论文总字数：13741字

摘 要

玉米蛋白是玉米淀粉加工的副产品，用其制得可食用蛋白膜具有很好的阻气性、阻油性、阻水油等优点，可为可食用蛋白膜的优先选择。 本课题以玉米蛋白作为膜基质，选用甜橙精油和牛至精油为天然抑菌剂，研究含有抑菌剂的蛋白膜对金黄色葡萄球菌、大肠肝菌和酵母菌抑制效果。实验结果表明：随着甜橙精油和牛至精油的添加，蛋白膜对金黄色葡萄球菌、大肠肝菌和酵母菌均有一定抑制作用，两种精油对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抑菌效果好于革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌。当牛至油添加量为20%时，抑菌圈直径为0.42mm，此时牛至油对于大肠杆菌的抑菌效果最好；当甜橙油添加量为20%时，抑菌圈直径为0.31mm，此时甜橙油对于大肠杆菌的抑菌效果最好。甜橙精油和牛至精油均可添加到玉米蛋白中制备具有抑菌抗氧化性能的可食性膜，此膜具有作为活性包装的潜力。 

关键词：抑菌 精油 可食性膜

Abstract

Corn protein is a by-product of corn starch processing. Edible protein film prepared by it has the advantages of good gas resistance, oil resistance, water resistance and oil resistance. In this study, corn protein was used as membrane matrix and sweet orange essential oil and oreganum essential oil were selected as natural bacteriostatic agents to study the inhibitory effect of protein film containing bacteriostatic agents on staphylococcus aureus, escherichia coli and yeast. The results showed that with the addition of sweet orange essential oil and oreganum essential oil, the protein membrane had certain inhibitory effect on staphylococcus aureus, escherichia coli and yeast, and the two essential oils had better inhibitory effect on gram-negative escherichia coli than gram-positive staphylococcus aureus. When the addition amount of oregano oil was 20%, the diameter of the bacteriostasis circle was 0.42mm, at which time, oregano oil had the best bacteriostasis effect on escherichia coli. When the content of sweet orange oil was 20%, the diameter of the bacteriostasis circle was 0.31mm. At this time, sweet orange oil had the best bacteriostasis effect on escherichia coli. Both sweet orange essential oil and oregano essential oil can be added to corn protein to prepare edible film with antibacterial and antioxidant properties.

Key Words: Antibacterial；essential oil；edible membrane

目录

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摘要

Abstract

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第一章文献综述

1.1可食用膜简介

1.2玉米蛋白膜的国内外相关研究

1.2.1玉米蛋白膜概况

1.2.2提高玉米蛋白膜性能的有关发现

1.2.3玉米蛋白抑菌膜的研究

1.2.4玉米蛋白膜的其他研究

1.3本课题的研究意义

1.4本课题研究的相关内容

第二章材料和方法

2.1实验用材

2.2实验仪器与试剂

2.2.1仪器与设备

2.2.2实验试剂

2.3 制备过程

2.3.1 制备玉米蛋白抑菌膜

2.3.2 测定膜厚度的方法

2.3.3玉米蛋白抑菌膜性能的测定方法

第三章结果与讨论

3.1膜厚度测定结果

3.2膜对菌种的抑制效果

3.2.1甜橙油对大肠杆菌，酵母菌，金黄色葡萄球菌的抑制效果

3.2.2牛至油对大肠杆菌，酵母菌，金黄色葡萄球菌的抑菌效果

3.2.3 用控制变量法研究不同因素的影响效果

3.3精油（甜橙油和牛至油）抑菌性能

3.3.1 甜橙油抑菌原理

3.3.2 牛至油抑菌原理

3.4 实验结论

参考文献

致谢

第一章文献综述

1.1可食用膜简介

可食性膜的原料是纯天然并且可以食用的物质，然后做成网络状多孔的膜，可以保护食品不让其被污染，还可以直接吃掉。贺利民等人[1]认为可食用膜不仅可以被相关微生物降解，还可以防止物质的迁移渗透，包括氧气、水分、二氧化碳、类脂和芳香化合物等，也可以用作防腐剂，风味剂，抗氧化剂等的载体，使食品更好看。一般来说，可食用膜的成膜基质都是多糖、蛋白质还有它们的衍生物。

近年来，用蛋白质作为基础材料制成可降解薄膜，用来取代合成包装材料的呼声越来越高。zein是从玉米中提取的一种丙胺类物质，具有良好的成膜性、生物相容性、生物降解性和无毒性等优异性能，所以被用来当成食品和制药行业潜在的包装材料。zein由1/4的亲水性和3/4的亲脂氨基酸残基组成，具有固有的疏水性。然而，这一特点使zein膜表面具有疏水性，表面能较低。因此，开发出提高zein膜性能的方法，尤其是机械性能和润湿性，对其进一步应用提出了挑战[2]。

1.2玉米蛋白膜的国内外相关研究

1.2.1玉米蛋白膜概况

玉米蛋白分子疏水基团含量较高，巯基含量丰富，不溶于水，易溶于60%～95%乙醇。玉米蛋白分子间以结合力较强的疏水键、氢键和有限的二硫键相连，因而易于形成薄膜，但单一的玉米蛋白膜脆性较大，机械强度不高，限制了其在食品工业中的应用[3]。

1.2.2提高玉米蛋白膜性能的研究报道

zein疏水性挺好、比较好做成膜，但纯zein膜太脆，容易碎，延伸率不行，很难运用于工业化生产，所以可用化学类方法提高zein膜的性能。吴磊燕[4]为了提高zein膜的机械性能，对zein膜进行磷酸化处理，发现磷酸化后zein黏度升高，电负性增强，等电点向酸性偏移。同时还向zein膜中加入塑化剂甘油、油酸和聚乙二醇，得出结论：塑化剂加入的越多，zein膜越来越不抗拉伸，延伸率越来越高。

Chen Guiyun等人[5]采用壳聚糖复合两步法对玉米蛋白薄膜进行了改性，就是先配置壳聚糖/醋酸/乙醇溶液体系，再向其中加入玉米蛋白，采用用流延法（一种经混合、蒸发、干燥、切割等工艺之后可以得到所需成品的薄膜制备技术制成玉米蛋白/壳聚糖复合膜，然后将其经60s等离子体处理后，结果发现经两步法制备的玉米蛋白膜的水接触角显著下降了75.18°到29.19°，由于壳聚糖的添加，薄膜的断裂伸长率从1.13%显著提高到4.13%。同时复合膜表现出最佳的拉伸率以及热稳定性显著提高。Liu ZeLong等人[6]研究了玉米蛋白的理化性质和成膜性能，结果显示,玉米蛋白质的氨基酸组成不同，对玉米蛋白膜的拉伸率和伸长率有显著的影响。

1.2.3玉米蛋白抑菌膜的研究

1.2.3.1溶菌酶与抗坏血酸复配使用提高蛋白膜的抑菌性

Wei Dongwei等人[7]制备了含有溶菌酶和抗坏血酸的可食性玉米菌酶基膜，研究了溶菌酶和抗坏血酸对所制备玉米醇溶复合膜的微观结构、力学性能和释放性能的影响。实验结果表明，由于添加了溶菌酶和抗坏血酸，玉米蛋白基薄膜变得致密光滑，溶菌酶团聚体在玉米蛋白基体中分布良好，同时溶菌酶和抗坏血酸的协同作用，蛋白基膜断裂伸长率可达138%，是纯玉米膜的34.5倍，同时所制备的玉米蛋白膜具有良好的抗氧化和抗菌活性。Z/C复合膜中的天然抗菌活性物质能够在细胞表面形成一层不通水聚合物层，防止重要营养物质的运输，导致细胞缺乏营养。随壳聚糖质量分数的增加，复合膜表面电负性明显增加，通过静电引力将表面带负电荷的大肠杆菌吸附在Z/C复合膜表面，Z/C复合膜携带的正电荷与微生物细胞膜上所带的负电荷发生相互作用，导致细胞通透性发生巨大变化，细胞内蛋白与其他物质的泄露。

1.2.3.2肉桂精油对玉米蛋白抗菌膜的影响

Nooshin等人[8]以肉桂精油(CEO)和壳聚糖纳米颗粒(CNPs)为原料，分别以2%和4% (w/w)的用量制备天然生物基玉米蛋白薄膜，增强机械和抗菌功能，并对其物理、机械、结构和抗菌性能进行了研究。结果表明，CEO-CNPs的加入显著提高了玉米蛋白膜的拉伸强度，降低了玉米蛋白膜的伸长率。通过对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能进行了研究，发现向载碳纳米管玉米蛋白膜中添加CEO可显著抑制其生长，而载碳纳米管玉米蛋白膜对微生物的生长无显著影响。由此可见，添加了CEO和CNPs的玉米蛋白基复合材料可作为食品包装潜在的可降解成膜材料。

1.2.3.3黄酮类化合物对玉米蛋白膜抑菌作用的影响

崔玮等人[9]采用超声辅助提取法从甘青虎耳草中提取黄酮，经过研究后发现，此类化合物对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌的MIC值约为0.625mg/mL，0.313mg/mL，0.156mg/mL，且对酵母菌抑制活性较弱，对霉菌无抑制性。

1.2.3.4加入精油和单宁对玉米蛋白膜的抗氧化和抑菌作用的影响

Moradi Mehran等人[10]使用艾纳香叶精油开发抗氧化和抗菌玉米蛋白膜活性的包装，经实验后发现抗氧化和抗菌活性与艾纳香叶精油添加的剂量有关。DPPH自由基是一种稳定的氮中心的自由基，DPPH自由基清除能力是一种最常见的衡量化合物抗氧化活性指标。经过实验后得出结论，艾纳香叶精油添加量越多，抑菌圈直径越大，并且艾纳香叶精油对于革兰氏阳性菌的抑菌效果明显好于阴性菌。同时Moradi Mehran等人还比较了由未加热的大豆分离蛋白（SPI）溶液和加热至85℃的SPI溶液制成的膜的性质，虽然差异没有统计学意义，但他们的结果显示了这样一种趋势，与未经热处理SPI膜相比，热处理的膜具有更低的水蒸气透过性，更大的拉伸强度和更高的断裂伸长率。成膜溶液的热处理使大豆蛋白质变性，使蛋白质之间的相互作用增加，分子堆积更紧密，聚合物链的移动性降低。单纯加热对膜性能的优化有限，因此，可以联合其他方式一起进行热诱导，如超声、微波、加转谷氨酰胺酶，加大豆多糖等。

1.2.4玉米蛋白膜的其他研究

1.2.4.1高伸长率玉米蛋白软包装薄膜的制备、结构和性能

Dong Shuang等人[11]采用常压低温等离子体(ACP)技术提高玉米蛋白膜的表面亲水性和力学强度。结果表明,表面亲水性是ACP治疗后显著增加,下降的接触角从72.85° ± 2.33°到48.42°±1.57°。表面粗糙度的增加和含氧和含氮基团的富集是导致这种修饰的原因。经过实验后可以得知：随着处理时间的延长，玉米蛋白膜的抗拉强度(TS)和柔韧性增强，热性能改善，表明蛋白基体内存在交联，这为ACP作为玉米蛋白膜的改性方法在包装工业中得到更好的应用开辟了新的机遇。

1.2.4.2增塑交联对玉米蛋白薄膜微观结构复制的影响

Deng LingLi等人[12]研究了增塑剂和交联剂对玉米蛋白的影响，优化了玉米蛋白的微观结构传递。油酸(OA)和戊二醛(GDA)都会影响玉米蛋白膜的性能。提出了一种同时进行聚合和交联反应的机理。微结构保真度最好的是0.8 OA和4% GDA (w/w zein)。经过实验证明，纳米结构保真度对拉曼强度有显著影响。

1.3本课题的研究意义

作为食品包装材料的主要代表--塑料由于其可降解带来白色污染问题，日益引起人们的重视，因此开发出可降解，环境友好并且具有抑菌功能的包装袋成为了当下的研究焦点。

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