jiàn)，纖維素納米晶在降 圖 2 膜透光率變化圖 低膜的吸水性方面具有良好作用。 

2． 2 木薯淀粉基膜的透光率 

從圖 2 可知，不添加殼聚糖時(shí) CH-CSF 的 透光率為 84． 32% 。當(dāng)殼聚糖添加量為 2． 5% 時(shí)，CH-CSF 的透光率為 83． 36% ，透光率隨殼 聚糖添加量的增加呈下降趨勢(shì)。這是因?yàn)闅ぞ? 糖濃度過(guò)高增加了結(jié)晶區(qū)的混亂度，光線不能 直接通過(guò)結(jié)晶區(qū)，導(dǎo)致含有高濃度的殼聚糖淀 粉膜的透光率降低。岳曉華在研究殼聚 糖淀粉膜時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著淀粉比例的增加膜的透光 性降低。我們的實(shí)驗(yàn)中，淀粉含量是一定的，加 入殼聚糖后，膜的透光率降低，表明殼聚糖對(duì)降低膜的透光率具有一定的作用。 纖維素納米晶添加量為 2． 5% 時(shí)，透光率為 82． 72% ，比不添加纖維素納米晶的 CH-CSF 低 0． 64% 。 這是因?yàn)轭~外添加的纖維素納米晶結(jié)晶度高，且與殼聚糖產(chǎn)生靜電作用，導(dǎo)致 NCC-CSF 比 CH-CSF 的 透光率低。此結(jié)果與徐彬飛等研究結(jié)果一致。 

2． 3 木薯淀粉基膜的透油率

隨著殼聚糖含量 增 加，淀粉膜的透油率逐漸降低。從 圖 3 可 知，未添加殼聚糖時(shí)，透 油 率 為 40． 78% ，當(dāng)殼聚糖添加量為 2． 5% 時(shí)，CH-CSF 復(fù)合膜的透油率達(dá)到最低，為 12． 47% 。CH-CSF 的透油率總體上高于 NCC-CSF，這是因?yàn)闅ぞ厶堑奶砑? 提高了木薯淀粉基膜的結(jié)晶度，減少淀粉鏈間的 空隙，增加分子排布的密度，造成木薯淀粉的透油 率降低。葉文斌等人研究殼聚糖濃度對(duì)淀粉膜 透油率影響的結(jié)果表明，殼聚糖添加量增加會(huì)降 低膜的透油率。

3 結(jié) 論 

在木薯淀粉復(fù)合膜中添加殼聚糖和纖維素納米晶會(huì)導(dǎo)致其吸水率、透光率和透油率均低于純淀粉 膜，且隨著添加濃度的增加這些性能均呈下降趨勢(shì)，殼聚糖和纖維素納米晶添加量濃度都是 2． 5% 時(shí)， 其吸水率、透光率和透油率達(dá)到最低。纖維納米晶在復(fù)合膜中的加入使這 3 種性能更進(jìn)一步得到了提 高。說(shuō)明了纖維納米晶能較好的增強(qiáng)木薯淀粉復(fù)合膜的物理性能。在降解實(shí)驗(yàn)中，淀粉膜的生物降解 性與纖維素納米晶的添加量有著密不可分的關(guān)系，隨著 NCC 的添加量增加，淀粉膜的失重率增大，淀粉 膜的生物降解性能有較大地提高。所以纖維素納米晶復(fù)合木薯淀粉基抑菌膜具有生物降解性。用此復(fù) 合膜作生物包裝材料可有效降低對(duì)環(huán)境和生態(tài)的危害，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，形成綠色環(huán)保的發(fā)展 模式，具有廣闊的市場(chǎng)空間。

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