基于 Artemesia vulgaris L 多糖的可降解食用薄膜的开发：结合紫米壳提取物的特性研究与工艺优化

本研究利用中心复合响应面设计探究紫米糠提取物（PRHE）和Artemesia vulgaris种子多糖（AVSP）对可食用薄膜厚度、水分含量、水溶性和膨胀指数的影响。方差分析显示二阶模型拟合良好（R2>0.89），PRHE与甘油交互作用显著影响水溶性。FTIR证实多糖与PRHE酚类成分形成氢键，XRD和DSC数据表明添加PRHE增强结晶性并降低玻璃化转变温度，同时薄膜在3天内完全降解且具有抗菌性能，适用于食品包装 industry。

　　

摘要

本文采用中心复合响应面设计（Central-Composite response surface design），研究了多糖、甘油和紫米壳提取物（PRHE）等工艺变量对以Artemesia vulgaris种子多糖（AVSP）为原料制备的可食用薄膜的薄膜厚度、水分含量、水溶性（WS）和膨胀指数（SI）等响应变量的影响。实验结果通过方差分析（ANOVA）进行统计处理，并基于实验数据建立了二阶多项式模型，该模型能够很好地拟合实验结果，决定系数（R2）高于0.89，表明模型具有较高的可靠性。研究发现，甘油与紫米壳提取物之间的相互作用对薄膜的水溶性（WS）具有显著影响（p < 0.05）。此外，还构建了三维响应面图以探讨工艺变量与响应变量之间的关系。傅里叶变换红外光谱（FTIR）数据显示，多糖与PRHE中的酚类成分之间存在较强的氢键作用。花青素的添加提高了薄膜的结晶度，而根据X射线衍射（XRD）数据，多糖的加入则降低了其结晶度。差示扫描量热（DSC）结果表明，添加多糖会降低薄膜的玻璃化转变温度（Tg），但处理后的薄膜略微提高了Tg值。与纯多糖薄膜相比，处理后的薄膜具有更好的生物降解性，并且在第三天即可完全降解。而市售薄膜在相同添加浓度下仍保持完整，没有显示出降解迹象，同时具备抗氧化性能和抗菌潜力。处理后的薄膜在抑制E. coli和S. aureus生长方面表现出显著效果：其浓度分别为6 μg/ml和10 μg/ml，这表明在较低添加水平下，这些薄膜具有生物效益和可持续性。研究结果表明，优化后的含紫米壳提取物的AVSP可食用薄膜制备成功，可广泛应用于食品包装领域。

图形摘要