1. 研究目的与意义
可食性降解抗菌保鲜膜是指利用可食的、生物可降解的材料为基质, 向其中添加适量的抗菌剂, 通过抗菌剂的缓释作用和光催化等作用达到抗菌、保鲜目的的一种功能薄膜。之前用于制备可食性降解保鲜膜的基质应用较多的有: 壳聚糖、魔芋葡甘聚糖、淀粉、明胶、羧甲基纤维素、大豆分离蛋白[1]、玉米醇溶蛋白[2]、胶原蛋白、海藻酸钠等。近年来，以蛋白质为基质的膜因为具有较高的营养价值、阻气性和透明性强等优点，研究者也越来越多。例如：paz等[3]研究了在不同环境温度和湿度下，小麦面筋蛋白膜对乙烯的阻隔性能，并分析了玻璃态转变对分子链流动性的影响，解释了温度和相对湿度对乙烯透气性的协同作用。目前，可食膜已发展成具有多种功能性质的、由多种生物大分子制成的多组分膜。这种膜通常以脂质作为阻水组分，而蛋白质或多糖在发挥自身具有的阻隔性能同时，作为脂质的支持介质，保持膜的完整性[4]。
然而蛋白膜也存在着阻水性差、机械性能不足等问题，所以可食性降解抗菌保鲜膜的未来发展趋势是：（1）可食性降解抗菌保鲜膜的膜基质和抗菌剂将向复合型发展（2）逐步提高膜的断裂伸长率和保水性从而提高膜的综合性能（3）加强研究抗菌剂的稳定性和安全性问题（4）由小规模生产向大型自动化生产规模发展。
拟申请项目着眼于提高蛋白基膜的阻水性和抗菌性，通过探讨菜籽蛋白基抗菌纳米粒子的构建与表征，高阻水性菜籽蛋白/麦麸纤维复合抗菌膜的构建与表征，研究高阻水性菜籽蛋白基复合纳米抗菌膜的构筑。
2. 研究内容和预期目标
本项目以疏水性球蛋白为基料，首先通过构建菜籽球蛋白/nisin纳米粒子，获得具有缓释功能抗菌纳米粒子，然后将该纳米粒子与水不溶性纳米麦麸微晶纤维素共混，获得高阻水性可食性纳米抗菌膜，并进一步研究nisin的缓释机理，最终解决可食性抗菌膜阻水性差、包装效果评价困难的问题。
① 菜籽蛋白基抗菌纳米粒子的构建与表征
采用现代纳米喷雾干燥技术制备菜籽球蛋白/nisin纳米粒子，形成具有缓释功能的抗菌纳米粒子，并通过形态、包埋、释放及抗菌性评价，进一步改性菜籽球蛋白，成功实现菜籽蛋白对抗菌剂的搭载，减少外界环境抗菌小分子活性的影响。
3. 国内外研究现状
构成可食膜基质的主要成分是蛋白质、多糖及脂类等，与合成包装材料相比，可食膜易降解，无污染，还可作为食品风味料和营养强化剂的载体，特别是以蛋白质为基料的可食膜具有一定的营养价值，口感好，对氧气的透过性较低，且蛋白质分子之间的交联作用强，机械性能好[5]。以蛋白质为基材的可食膜主要有大豆分离蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜、小麦面筋蛋白膜和乳清蛋白膜四类。通过不同的方法处理蛋白会破坏蛋白质分子内的相互作用，分子内的二硫键断裂形成新的二硫键，从而形成立体的网络结构，在适宜的条件下，可以获得具有一定强度和阻隔性的蛋白膜。蛋白膜的研究虽不及多糖膜成熟，但以蛋白质为基质的膜因为具有较高的营养价值、阻气性和透明性强，所以近年来研究的人较多。
1998年，padgett [6]等将溶菌酶和乳酸链球菌肽分别加入玉米蛋白或大豆蛋白中制成可食性包装膜，发现添加 edta 后，复合膜抑制细菌效果明显。随后，rodrogues 等[7]把溶菌酶、nisin以及乙二胺四乙酸钠加到小麦蛋白中，制成可食抗菌膜，这种膜可明显抑制热杀索丝菌。2004年，eswaranandam[8]发现添加了尼生素和酒石酸的大豆蛋白膜能抑制李斯特菌、大肠杆菌和沙门氏菌。目前，美国农业研究局南部地区研究中心[9]制造的大豆分离蛋白膜具有可保持水分，阻止氧气进入，确保脂肪类食品原味等优点，若混合甘油、山梨醇等增塑剂，还可制成有多种用途的可食性包装膜，此膜具有良好的强度、弹性和防潮性，还具有一定的抗菌消毒能力。
随着人们健康意识和环境意识的提高，蛋白质基可食膜将以其可食、无污染、保鲜效果好、使用方便等特点，成为未来食品包装材料的发展趋势。但是，蛋白膜普遍存在机械强度不足、耐水性差、热封性差、抑菌性不好，甚至成本高等问题，而这些问题可能会影响到蛋白基膜在食品包装中的进一步应用。因此，如何提高蛋白基膜的的阻水性、机械强度以及抗菌剂效率是目前蛋白基抗菌膜研究领域面临的主要瓶颈问题。
4. 计划与进度安排
① 菜籽蛋白基抗菌纳米粒子的构建与表征
a．菜籽蛋白质的改性
以疏水性菜籽球蛋白为原料，探索采用限制性酶解技术、化学修饰以及超声波等技术改性菜籽蛋白，进一步提高菜籽蛋白质的疏水性和溶解性，形成形态均一、结构致密的蛋白质网状结构。
5. 参考文献
[1] cho s y, rhee c. mechanical properties and water vapor permeability of edible films made from fractionated soy proteins with ultrafiltration. lebensm.-wiss[j]. u.-technol, 2004, (37): 833-839.
[2] dong j, sun s, wang jy. basic study of corn protein, zein as a biomaterial in tissue engineering, surface morphology and biocompatibility[j]. biomaterials, 2004, 25(19): 4691-4697.
[3] paz h m, guillard v，reynes m, et al. ethylene permeability of wheat gluten film as a function of temperature and relative humidity[j]. journal of membrane science, 2005, 256(1/2): 108-115.
