本研究首先采用沉淀法制备了花椒精油/β-环糊精包合物(ZBEO/β-CD-ICs)。当ZBEO的添加量为1g、反应时间为4h、反应温度为55℃时,回收率(73.88%)和负载量(9.53%)达到最高值。表征结果表明,包合作用改变了晶体结构,增强了分子间的相互作用,提高了热稳定性。然后,通过静电纺丝制备了含有ZBEO/β-CD-ICs的纳米纤维薄膜。当总聚合物浓度恒定为20%时,随着ZBEO/β-CD-IC含量的增加,纳米纤维的直径和机械强度降低,但最大失重率对应的温度升高。X射线衍射分析证明ZBEO/β-CD-IC的加入提高了薄膜的结晶度。傅里叶变换红外光谱表明分子间存在氢键相互作用。ZBEO的释放行为表明温度和相对湿度的升高有利于加快释放速度。抗菌和抗氧化活性结果表明,ZBEO含量的增加提高了抗菌和抗氧化效率,Z40P10纳米纤维对金黄色葡萄球菌的最大抑菌率为62.02%,最大抗氧化活性为60.18%。
图1.关键参数对ZBEO-β-CD-IC的回收率、ZBEO负载量和包合率的影响。(A)ZBEO的添加量;(B)反应时间;(C)温度。
图2.ZBEO-β-CD-IC的表征。(A)X射线衍射光谱;(B)FTIR光谱;(C)DSC;(D)TGA和DTG;(E)30天期间ZBEO的保留。
图3.不同纳米纤维薄膜的SEM。A)Z6P14;B)Z8P12;C)Z10P10;D)Z8P12;E)Z14P6;F)普鲁兰多糖纳米纤维;G)Z20P10;H)Z30P10;I)Z40P10。
图4.不同纳米纤维薄膜的XRD谱。
图5.不同纳米纤维薄膜的FTIR光谱。
图6.不同纳米纤维薄膜的TGA和DTA曲线。
图7.不同纳米纤维薄膜的力学性能。
图8.(A)不同Z/P纳米纤维薄膜在环境条件下(约25℃和40%RH)储存的ZBEO保留率;温度(B)和相对湿度(C)对Z10P10纳米纤维薄膜ZBEO保留率的影响。
图9.不同纳米纤维薄膜对大肠杆菌(A)和金黄色葡萄球菌(B)生长的抑制作用;不同纳米纤维薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率(C)。
图10.(A)7天内不同纳米纤维薄膜抗氧化活性的动态变化。(B)不同纳米纤维薄膜的抗氧化活性比较。