可食性肉桂精油復(fù)合膜的制備及其緩釋性能

周 悅，吳雪輝，謝家星，陳嘉慧，何俊華

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州 510642）

植物精油是從芳香植物中提取出的具有揮發(fā)性、濃郁香味的脂溶性天然混合物，大多具有良好的抑菌、抗氧化活性[1]。近年來(lái)，植物精油因其含有多種功能活性物質(zhì)而成為研究熱點(diǎn)。其中，肉桂精油（cinnamon essential oil, CEO）是指從桂皮、桂枝、桂葉等部位提取的揮發(fā)油[2]，其主要成分為反式肉桂醛,此外還含有鄰羥基苯甲酸甲酯、肉桂醇等多種活性成分[3]。CEO具有鎮(zhèn)痛解痙、抗炎、抗腫瘤、增加腸胃蠕動(dòng)等功效[4]，還具有良好的抗菌[5]、抗氧化活性[6]，在食品、醫(yī)藥以及日化產(chǎn)業(yè)方面都有巨大的應(yīng)用前景。

CEO作為一種環(huán)境友好型植物添加劑，近幾年在活性包裝領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,如保鮮乳劑、涂料、復(fù)合膜等，尤其是在復(fù)合膜的開(kāi)發(fā)利用方面。張赟彬等[7]利用CEO與吐溫-80、乙醇制備出O/W型復(fù)合保鮮微乳液；周強(qiáng)等[1]制備出CEO-殼聚糖涂膜并協(xié)同氣調(diào)包裝應(yīng)用于冷鮮肉保鮮中；Saeed等[8]添加CEO制備出的酪蛋白酸鈉納米復(fù)合活性薄膜可延長(zhǎng)各種易腐食品的保質(zhì)期；Xu 等[9]制備的摻有CEO的殼聚糖-阿拉伯膠可食用膜，Chen等[10]制備的肉桂醛納米乳液殼聚糖膜，都可作為新型生態(tài)友好型生物復(fù)合材料并應(yīng)用在食品保鮮中。

淀粉作為一種天然多糖，因其來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、易于降解被廣泛應(yīng)用于薄膜的制備[11?13]。有學(xué)者將CEO應(yīng)用于玉米淀粉和西米淀粉基復(fù)合膜的制備中，發(fā)現(xiàn)隨著CEO的加入可改善復(fù)合膜的機(jī)械性、阻隔性能，并增加抑菌效果[14?15]。對(duì)于CEO復(fù)合膜而言，CEO的有效保留和穩(wěn)定釋放對(duì)復(fù)合膜功能活性有極大影響。因此，本研究探討CEO加入改性淀粉中可食性復(fù)合膜的制備工藝，以及在不同類(lèi)型食品中的釋放速度，為拓展CEO的應(yīng)用途徑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

肉桂精油（萜烯類(lèi)：54.96%，醛類(lèi)：40.71%，其他：4.33%） 廣州百花香料股份有限公司；氧化羥丙基木薯淀粉 食品級(jí)，宜瑞安（Ingredion）食品配料有限公司；吐溫-80（化學(xué)純）、甘油（分析純） 天津市富宇精細(xì)化工有限公司；無(wú)水氯化鈣 分析純，購(gòu)自廣州化學(xué)試劑廠。

HWS-24恒溫水浴鍋 上海恒科學(xué)儀器有限公司；Jb300-SH數(shù)顯恒速?gòu)?qiáng)力電動(dòng)攪拌機(jī) 廣東泰宏君科學(xué)儀器有限公司；85-2恒溫磁力攪拌器 金壇市城東新瑞儀器廠；FJ-200高速分散均質(zhì)機(jī) 姜堰市銀河儀器廠；101-2A電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；HWS-80智能恒溫恒濕箱 上海比郎儀器制造有限公司；UV-5200紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；5566型力學(xué)拉伸測(cè)試儀 美國(guó)Instron公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 薄膜的制備 稱(chēng)取淀粉加入蒸餾水中配成不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的淀粉溶液（m/v，以蒸餾水體積為基準(zhǔn)），加熱攪拌30 min使淀粉糊化，冷卻至室溫后，加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CEO、甘油和吐溫?80（m/v，以淀粉溶液體積為基準(zhǔn)），混勻，將成膜液傾倒于平板玻璃皿中，靜置10 min后烘干揭膜，薄膜于相對(duì)濕度50%，溫度為25 ℃的環(huán)境中平衡48 h即可。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 精油添加量對(duì)薄膜性能的影響 設(shè)定甘油、吐溫?80、淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.0%、1.0%和5.0%，糊化溫度為70 ℃，探討CEO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%對(duì)薄膜性能的影響。

1.2.2.2 甘油添加量對(duì)薄膜性能的影響 確定CEO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%，改變甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%、0.9%、1%、1.1%、1.2%，其余條件同上。

1.2.2.3 吐溫?80質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)薄膜性能的影響 選擇甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%，設(shè)置吐溫?80質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.5%、1.0%、1.5%、2%，其余條件同上。

1.2.2.4 淀粉添加量對(duì)薄膜性能的影響 以吐溫?80質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%，其余條件同上。

1.2.2.5 糊化溫度對(duì)薄膜性能的影響 設(shè)置淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.5%，控制糊化溫度分別為60、70、80、90、100 ℃，其余條件同上。

1.2.3 正交試驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇影響較大的4個(gè)因素，以透光率、水蒸氣透過(guò)系數(shù)、透油系數(shù)和斷裂伸長(zhǎng)率為指標(biāo)，通過(guò)L9（34）正交試驗(yàn)優(yōu)化薄膜的制備工藝條件（表1）。

表1 正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)Table 1 Orthogonal test factor level

1.2.4 CEO緩釋試驗(yàn) 參照Lian等[16]描述的方法，采用三種標(biāo)準(zhǔn)食品模擬物：（1）蒸餾水作為水基食品模擬物；（2）50%乙醇（v/v）作為水包油乳狀液和酒精食品模擬物；（3）95%（v/v）的乙醇作為脂肪食品模擬物。室溫下將薄膜（20 mm×20 mm）浸入含有50 mL食品模擬液的離心管中，每隔一段時(shí)間移取1 mL浸泡液加入2 mL蒸餾水中，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定吸光度，每次測(cè)量后補(bǔ)充1 mL蒸餾水至初始刻度。對(duì)CEO進(jìn)行全波段掃描后將紫外檢測(cè)波長(zhǎng)定為286 nm處，并以CEO濃度（nL/mL）為橫坐標(biāo)X軸，吸光度為縱坐標(biāo)Y軸，繪制CEO標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：Y = 1.1339X + 0.0142，R2= 0.9996。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算每個(gè)時(shí)期CEO的釋放量，并以CEO每個(gè)時(shí)期的釋放量占最大釋放量的百分比繪制釋放曲線。

1.2.5 水蒸氣透過(guò)系數(shù) 參考GB/T 1037-1988[17]的方法測(cè)定。將無(wú)水氯化鈣在105 ℃烘箱中烘干至恒重后稱(chēng)取5 g放入小錐形瓶中，以薄膜封口，稱(chēng)重記數(shù)后放入底部已加有1000 mL蒸餾水的干燥器中（30 ℃，相對(duì)濕度100%），平衡2 h后，每間隔一定時(shí)間取出稱(chēng)重，直到前后兩次質(zhì)量增量相差不大于初始重量的5%，結(jié)束試驗(yàn)。根據(jù)公式（1）計(jì)算水蒸氣透過(guò)系數(shù)。

式中：WVP為水蒸氣透過(guò)系數(shù)，g·cm/cm2·s·Pa；ΔM為透水質(zhì)量，g；D為薄膜厚度，cm；S為薄膜面積，cm2；T為時(shí)間，s；△P為水蒸氣壓差，Pa。

1.2.6 抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率 參考GB/T 1040.3-2006[18]，裁取薄膜（10 mm×100 mm）固定于力學(xué)拉伸測(cè)試儀上，將初始夾具設(shè)置為90 mm，拉伸速率為50 mm/min進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)公式（2）和公式（3）分別計(jì)算抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

式中：TS為抗拉強(qiáng)度，MPa；F為薄膜斷裂時(shí)承受最大拉力，N；S為薄膜橫截面積，m2。

式中：E為斷裂伸長(zhǎng)率，%；L0為薄膜的原長(zhǎng)度，mm；L為薄膜斷裂時(shí)的長(zhǎng)度，mm。

1.2.7 透光率 參考趙丹[19]的方法采用紫外分光光度計(jì)于500 nm條件下進(jìn)行測(cè)定。

1.2.8 透油系數(shù) 參考汪學(xué)榮[20]的方法，將5 mL山茶油放入試管中, 以薄膜封口, 倒置于濾紙上, 放置2 d, 稱(chēng)量濾紙質(zhì)量的變化。按照公式（4）計(jì)算透油系數(shù)。

式中：PO為透油系數(shù)，g·mm/m2·d；△W為濾紙質(zhì)量變化，g；D為薄膜厚度，mm；S為薄膜面積，m2；T為時(shí)間，d。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)重復(fù)3次測(cè)定，取平均值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件處理，結(jié)果采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異顯著，Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 CEO添加量對(duì)薄膜性能的影響 由表2可知，隨著CEO含量的增加，薄膜水蒸氣透過(guò)系數(shù)增大，可能是由于CEO分子中的親水性羥基與環(huán)境中水分相互作用，降低薄膜分子間內(nèi)聚力，使水分子容易透過(guò)[21]。透光率隨著CEO含量的增加先降低后升高，其中透光率降低可能由于膜基質(zhì)中嵌入的精油液滴界面處的光散射所致[22]，繼而添加CEO導(dǎo)致透光率升高可能是由于過(guò)量CEO與其他成膜基質(zhì)的生物相容性較差，膜中CEO分散不均勻，精油散色作用降低。薄膜的透油系數(shù)在CEO低濃度范圍內(nèi)緩慢升高，在1.0%～1.5%CEO范圍內(nèi)差異不顯著（P＞0.05），而當(dāng)CEO添加量超過(guò)2.0%時(shí)又顯著升高（P＜0.05），可能是因?yàn)镃EO本身具有含有疏油性羥基,少量CEO能夠減緩油脂的滲入，但是當(dāng)CEO與薄膜基質(zhì)的結(jié)合達(dá)到飽和狀態(tài)后，過(guò)量的CEO滲出顯著增加濾紙質(zhì)量，最終導(dǎo)致透油系數(shù)變化幅度明顯。另外，添加CEO使薄膜斷裂伸長(zhǎng)率先升高后降低，在CEO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)達(dá)到最大值，表明在一定范圍內(nèi)CEO可以充當(dāng)增塑劑以增強(qiáng)復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率[23]，同時(shí)添加精油可能會(huì)阻礙聚合物鏈之間的相互作用，并在薄膜中形成柔性區(qū)域[24]。薄膜的抗拉強(qiáng)度在0%～2.0%CEO的范圍內(nèi)呈下降趨勢(shì)，當(dāng)CEO添加量為2.5%時(shí)卻稍有升高，可能是因?yàn)榇嬖诰统煞謺r(shí)，薄膜網(wǎng)絡(luò)中較弱的聚合物-油相互作用會(huì)部分替代較強(qiáng)的聚合物-聚合物相互作用，這可能會(huì)降低聚合物網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聚力，從而導(dǎo)致含CEO的薄膜抗拉強(qiáng)度的降低[25]。綜上可知，當(dāng)CEO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%時(shí)，薄膜的阻隔性能和機(jī)械性能較優(yōu)，并考慮到在制膜過(guò)程中精油的揮發(fā)損失，CEO添加量過(guò)少不利于其作為薄膜中活性成分的應(yīng)用，因此選CEO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%時(shí)為宜。

表2 CEO含量對(duì)薄膜性能的影響Table 2 Effect of CEO content on film properties

2.1.2 甘油添加量對(duì)薄膜性能的影響 甘油含量對(duì)薄膜性能的影響由表3可知。增加甘油含量，薄膜水蒸氣透過(guò)系數(shù)增大，是由于甘油的親水性加大了單位體積內(nèi)親水性羥基數(shù)目，增加薄膜通透性[26]。而甘油的塑化作用可以增強(qiáng)淀粉分子的吸水膨脹能力，使其易于糊化，且淀粉糊均勻細(xì)膩，成膜后透光率較大[27]，當(dāng)甘油添加量為1.1%至1.2%時(shí)，透光率的變化無(wú)顯著差異（P＞0.05）。透油系數(shù)先增大后減小再增大，在甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%和1.1%時(shí)差異不顯著（P＞0.05），達(dá)到1.2%時(shí)又顯著上升（P＜0.05）。薄膜抗拉強(qiáng)度降低，斷裂伸長(zhǎng)率增加，是因?yàn)樾》肿痈视湍苓M(jìn)入淀粉分子內(nèi)部，破壞氫鍵，削弱淀粉分子間作用力，增強(qiáng)淀粉鏈流動(dòng)性，從而破壞淀粉的剛性結(jié)構(gòu)，使薄膜變得柔軟[28?29]。甘油添加量過(guò)少對(duì)薄膜達(dá)不到塑化效果使薄膜過(guò)硬容易脆裂，而甘油過(guò)量會(huì)減弱淀粉分子的相互作用，降低其力學(xué)性能[30]，并且當(dāng)甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1.0%時(shí)，薄膜過(guò)黏不易烘干揭下，故選取甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%。

表3 甘油含量對(duì)薄膜性能的影響Table 3 Effect of glycerol content on film properties

2.1.3 吐溫?80添加量對(duì)薄膜性能的影響 由表4知，吐溫?80含量的增加使薄膜水蒸氣透過(guò)系數(shù)逐漸增大，其作為一種非離子型表面活性劑，能使CEO在膜液中分散均勻，降低界面張力，加大水蒸氣的擴(kuò)散速率[31]。而透光率減小，膜液顏色逐漸加深，表明乳化效果越好。透油系數(shù)先減小后增大，在吐溫?80質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%時(shí)達(dá)到最小值，表明薄膜的阻油性能在一定范圍內(nèi)能夠得到改善，隨著吐溫?80含量的增加，與淀粉、CEO形成分子間結(jié)合，削弱了分子間和分子內(nèi)的相互作用，破壞了淀粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分子鏈的有序排列被擾亂，因而導(dǎo)致透油系數(shù)再次增大。增加吐溫?80含量導(dǎo)致薄膜抗拉強(qiáng)度減小，斷裂伸長(zhǎng)率增大，可能是由于加入乳化劑重疊膜的結(jié)構(gòu)，柔韌性增加，導(dǎo)致力學(xué)性能下降[32]。綜合以上分析，吐溫?80的加入使薄膜具備良好的機(jī)械性能，當(dāng)吐溫?80添加量為1.0%時(shí)，薄膜具有良好的阻隔性，而當(dāng)吐溫?80添加較少時(shí)，CEO在膜液中分散不均勻，影響成膜基材與精油的結(jié)合及相互作用，因此適合制備薄膜的吐溫?80的質(zhì)量分?jǐn)?shù)取1.0%。

表4 吐溫?80含量對(duì)薄膜性能的影響Table 4 Effect of Tween?80 content on film properties

2.1.4 淀粉添加量對(duì)薄膜性能的影響 如表5所示，水蒸氣透過(guò)系數(shù)呈先減小后上升的趨勢(shì)，當(dāng)?shù)矸圪|(zhì)量分?jǐn)?shù)在4.5%～5.5%范圍內(nèi)時(shí)，淀粉間的相容作用減少膜骨架間的空隙，提高膜致密性，阻水性增強(qiáng)[33]。當(dāng)?shù)矸酆坷^續(xù)增大，淀粉基團(tuán)堆積，膜液流動(dòng)性變差，使得膜厚度不均勻，阻水性減弱[34]。薄膜透光率減小可能是由于添加過(guò)多淀粉導(dǎo)致膜厚度的增加而阻礙光線通過(guò)[35]。透油系數(shù)在淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5%～5.5%范圍內(nèi)先呈下降趨勢(shì)，是由于淀粉含有疏油性羥基，其含量增加可阻隔部分油分子在淀粉膜表面的吸附[36]，而當(dāng)?shù)矸鄢^(guò)一定量時(shí)，薄膜厚度不均勻，透油系數(shù)又再次升高。薄膜抗拉強(qiáng)度逐漸增大，是因?yàn)榈矸鄯肿娱g氫鍵作用增強(qiáng)，使得薄膜致密性良好[37]。另外，淀粉含量增加會(huì)相對(duì)降低薄膜含水量，減小分子鏈的活動(dòng)性，導(dǎo)致薄膜斷裂伸長(zhǎng)率的減小[33]，而過(guò)高淀粉含量也使薄膜容易脆裂。綜合以上分析，當(dāng)?shù)矸圪|(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.5%時(shí)薄膜阻隔性能和機(jī)械性能較好，并考慮防止淀粉含量過(guò)低使膜厚度過(guò)小難以揭膜，過(guò)高使膜液過(guò)于黏稠并且制得薄膜厚度不均勻且容易脆裂，選用淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.5%為宜。

表5 淀粉含量對(duì)薄膜性能的影響Table 5 Effect of starch content on film properties

2.1.5 糊化溫度對(duì)薄膜性能的影響 由表6知，糊化溫度增加使得薄膜的水蒸氣透過(guò)系數(shù)先減小后增加，當(dāng)溫度低于70 ℃時(shí)，淀粉糊化不徹底，膜液連續(xù)性下降，成膜后缺乏致密性，故薄膜阻水性能較弱[13]；薄膜水蒸氣透過(guò)系數(shù)在糊化溫度為70～90 ℃范圍內(nèi)無(wú)顯著差異（P＞0.05），超過(guò)90 ℃又有所升高，溫度過(guò)高使得淀粉溶液的黏度增大，不利于膜的成型。糊化溫度增加，淀粉完全糊化導(dǎo)致透光率增加。透油系數(shù)隨著糊化溫度的增加變化不規(guī)律，而斷裂伸長(zhǎng)率、抗拉強(qiáng)度不存在顯著差異（P＞0.05）。根據(jù)淀粉糊化完全且實(shí)際生產(chǎn)降低能耗的原則，選糊化溫度為80 ℃為宜。

表6 糊化溫度對(duì)薄膜性能的影響Table 6 Effect of gelatinization temperature on film properties

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

正交試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表7）采用極差分析法以及綜合平衡法分析。各因素對(duì)薄膜水蒸氣透過(guò)系數(shù)影響的顯著程度為：A＞D＞C＞B，最優(yōu)組合為A2B2C2D2。對(duì)透光率而言：C＞D＞B＞A，最優(yōu)組合A3B2C2D3。對(duì)薄膜斷裂伸長(zhǎng)率為：D＞B＞C＞A，最優(yōu)組合A2B3C1D1。對(duì)透油系數(shù)的影響顯著程度為：B＞D＞A＞C，最優(yōu)組合A2B2C3D2。根據(jù)表7中的極差分析，對(duì)影響復(fù)合膜水蒸氣透過(guò)系數(shù)、透光率、透油系數(shù)和斷裂伸長(zhǎng)率的4個(gè)因素，分別采用對(duì)該指標(biāo)影響最為顯著的因素作為第一指標(biāo)。因素A對(duì)水蒸氣透過(guò)系數(shù)影響最為顯著，將其作為第一指標(biāo)選 A2；因素B的第一指標(biāo)為透油系數(shù)選B2；因素C對(duì)透光率影響最大選擇C2；因素D的第一指標(biāo)為斷裂伸長(zhǎng)率故選D1。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Results of orthogonal test

以綜合平衡法分析，本試驗(yàn)最優(yōu)組合為 A2B2C2D1，即CEO、甘油、吐溫-80、淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.5%、1.0%、1.0%、5.0%時(shí)制備的薄膜性能最佳。對(duì)優(yōu)化條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，最優(yōu)條件下制備的CEO復(fù)合膜的薄膜斷裂伸長(zhǎng)率和抗拉強(qiáng)度分別為27.87%和1.42 MPa，水蒸氣透過(guò)系數(shù)、透油系數(shù)為1.27×10?12g·cm/cm2·s·Pa、0.2131 g·mm/mm2·d，透光率為30.56%，此時(shí)薄膜的機(jī)械性能和阻隔性能相對(duì)較好。

2.3 薄膜中CEO向食品模擬物中的釋放

如圖1所示，常溫下所有薄膜都呈最初的快速釋放隨后趨于平緩，直到一個(gè)恒定水平。在釋放的初期，水分子侵蝕薄膜并進(jìn)入薄膜內(nèi)部，引起薄膜的膨脹和溶解性，使得薄膜逐漸變得疏松，薄膜基質(zhì)之間的相互作用被破壞，從而導(dǎo)致精油的最初的快速釋放[16]。

圖1 薄膜中CEO在三種不同食品模擬物中的釋放情況Fig.1 Release of CEO in three different food simulants in the film

如圖1a所示，在蒸餾水中0～100 min時(shí)2.0%CEO釋放速率最緩慢，0.5%CEO在90 min釋放量達(dá)100%；100 min后2.5%CEO釋放速率最為緩慢，150 min時(shí)1.0%、1.5%CEO達(dá)到釋放終點(diǎn)，200 min時(shí)2.0%CEO已達(dá)釋放終點(diǎn)，此時(shí)2.5%CEO釋放量為99.58%，直到250 min才達(dá)精油的最大釋放量。在50%乙醇中，于0～125 min范圍內(nèi)2.0%CEO釋放速率明顯最低，2.5%CEO在0～50 min時(shí)顯示出最快的釋放速率而后變緩，其他三個(gè)濃度CEO于0～125 min時(shí)釋放速率差異不顯著（P＞0.05），主要原因可能是在該食品模擬物中的薄膜溶解非?？欤谏w了釋放差異[16]；100 min時(shí)0.5%和1.0%CEO最先達(dá)到釋放終點(diǎn)，125 min后2.0%CEO釋放速率快于2.5%CEO，150 min和175 min時(shí)1.5%CEO、2.0%CEO分別達(dá)到釋放終點(diǎn)，而2.5%CEO于200 min最晚達(dá)釋放終點(diǎn)。在95%乙醇中，100 min之前2.5%CEO釋 放 速 率 最 快，0.5%CEO次 之，125 min時(shí)0.5%CEO最先達(dá)到釋放終點(diǎn)，125 min后2.5%CEO釋放速率最為緩慢，300～450 min時(shí)1.0%、1.5%、2.0%CEO陸續(xù)達(dá)到釋放終點(diǎn)，而2.5%CEO直到550 min最晚到達(dá)釋放終點(diǎn)。在同種食品模擬物中，CEO含量越多，越長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到最大釋放量，可根據(jù)不同食品特點(diǎn)改變CEO添加量從而控制復(fù)合膜中CEO的釋放速率使復(fù)合膜的生物活性效果最大化。

薄膜中CEO的釋放速率與食品的特性有關(guān)，三種食品模擬物中，CEO在95%乙醇中的釋放速率最緩慢，需要550 min達(dá)到釋放終點(diǎn)；在50%乙醇中的釋放速率最快，50 min時(shí)0.5%CEO和2.5%CEO釋放量為95%乙醇的近2倍，同時(shí)1.0%、1.5%和2.0%CEO釋放量為95%乙醇的近3～4倍，并且50 min時(shí)50%乙醇中除2.0%CEO以外，其他濃度CEO釋放速率是蒸餾水的近1.5倍，50%乙醇中達(dá)到釋放終點(diǎn)的時(shí)間為200 min；在蒸餾水中CEO的釋放于250 min達(dá)到最大值。Lee等[38]也得到了相似的結(jié)果，這種現(xiàn)象可能是由于水分子對(duì)薄膜的溶脹以及CEO在乙醇中較高的溶解度所致。

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化出CEO可食性復(fù)合膜的最佳制備工藝條件為：淀粉、CEO、甘油、吐溫?80的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5.0%、1.5%、1.0%、1.0%，此條件下制備的薄膜各項(xiàng)性能指標(biāo)最好，斷裂伸長(zhǎng)率和抗拉強(qiáng)度分別是27.87%和1.42 Mpa，水蒸氣透過(guò)系數(shù)、透油系數(shù)為 1.27×10?12g·cm/cm2·s·Pa、0.2131 g·mm/mm2·d，透光率30.56%。且薄膜中CEO的釋放效果受食品種類(lèi)影響，于脂肪食品模擬物中釋放速率最慢，CEO復(fù)合膜適應(yīng)于油脂類(lèi)食品的包裝從而延長(zhǎng)CEO的作用時(shí)間；同種食品模擬物中，薄膜中CEO含量越多，達(dá)到最大釋放量所需的時(shí)間越長(zhǎng)，可改變CEO的添加量從而達(dá)到CEO的控釋效果。然而，薄膜中CEO的釋放機(jī)理仍是不清楚的，需要進(jìn)行進(jìn)一步研究。并且，也需要對(duì)CEO復(fù)合膜應(yīng)用的具體食品種類(lèi)以及抑菌和抗氧化效果進(jìn)行深入探究。本研究為CEO在食品領(lǐng)域的應(yīng)用途徑和活性包裝的開(kāi)發(fā)利用提供了一定的理論指導(dǎo)。