低溫等離子體處理對復合蛋白基薄膜性能的影響

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-09-23

蛋白質基薄膜被認為是食品包裝開發中最有潛力的生物可降解聚合物，因為蛋白質緊密的空間構象使得其具有高于普通塑料膜的阻隔性能，能夠很好地保護食品不受外界氣體和水分滲入的影響而發生氧化和腐敗，從而延長食品的保質期。乳清分離蛋白-酪蛋白酸鈉復合蛋白膜是一類具有高強度、高阻隔性的相對較為疏水的可食性薄膜。為了強化其結構穩定性、改善薄膜拉伸性能和對水分的敏感性，可以采用不同方式對復合蛋白膜進行改性，如在成膜溶液中加入多糖的方式，構建蛋白質-多糖美拉德反應體系，可以顯著提高了薄膜疏水性和阻隔性能，并使薄膜具備了一定的抗氧化特性，此外，通過使用靜態超高壓、等離子體處理成膜溶液所制備而得的復合蛋白膜也呈現出更加優良的成膜特性。

等離子體可分為高溫等離子體和低溫等離子體。處于核聚變狀態的物質、電弧、閃電、極光等都是高溫等離子體，高溫等離子體在切割、冶煉、焊接等領域都有廣泛的應用。低溫等離子體技術是一種能夠對敏感材料進行滅菌和改性的新興非熱技術，能夠利用放電產生的自由基、電子、正負離子、原子和分子的激發態或基態以及紫外線光子等物質，通過刻蝕、交聯和氧化反應來溫和地修飾蛋白質的結構。因此，低溫等離子體技術被視為物理、化學和光化學修飾技術的組合體。低溫等離子體技術作為一種材料表面處理技術，在不損傷材料本身性能的情況下能夠有效提高聚合物的黏合性和功能性，如，低溫等離子體在放電過程中轟擊薄膜表面，會導致其形態在微米到納米范圍內發生巨大變化，同時會使晶體含量和位置改變，薄膜結構中的活性基團異變，最終對薄膜表面粗糙度、油墨附著力、機械性能、阻隔性能、接觸角和生物降解性產生一定程度的影響作用。研究結果顯示，低溫等離子體處理明膠薄膜后增加了薄膜表面粗糙度，并且粗糙度取決于等離子體的處理時間。輸入的功率對等離子體處理的效率有很大影響，較低功率的等離子體處理可以減小實驗過程中形成的臭氧以及氮氧化合物對聚合物產生的過度氧化。除此之外，等離子體處理過程中，由于活性氧的累積而產生氧化反應，使得細菌細胞膜破裂死亡，這也賦予了等離子體技術在一定條件下具有高于一般滅菌技術效率的能力。

等離子體處理，能夠改變復合蛋白基薄膜表面結構，提升熱穩定性、機械性能、阻隔性能，降低薄膜透光性和水溶性，同時具有優良的薄膜表面的滅菌功能，滿足了食品包裝在食品工業中應用的加工性及安全衛生性要求，進一步拓展了綠色包裝材料的研發空間，也為低溫等離子體技術的多功能應用提供了可能。