【摘要】：细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)是一种新型的天然生物高分子聚合材料,具有许多独特的优良特性而被广泛地应用在多个领域。但BC存在结构官能团较为单一的缺陷,且表面大量的羟基导致了强吸水倾向,这些性质限制了其在食品包装、医用材料等方面的进一步应用。本文通过玉米醇溶蛋白(Zein)对BC进行复合改性修饰,制备了三种玉米醇溶蛋白/细菌纤维素复合膜材料,并分别对其在食品和医药领域应用的可能性进行了相关的探究。具体研究内容如下:(1)以BC为基质层,通过静电纺丝技术得到的Zein纳米纤维为夹心层,制备了一种高阻水性细菌纤维素基玉米醇溶蛋白复合夹心膜材料,并通过扫描电镜(SEM)、机械性能测试、热稳定性(TG)、动态渗透分析、水阻隔性试验等手段对Zein/BC夹心膜材料进行表征。结果表明,在微观结构上,Zein/BC夹心膜各层之间粘合性较好。在物理特性上,Zein/BC夹心膜的拉伸强度、断裂伸长率和热稳定性变化不大,但其杨氏模量从9.2 GPa提高到15.5 GPa;在功能特性上,Zein/BC夹心膜在氋湿环境下的水阻隔性得到明显地提高,可延长食品的保质期,适用于食品包装材料。(2)通过反溶剂技术制得的荷载生物活性分子的水溶性Zein颗粒,与经高压微射流均质制得的BC纳米纤维进行均一复合,制备了一种高强度的生物活性BC-Zein复合膜材料。主要研究了荷载生物活性分子的Zein纳米颗粒添加对复合膜的物理及功能性质的影响;结果表明,在一定浓度范围内,添加Zein纳米颗粒可以提高Zein/BC复合膜的机械性能,活性成分红霉素的添加对复合膜的微观结构、机械强度、热稳定性等影响不大,但赋予复合膜显著的抗菌特性;细胞毒性试验显示荷载生物活性物质红霉素的Zein-BC复合膜对L929小鼠成纤维细胞没有毒性,且有利于细胞的生长与增殖,适用于伤口敷料等医用领域。(3)基于玉米醇溶蛋白在溶剂蒸发时可自组装形成蛋白颗粒的原理,制备了一种可控性高疏水细菌纤维素/玉米醇溶蛋白复合膜材料;通过改变Zein的浓度来调控其溶剂蒸发诱导的自组装过程,从而获得具有不同表面结构的Zein/BC疏水膜材料,并对其表面特性、机械性能、功能特性等进行研究,探讨并揭示了Zein/BC疏水膜表面微观结构与物理性能、功能特性之间的关系。结果表明,Zein浓度为0.5%时,疏水膜材料的综合性能较好,膜表面接触角达到最大为109°,实现了膜表面疏水性的可调控性。在材料的细胞亲和性试验中,Zein/BC疏水膜较BC膜更有利于细胞的黏附、增殖和生长,适用于组织工程支架材料。
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【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O636.11;TB383.2
【参考文献】
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2470509
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