化学定制的石墨氧化物纳米颗粒用于改进基于菜蛋白的薄膜的材料特性
Cristina Chairez-Jimenez1, Thilini Dissanayake2, Dylan Jubinville3
1Department of Food and Human Nutritional Sciences, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, R3T 2N2, Canada; Richardson Centre for Functional Foods and Nutraceuticals, 196, Innovation Drive, Winnipeg, Manitoba. R3T 6C5, Canada; Tecnologico de Monterrey, Institute for Obesity Research, Eugenio Garza Sada 2501, Monterrey, N.L., C.P. 64849, Mexico; Tecnologico de Monterrey, School of Engineering and Sciences, Eugenio Garza Sada 2501, Monterrey, N.L., C.P. 64849, Mexico.
Food chemistry
|May 23, 2024
概括
这项研究使用氧化石墨烯 (GO) 纳米材料增强了菜蛋白膜. 改进的薄膜显示出明显更好的机械强度和屏障特性,用于食品包装应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 食品科学 食品科学 食品科学
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 甘粉中的甘蛋白是一种负担得起的生物聚合物,有可能用于食品包装.
- 甘蛋白薄膜的功能限制需要用于实际应用的增强.
- 纳米材料的结合提供了一个可行的策略,以改善生物聚合物薄膜的性能.
研究的目的:
- 用于在不同的氧化时间和度下与石墨烯氧化物 (GO) 结合制造卡诺拉蛋白薄膜.
- 为了优化这些复合膜的机械,热和屏障特性.
- 调查GO氧化对其与甘油蛋白相互作用的影响.
主要方法:
- 在受控氧化过程中生产含有石墨烯氧化物 (GO) 的菜蛋白薄膜.
- 薄膜性能的表征,包括机械强度,热稳定性和气体屏障性能.
- 对GO和甘蛋白之间的化学相互作用进行分析.
主要成果:
- 石墨烯氧化物 (GO) 在60分钟和120分钟的氧化时间脱皮,并在3%的水平上加入,显著改善了薄膜特性.
- 复合膜的拉伸强度和弹性模量相比对照膜分别增加了200%和481.72%.
- 氧气透率降低了665%,从控制膜中的37.57×10−3cm3m/m2/day/Pa降至优化膜中的5.65×10−3cm3m/m2/day/Pa.
结论:
- 石墨烯氧化物整合有效地增强了菜蛋白膜的机械和屏障特性.
- 优化的GO脱皮和度对于最大限度地提高性能是至关重要的.
- 这些增强的甘蛋白-GO膜显示了作为可持续食品包装材料的前景.
