在这项研究中,使用静电纺丝法在乙基纤维素(EC)和己二酸(AD)存在下制备了水不溶性孜然籽油(CSO)负载麦醇溶蛋白(GN)纳米纤维(NFs)垫。静电纺丝效率和SEM图像表明,将30%w/v的GN和15%w/v的EC以80:20v/v的比例混合,AD为5%w/v时,所制备的NFs为最佳配方。当存在EC时,GN纤维的可纺性得以改善。此外,在AD存在下,纤维直径减小至50%(250±14nm),并且所有配方的均匀性均得以增强。AD作为混合生物聚合物之间的氢键交联剂,导致聚合物溶液的粘度增加。所选配方为10%w/v的聚合物负载CSO。DSC结果表明,EC和AD的存在提高了GN纤维的热稳定性。FTIR结果证实了聚合物和AD之间的氢键交联。抗氧化活性结果表明,所制备的NFs成功延缓了CSO的释放。负载CSO的NFs对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黄曲霉显示出很强的抗菌和抗真菌活性。NFs对正常人脐静脉内皮细胞(HUVEC)无显著毒性。当前研究结果表明,所制备的NFs垫由于其对负载的抗菌和抗氧化活性剂的可控缓释特性,在活性食品包装中显示出巨大的应用潜力。
图1.由不含己二酸(AD)(比例尺为5μm和50μm)(A)和含AD(比例尺为2μm和50μm)(B)的不同聚合物比例的麦醇溶蛋白(GN)-乙基纤维素(EC)溶液制备的电纺纤维的SEM图像。当存在或不存在AD时,EC、GN、EC-GN:20:80和EC-GN:50:50电纺纤维的直径(C)。
图2.含有5(a)、10(b)和20(c)%wt孜然籽油的麦醇溶蛋白(GN)-乙基纤维素(EC)-己二酸(AD)电纺纤维的SEM图像。珠子的形成用箭头表示。用10%wt孜然籽油制备的纤维垫的图像(d)。
图3.麦醇溶蛋白(GN)、乙基纤维素(EC)粉末、己二酸(AD)和GN-AD、EC-GN电纺纤维以及在AD和孜然籽油(CSO)存在下的傅里叶变换红外光谱(FT-IR)。
图4.麦醇溶蛋白(GN)、乙基纤维素(EC)、己二酸(AD)粉末和EC-GN电纺纤维以及在AD存在下的差示扫描量热(DSC)曲线。
图5.孜然籽油(CSO)负载NFs对金黄色葡萄球菌(A)和大肠杆菌(C)的抗菌活性(基于活性损失百分比)。基于连续稀释法(1/10)制备的培养基B和D的图像,第一行和第二行为存在CSO NFs时,第三行为空白样本。在对照样品和孜然籽油负载纳米纤维中孵育7天后,使用微大气法测定黄曲霉培养基的图像(E)。
图6.麦醇溶蛋白(GN)-乙基纤维素(EC)-己二酸(AD)电纺纤维(a)以及在不同水平负载孜然籽油(CSO)存在下(b)的生物相容性。