同轴静电纺美藤果油/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及其性能

目的 提高美藤果油在纤维膜中的负载量,提升其在食品活性包装或生物医药方面的应用潜力。方法 通过同轴静电纺丝技术制备具有核壳结构的美藤果油(Sacha inchi oil,SIO)/聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)纳米纤维膜。采用单因素实验和正交试验探究PVA的质量分数、施加电压、接收距离和壳层流速等纺丝条件对SIO负载量的影响。通过扫描电镜、透射电镜和傅里叶红外变换光谱表征纳米纤维的形态及性能,测试并分析加入SIO后纤维膜的力学性能、亲水性能和抗氧化活性。结果 通过正交试验得到了纤维膜的最佳纺丝条件,PVA的质量分数为12%,施加电压为22 kV,接收距离为16 cm,核壳流速比为0.1 mL/h∶1.4 mL/h。在此条件下可以成功制备以SIO为核层,以PVA为壳层的具有明显核壳结构的形貌较好、直径分布均匀,SIO负载量为67.79%的纳米纤维膜。SIO的加入使纤维膜的拉伸强度提高了2.51倍,水接触角减小了14.04°,抗氧化活性提高了2.6倍。结论 采用同轴静电纺丝技术成功制备了具有明显核壳结构的纳米纤维及纤维膜,该膜的SIO负载量高,加入SIO后纤维膜的力学性能、亲水性能和抗氧化活性均得到改善。

大孔树脂纯化美藤果壳酚类物质的研究

以美藤果壳为原料,用70%乙醇提取得到美藤果壳酚类粗提物,研究大孔树脂纯化美藤果壳酚类物质的工艺条件,对AB-8、HPD300、NKA-9、D101、S-8、DM130 6种型号大孔树脂进行了筛选。结果表明:NKA-9型大孔树脂为纯化美藤果壳酚类物质最佳树脂;NKA-9型大孔树脂纯化美藤果壳酚类物质的最佳工艺条件为上样液质量浓度10 mg/m L、上样速度2.0 m L/min、以70%的乙醇溶液洗脱、洗脱速度1.0 m L/min、洗脱剂体积2.5 BV。在最佳工艺条件下纯化后的美藤果壳酚类物质的总酚含量为73.8%,对比于粗提物中的总酚含量33.2%,提高了1.2倍。

美藤果壳提取物降血压功效的研究

以血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制率为指标,筛选美藤果壳提取物降血压成分的最佳提取溶剂和壳层,并结合自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rat,SHR)模型,初步评价美藤果壳提取物的降血压功效。体外和体内实验结果表明:以水作为提取溶剂,美藤果壳提取物(sacha inchi shell extract,SISE)的ACE活性抑制率最高,其活性显著高于菊花、银杏提取物等其他天然ACE抑制剂,且高剂量(400 mg/kg·BW)的SISE显著降低了SHR大鼠的血压,给药1 h后SHR大鼠收缩压由166 mmHg显著降低至135 mmHg。结果初步证实了SISE具备降血压功效。急性经口毒性试验表明SISE属于食品级无毒。通过对SISE有效降压成分进行分离,表明其有效降压成分主要集中在正丁醇萃取物中,其萃取物经硅胶柱,氯仿/甲醇梯度洗脱,氯仿/甲醇(7∶3)组分的ACE抑制效果最佳。该研究为进一步开发美藤果壳为天然降血压药物夯实基础。

美藤果壳多酚物质的提纯及其抗氧化性

以美藤果壳为主要原料,用乙醇提取法提取美藤果壳多酚,考察乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间对美藤果壳多酚得率的影响。在单因素试验的基础上,进行正交试验优化提取工艺参数后,通过大孔树脂纯化粗提物,采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定其中主要多酚物质,并利用Fenton体系和1,1-二苯基-2-苦苯肼(DPPH·)体系测定其提取成分的抗氧化活性,并与特丁基对苯二酚(tert-butylhydroquinone,TBHQ)、维生素C(vitamin C,VC)、丁基羟基甲苯(butylated hydroxytoluene,BHT)进行对比。结果表明:影响美藤果壳多酚得率的4个因素中,影响程度为:提取温度>乙醇浓度>料液比>提取时间。最佳工艺:提取温度90℃,乙醇浓度70%,料液比1∶55(g/mL)和提取时间2.0 h,此时的多酚得率为4.79%。美藤果壳多酚主要为没食子酸、芦丁、儿茶素、单宁和异槲皮苷,对羟自由基和DPPH自由基的清除作用均优于TBHQ、VC、BHT,半数清除浓度分别为5.86×102μg/mL和7.51μg/mL。

乳液静电纺丝美藤果油/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及性能

采用乳液静电纺丝法制备基于美藤果油/聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)乳液的具有核壳结构的纳米纤维及纤维膜,为促进美藤果油在食品领域的进一步应用提供基础,并促进美藤果油作为新资源食品的高值化利用。通过电导率仪和黏度计测定乳液的电导率和黏度,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察纳米纤维膜形貌,并对乳液组分比例、纺丝参数进行调整优化;通过热特性和傅里叶变换红外光谱表征分析纳米纤维膜的各组分及作用;利用接触角测量仪测试纳米纤维膜表面的亲水性能;使用抗拉强度测量仪测定纳米纤维膜的机械性能。结果表明:制备美藤果油/PVA纤纳米纤维膜的乳液最佳配比为PVA质量分数14%,美藤果油、PVA、吐温-80的最佳质量比为5∶14∶1;最佳纺丝条件为电压25 kV、接收距离18 cm、供液速率1.0 mL/h。在最佳条件下纺丝,可得到平均直径为570 nm且形貌良好、分布均匀的纳米纤维。傅里叶变换红外光谱和热特性分析结果表明所制得的纳米纤维成功地封装了美藤果油,并在低于330℃的温度条件下表现出良好的热稳定性。接触角测量结果表明纳米纤维膜表面具有良好的亲水性能。机械性能分析结果表明美藤果油的添加可以提高纳米纤维膜的拉伸性能。