低温等离子体处理对复合蛋白基薄膜性能的影响

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-09-23

蛋白质基薄膜被认为是食品包装开发中最有潜力的生物可降解聚合物，因为蛋白质紧密的空间构象使得其具有高于普通塑料膜的阻隔性能，能够很好地保护食品不受外界气体和水分渗入的影响而发生氧化和腐败，从而延长食品的保质期。乳清分离蛋白-酪蛋白酸钠复合蛋白膜是一类具有高强度、高阻隔性的相对较为疏水的可食性薄膜。为了强化其结构稳定性、改善薄膜拉伸性能和对水分的敏感性，可以采用不同方式对复合蛋白膜进行改性，如在成膜溶液中加入多糖的方式，构建蛋白质-多糖美拉德反应体系，可以显著提高了薄膜疏水性和阻隔性能，并使薄膜具备了一定的抗氧化特性，此外，通过使用静态超高压、等离子体处理成膜溶液所制备而得的复合蛋白膜也呈现出更加优良的成膜特性。

等离子体可分为高温等离子体和低温等离子体。处于核聚变状态的物质、电弧、闪电、极光等都是高温等离子体，高温等离子体在切割、冶炼、焊接等领域都有广泛的应用。低温等离子体技术是一种能够对敏感材料进行灭菌和改性的新兴非热技术，能够利用放电产生的自由基、电子、正负离子、原子和分子的激发态或基态以及紫外线光子等物质，通过刻蚀、交联和氧化反应来温和地修饰蛋白质的结构。因此，低温等离子体技术被视为物理、化学和光化学修饰技术的组合体。低温等离子体技术作为一种材料表面处理技术，在不损伤材料本身性能的情况下能够有效提高聚合物的黏合性和功能性，如，低温等离子体在放电过程中轰击薄膜表面，会导致其形态在微米到纳米范围内发生巨大变化，同时会使晶体含量和位置改变，薄膜结构中的活性基团异变，最终对薄膜表面粗糙度、油墨附着力、机械性能、阻隔性能、接触角和生物降解性产生一定程度的影响作用。研究结果显示，低温等离子体处理明胶薄膜后增加了薄膜表面粗糙度，并且粗糙度取决于等离子体的处理时间。输入的功率对等离子体处理的效率有很大影响，较低功率的等离子体处理可以减小实验过程中形成的臭氧以及氮氧化合物对聚合物产生的过度氧化。除此之外，等离子体处理过程中，由于活性氧的累积而产生氧化反应，使得细菌细胞膜破裂死亡，这也赋予了等离子体技术在一定条件下具有高于一般灭菌技术效率的能力。

等离子体处理，能够改变复合蛋白基薄膜表面结构，提升热稳定性、机械性能、阻隔性能，降低薄膜透光性和水溶性，同时具有优良的薄膜表面的灭菌功能，满足了食品包装在食品工业中应用的加工性及安全卫生性要求，进一步拓展了绿色包装材料的研发空间，也为低温等离子体技术的多功能应用提供了可能。