摘要

開(kai)發了基于殼聚糖(tang)(Qo)以(yi)(yi)(yi)及(ji)Qo和(he)(he)藜麥蛋白(EPQ)混合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)新(xin)(xin)型活(huo)性包裝薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)。使用噴墨印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)將(jiang)膜(mo)(mo)用殼聚糖(tang)-三聚磷(lin)酸(suan)鹽納米顆粒(li)(li)(NQos)和(he)(he)負(fu)載百里酚(NQoThs)的(de)(de)(de)(de)NQos印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)。通(tong)過澆鑄高(gao)粘度Qo和(he)(he)Qo/EPQ溶液(ye)(ye)（不同比(bi)例）制(zhi)備(bei)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)。適合(he)印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)的(de)(de)(de)(de)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)是根(gen)據它們的(de)(de)(de)(de)機(ji)械性能和(he)(he)在模擬(ni)新(xin)(xin)鮮水(shui)(shui)果儲存條件下的(de)(de)(de)(de)低(di)吸水(shui)(shui)量(liang)(liang)來選擇的(de)(de)(de)(de)。低(di)分(fen)(fen)子量(liang)(liang)Qo與(yu)三聚磷(lin)酸(suan)鹽的(de)(de)(de)(de)離子凝膠化產生(sheng)了60 nm的(de)(de)(de)(de)球(qiu)形(xing)納米粒(li)(li)子，如TEM所(suo)見。在將(jiang)NQoTh懸(xuan)浮液(ye)(ye)印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)成薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)之前，加入20%的(de)(de)(de)(de)甘油以(yi)(yi)(yi)改變(bian)懸(xuan)浮液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)表面張力和(he)(he)運動粘度。添加甘油使Z平(ping)均(jun)值和(he)(he)PDI分(fen)(fen)別增(zeng)(zeng)加了24%和(he)(he)12%，并使Z電位(wei)降(jiang)低(di)了15%。與(yu)對照(zhao)相比(bi)，兩(liang)種(zhong)NQoTh印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)都具有增(zeng)(zeng)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)阻隔性能。通(tong)過噴墨印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)結合(he)百里酚(Th)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率取(qu)決(jue)于印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)層數、接觸角、添加到分(fen)(fen)散體中的(de)(de)(de)(de)甘油量(liang)(liang)以(yi)(yi)(yi)及(ji)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)類型。使用Franz細(xi)胞進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de)Th釋放(fang)分(fen)(fen)析表明，這兩(liang)種(zhong)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)連續遞送8天(tian)。薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)Th釋放(fang)曲線的(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)歸(gui)因(yin)于薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)上NQoTh位(wei)置的(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)。與(yu)NQo印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)和(he)(he)對照(zhao)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)相比(bi)，NQoTh印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)對無害李斯特菌(jun)(jun)、金(jin)黃(huang)色葡萄球(qiu)菌(jun)(jun)、鼠傷寒沙門氏菌(jun)(jun)、產氣腸桿(gan)菌(jun)(jun)、銅(tong)綠假單胞菌(jun)(jun)和(he)(he)大腸桿(gan)菌(jun)(jun)表現出更高(gao)的(de)(de)(de)(de)抗菌(jun)(jun)活(huo)性。納米技術印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)(shua)(shua)品的(de)(de)(de)(de)使用可以(yi)(yi)(yi)改善(shan)由可再生(sheng)生(sheng)物(wu)(wu)聚合(he)物(wu)(wu)制(zhi)成的(de)(de)(de)(de)薄(bo)(bo)(bo)(bo)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能。該技術還將(jiang)促進(jin)新(xin)(xin)包裝材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)開(kai)發，以(yi)(yi)(yi)延長新(xin)(xin)鮮水(shui)(shui)果的(de)(de)(de)(de)保質期。

一、簡介

開發新的(de)包裝(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)可以延長新鮮或微加工食(shi)品(pin)的(de)保質(zhi)期，通過減少食(shi)源性疾病的(de)爆發來(lai)維護(hu)消(xiao)費者安(an)全，減少生產部(bu)門的(de)損失，并且對(dui)生態(tai)友好，一(yi)直是(shi)(shi)廣泛(fan)(fan)努力的(de)重(zhong)點。已經(jing)研(yan)究(jiu)了多(duo)種材(cai)(cai)料(liao)，特別是(shi)(shi)生物(wu)(wu)(wu)聚合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)，例如脂質(zhi)、蛋白質(zhi)、多(duo)糖(tang)及(ji)其(qi)(qi)混合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)，以增強薄(bo)(bo)膜作為包裝(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)的(de)特性（Falguera、Quintero、Jim?enez、Mu~n?oz、&Ibarz，2011年；Pereda、Amica和(he)(he)Marcovich，2012年；Valenzuela、Abugoch和(he)(he)Tapia，2013年）。在多(duo)糖(tang)中，殼(ke)聚糖(tang)(Qo)由于其(qi)(qi)生物(wu)(wu)(wu)相容性、低毒性、可生物(wu)(wu)(wu)降解性和(he)(he)抗菌活性(AM)而被廣泛(fan)(fan)研(yan)究(jiu)(Majeti&Kumar,2000)。Qo是(shi)(shi)一(yi)種豐富的(de)可再生材(cai)(cai)料(liao)，生產成本低；因(yin)此，人們對(dui)其(qi)(qi)在可食(shi)用(yong)(yong)涂層和(he)(he)薄(bo)(bo)膜中的(de)應用(yong)(yong)越來(lai)越感興趣(qu)（Berger等人，2004年；Cortez等人，2010年）。Qo已經(jing)被用(yong)(yong)作蘆筍(sun)（Qiu、Jiang、Ren、Huang、&Wang，2012）、石榴（Ghasemnezhad、Zareh、Rassa和(he)(he)Sajedi，2013）和(he)(he)蘋果片（de Britto&Assis，2012）的(de)涂層，在其(qi)(qi)他新鮮農產品(pin)中。

Qo還與(yu)源自(zi)魚(yu)明膠的(de)(de)(de)(de)蛋白質(zhi)(zhi)（Hosseini、Rezaei、Zandi和(he)(he)Ghavi，2013年(nian)(nian)(nian)）、大豆(dou)（Jia、Fang和(he)(he)Yao，2009年(nian)(nian)(nian)）、乳清（Di Pierro、Sorrentino、Mariniello、Giosafatto、Porta，2011年(nian)(nian)(nian)）結(jie)(jie)合使用(yong);Ferreira、Nunes、Delgadillo和(he)(he)Lopes-da-Silva，2009年(nian)(nian)(nian)）和(he)(he)蕓(yun)豆(dou)（Fan等(deng)人，2014年(nian)(nian)(nian)）生成混合電影。Abugoch、Tapia、Villam?an、Yazdani-Pedraman和(he)(he)Díaz-Dosque(2011)報道了(le)用(yong)Qo和(he)(he)藜麥蛋白提取物(EPQ)的(de)(de)(de)(de)混合物生產(chan)薄(bo)(bo)膜，形成聚電解(jie)質(zhi)(zhi)復合物。添加(jia)EPQ作為增塑劑(ji)，提高(gao)了(le)薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)(de)斷裂伸(shen)長率，但(dan)薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)(de)親水性也顯著增加(jia)了(le)它們的(de)(de)(de)(de)水蒸氣滲透率(WVP)。降低高(gao)WVP的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)策略(lve)是(shi)將脂質(zhi)(zhi)加(jia)入薄(bo)(bo)膜中(Ghanbarzadeh&Almasi,2011)。盡管(guan)向(xiang)薄(bo)(bo)膜中添加(jia)油顯著降低了(le)WVP，但(dan)與(yu)不含油的(de)(de)(de)(de)薄(bo)(bo)膜相比，觀察(cha)到對(dui)薄(bo)(bo)膜機械性能的(de)(de)(de)(de)不利影響。脂肪酸鏈誘導異質(zhi)(zhi)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)形成，影響薄(bo)(bo)膜中聚合物之間的(de)(de)(de)(de)內聚力，薄(bo)(bo)膜的(de)(de)(de)(de)不透明度(du)增加(jia)（P?erez-Gago&Krochta,2001;Colla,Sobral,&Menegalli,2006;Valenzuela等(deng)人，2013年(nian)(nian)(nian)）。

此外，與脂質和(he)(he)/或(huo)蛋白質的相(xiang)互作用會(hui)降低或(huo)抑制Qo的AM（Rabea、Badawy、Stevens、Smagghe和(he)(he)Steurbaut，2003年(nian)(nian)），增(zeng)加了(le)對加入其他強大AM試劑的興趣(qu)。百里(li)香酚(fen)(Th)存在于百里(li)香精油中，對各種(zhong)微生物菌株表現出有效的AM作用（Guarda、Rubilar、Miltz和(he)(he)Galotto，2011年(nian)(nian)；Ramos、Jimenez、Peltzer和(he)(he)Garrigos，2012年(nian)(nian)），被認為(wei)是一(yi)種(zhong)由FDA認證的安(an)全(quan)食品(pin)添加劑(Tripathi&Dubey,2004)。

納米(mi)復合(he)材料可以在不(bu)顯著(zhu)影(ying)響其機械性能(neng)的(de)(de)情況下提高(gao)親水性薄膜的(de)(de)水蒸氣阻(zu)隔性能(neng)（Abdollahi、Rezaei和(he)Farzi，2012年；Adame和(he)Bael 2009年；Clapper、Pearce、Guymon和(he)Salem，2008年；De Moura等人，2009年）;Yixiang,Xi,&Milford,2006)。位于成膜聚合(he)物之間連接域(yu)中的(de)(de)納米(mi)顆粒(NP)會(hui)阻(zu)礙氣體(ti)和(he)水分(fen)子通過薄膜的(de)(de)擴散(san)，并對(dui)分(fen)子通過薄膜的(de)(de)傳輸產生擴散(san)曲折效應(Bharadwaj,2001;Sorrentino,Gorrasi,&維(wei)多(duo)利(li)亞(ya),2007)。

在描述的用于(yu)活(huo)性成(cheng)分納米封裝(zhuang)的各種(zhong)(zhong)方(fang)法中(zhong)，最適(shi)合基(ji)于(yu)Qo的薄膜是那些將Qo用作封裝(zhuang)材料的方(fang)法，因為這種(zhong)(zhong)封裝(zhuang)有助于(yu)將NP結合到薄膜中(zhong)。

通過與三聚(ju)磷酸鹽(TPP)離(li)子凝膠化獲得的(de)Qo NPs(NQos)已被廣泛研(yan)究。大(da)多數程(cheng)序涉及將TPP解決(jue)方案(an)(an)添加到Qo解決(jue)方案(an)(an)。已經(jing)研(yan)究了乙酸溶液(ye)中0.5至10 mg/mL的(de)Qo濃度范圍（最終濃度為0.2-10 mg/mL）。使用的(de)TPP濃度范圍為0.25至1.0 mg/mL。Qo/TPP質量比從(cong)2到8不(bu)(bu)等。還評估了制備后的(de)聚(ju)集/顆(ke)粒融合現象以及納(na)米(mi)顆(ke)粒懸浮液(ye)在(zai)不(bu)(bu)同儲存(cun)條件(jian)下(xia)的(de)穩定(ding)性。這(zhe)些(xie)納(na)米(mi)顆(ke)粒對不(bu)(bu)同類(lei)型的(de)活性成(cheng)分表現出(chu)良好(hao)的(de)負載能(neng)力。

 熱(re)噴(pen)墨(mo)打(da)印(yin)系(xi)統(ITIS)是一種(zhong)將活性(xing)成分整合(he)到(dao)不同(tong)基(ji)質中(zhong)的(de)(de)(de)新(xin)方(fang)法(fa)（Genina、Janben、Breitenbach、Breitkreutz和Sandler，2013年）。ITIS可(ke)以在連續注射(she)模(mo)式下運行，也可(ke)以使(shi)用按(an)需液滴(di)(DOD)。在DOD模(mo)式下，墨(mo)水(shui)以兩種(zhong)方(fang)式之一從打(da)印(yin)頭噴(pen)射(she)，具體取決(jue)于打(da)印(yin)機制造商使(shi)用的(de)(de)(de)技術。其中(zhong)，熱(re)噴(pen)墨(mo)(TIJ)系(xi)統可(ke)實現受控(kong)、精確(que)的(de)(de)(de)分散打(da)印(yin)和更有(you)效的(de)(de)(de)墨(mo)水(shui)在待(dai)打(da)印(yin)材料上的(de)(de)(de)沉(chen)積。

已經(jing)評估(gu)了使用TIJ系(xi)統開(kai)發藥物(wu)輸送系(xi)統的(de)(de)主要(yao)目的(de)(de)是以個性化的(de)(de)方式生成和(he)(he)管理(li)藥物(wu)（根據(ju)每位(wei)患(huan)者的(de)(de)要(yao)求）（Buanz、Saunders、Basit和(he)(he)Gaisford，2011年(nian)）；Mel?endez、Kane、Ashvar、Albrecht和(he)(he)Smith，2008年(nian)；Pardeike等人(ren)，2011年(nian)；Scoutaris、Alexander、Gellert和(he)(he)Roberts，2011年(nian)）。我們相信(xin)，這(zhe)項技術也(ye)可能是一種通(tong)過印刷載有(you)抗菌劑的(de)(de)納米顆粒來產生新(xin)型活性包裝(zhuang)材料的(de)(de)有(you)前途(tu)的(de)(de)方法。

這項工作的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是開發使用TIJ（NQo和NQoTh）印(yin)刷(shua)的(de)(de)(de)Qo和Qo/EPQ納米顆粒的(de)(de)(de)包裝薄(bo)膜(mo)。對該系統的(de)(de)(de)以(yi)下(xia)方面進行了(le)研究：i)制(zhi)造(zao)可(ke)(ke)由TIJ印(yin)刷(shua)的(de)(de)(de)薄(bo)膜(mo)的(de)(de)(de)最合適條件(jian)；ii)可(ke)(ke)以(yi)在薄(bo)膜(mo)上(shang)留下(xia)足(zu)夠印(yin)象的(de)(de)(de)NQoThs懸浮液的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)條件(jian)；iii)評估(gu)印(yin)刷(shua)薄(bo)膜(mo)作為(wei)Th的(de)(de)(de)控釋平臺及其AM對相關微生物的(de)(de)(de)活性(xing)，如金黃(huang)色葡萄球菌(jun)(jun)、大(da)腸桿菌(jun)(jun)、銅綠假單胞菌(jun)(jun)、沙門氏菌(jun)(jun)鼠傷寒血清型、產氣腸桿菌(jun)(jun)和無害李斯特菌(jun)(jun)。

采用殼聚糖-三聚磷酸酯-百里香納米顆粒經熱噴墨打印而成的新型活性包裝材料——摘要、簡介

采用殼聚糖-三聚磷酸酯-百里香納米顆粒經熱噴墨打印而成的新型活性包裝材料——材料和方法

采用殼聚糖-三聚磷酸酯-百里香納米顆粒經熱噴墨打印而成的新型活性包裝材料——結果與討論

采用殼聚糖-三聚磷酸酯-百里香納米顆粒經熱噴墨打印而成的新型活性包裝材料——結論、致謝！