負載TiO2納米粒子和甜菜堿的玉米醇溶蛋白/海藻酸鈉納米纖維的制備與表征

DOI:10.1016/j.fpsl.2020.100504

這項研究的目的是采用靜電紡絲技術，開發一種基于玉米醇溶蛋白/海藻酸鈉（Z/SA）并結合二氧化鈦納米粒子（TiO2NPs）和甜菜堿（B）的新型納米纖維，用于食品包裝。Z/SA/TiO2NPs/B納米纖維呈無珠狀，平均直徑為535.99±220.91 nm。紅外光譜和差示掃描量熱分析結果表明，玉米醇溶蛋白、海藻酸鈉和活性劑之間存在良好的相容性。此外，Z/SA/TiO2NPs/B樣品表現出優異的機械性能和較高的表面疏水性。TiO2NPs與甜菜堿的協同作用使納米纖維對兩種食源性致病菌具有很高的抗菌活性。Z/SA/TiO2NPs/B納米纖維對DPPH的清除率為64.42±3.56%。此外，體外細胞毒性實驗證實了所制備的納米纖維的生物相容性。因此，采用Z/SA/TiO2NPs/B電紡納米纖維將是提高食品貨架期和質量的一個積極步驟。

圖1.對照組（純玉米蛋白）（a）、Z90/SA10（b）、Z85/SA15（c）和Z80/SA20（d）納米纖維樣品的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像和纖維直徑分布以及平均纖維直徑。數據用平均值±標準偏差（n=100）表示，在鄧肯檢驗中，不同字母表示5%水平上的顯著性差異（p<0.05）。Z：Zein，SA：海藻酸鈉，TiO2NPs：二氧化鈦納米粒和B：甜菜堿。

圖2.Z90/SA10/TiO2NPs（a）、Z90/SA10/B（b）和Z90/SA10/TiO2NPs/B（c）納米纖維樣品的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像和纖維直徑分布以及平均纖維直徑。數據用平均值±標準偏差（n=100）表示，在鄧肯檢驗中，不同字母表示5%水平上的顯著性差異（p<0.05）。Z：Zein，SA：海藻酸鈉，TiO2NPs：二氧化鈦納米粒子和B：甜菜堿。

圖3.海藻酸鈉、TiO2NPs、甜菜堿（a）、對照（純玉米蛋白）、Z90/SA10、Z85/SA15、Z80/SA20（b）、Z90/SA10/TiO2NPs、Z90/SA10/B和Z90/SA10/TiO2NPs/B（c）納米纖維樣品的傅里葉變換紅外光譜。Z：Zein，SA：海藻酸鈉，TiO2NPs：二氧化鈦納米粒子和B：甜菜堿。

圖4.對照（純玉米蛋白）、Z90/SA10、Z85/SA15、Z80/SA20（a），Z90/SA10/TiO2NPs、Z90/SA10/B和Z90/SA10/TiO2NPs/B（b）納米纖維樣品的差示掃描量熱分析圖譜。Z：Zein，SA：海藻酸鈉，TiO2NPs：二氧化鈦納米粒子和B：甜菜堿。

圖5.對照（純玉米蛋白）（a）、Z90/SA10（b）、Z85/SA15（c）、Z80/SA20（d）、Z90/SA10/TiO2NPs（e）、Z90/SA10/B（f）和Z90/SA10/TiO2NPs/B（g）納米纖維樣品的水接觸角。數據用平均值±標準偏差（n=3）表示，在鄧肯檢驗中，不同字母表示5%水平上的顯著性差異（p<0.05）。Z：Zein，SA：海藻酸鈉，TiO2NPs：二氧化鈦納米粒子和B：甜菜堿。

圖6.納米纖維對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌活性。對照組：純玉米醇溶蛋白納米纖維；Z：玉米醇溶蛋白，SA：海藻酸鈉，TiO2NPs：二氧化鈦納米粒子和B：甜菜堿。

圖7.納米纖維樣品的抗氧化活性（a）和生物相容性（b）。數據用平均值±標準偏差（n=3）表示，在鄧肯檢驗中，不同字母表示5%水平上的顯著性差異（p<0.05）。對照組：純玉米醇溶蛋白納米纖維；Z：玉米醇溶蛋白，SA：海藻酸鈉，TiO2NPs：二氧化鈦納米粒子和B：甜菜堿。