響應(yīng)面法優(yōu)化KGM-TiO2復(fù)合薄膜的拉伸性能

李彥軍，張宏軍，王　勇，蔡?hào)|梅，朱家鳳

（1.陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710021；2.陜西農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究院，陜西西安710021；3.陜西省種子管理站，陜西西安710003）

響應(yīng)面法優(yōu)化KGM-TiO2復(fù)合薄膜的拉伸性能

李彥軍1，2，張宏軍3，王勇1，2，蔡?hào)|梅1，朱家鳳1

（1.陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710021；2.陜西農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究院，陜西西安710021；3.陜西省種子管理站，陜西西安710003）

以魔芋葡甘露聚糖（KGM）和納米TiO2為原料，制備KGM/TiO2復(fù)合薄膜，研究制備工藝對(duì)復(fù)合薄膜性能的影響。以拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討了KGM溶膠濃度、甘油用量、pH、干燥溫度對(duì)KGM薄膜特性的影響，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法，優(yōu)化了KGM薄膜的制備工藝，在此基礎(chǔ)上，制備KGM/TiO2復(fù)合薄膜并考察TiO2摻雜比對(duì)復(fù)合薄膜性能的影響。建立了拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率的回歸模型，優(yōu)化后的制備工藝條件為：KGM濃度1%、甘油添加量0.45%、pH10、干燥溫度71℃。TiO2的摻入能有效提高KGM薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率，對(duì)薄膜的力學(xué)性能有所改善，當(dāng)TiO2摻雜比為0.003%時(shí)，復(fù)合薄膜性能良好。

魔芋葡甘露聚糖，TiO2，復(fù)合薄膜，性能

魔芋葡甘露聚糖（konjac glucomannan，KGM）是多年生草本植物魔芋中提取的一種可溶性多糖，由于其具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能特性，近年來(lái)受到人們普遍的關(guān)注[1]。KGM具有良好的成膜性能，以KGM為原料制得的可食性保鮮膜，是一種新型環(huán)保材料[2]。近年來(lái)，有關(guān)KGM膜的研究很多，研究發(fā)現(xiàn)主要存在著單一膜抗拉強(qiáng)度低、抗菌能力差以及吸濕度大等缺點(diǎn)[3-4]，不少研究者通過(guò)對(duì)KGM的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾改性，以提高膜的性能[5-7]，但這些研究工藝過(guò)于復(fù)雜，或者成本太高，不利于推廣，而且還存在試劑殘留等問(wèn)題。目前，隨著高分子材料與無(wú)機(jī)材料復(fù)合成膜技術(shù)的發(fā)展，將有機(jī)物與納米無(wú)機(jī)物共混復(fù)合，集合兩類物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，制備復(fù)合膜逐漸成為當(dāng)前的研究趨勢(shì)[8-10]。TiO2是一種常用的光催化型抗菌劑，無(wú)毒、無(wú)味、抗菌能力強(qiáng)[11-14]。將KGM與納米TiO2在一定的摻雜比下共混，可以形成結(jié)構(gòu)較好、抗菌性能優(yōu)良的彈性凝膠，其制成的可食性膜，易于降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，是當(dāng)前能夠代替塑料保鮮膜的理想材料[15]。目前，有關(guān)將KGM與TiO2復(fù)合成膜方面的研究在國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)報(bào)道。本論文遵循綠色環(huán)保抗菌性優(yōu)越的原則，通過(guò)將KGM與納米TiO2的共混，制備一種可食性抗菌保鮮膜，研究制備工藝對(duì)薄膜性能的影響，旨在為制備一種新型的抗菌保鮮膜提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

魔芋葡甘露聚糖（食品特級(jí)粉，40～120目，粘度≥22000mPa·s） 陜西省商洛市鎮(zhèn)安雪櫻花魔芋食品有限公司；二氧化鈦（納米級(jí)≤30nm） 舟山明日納米材料技術(shù)有限公司；氫氧化鈉、甘油等化學(xué)試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

J-M-LSOA膠體磨溫州七星；S-ZC型pH酸度計(jì)上海偉業(yè)；XLW（G）-PC智能電子拉力機(jī)濟(jì)南蘭光。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1KGM-TiO2復(fù)合薄膜的制備稱取0.25g納米級(jí)TiO2溶于100mL蒸餾水中，經(jīng)超聲振蕩混合均勻，得0.25%的TiO2溶液備用。量取12mL已配制好的TiO2溶液稀釋至1000mL，然后緩慢加入KGM 10g，在50℃恒溫?cái)嚢?0min，制得KGM濃度為1%、摻雜比為0.003%的KGM/TiO2復(fù)合溶膠；溶膠體經(jīng)膠體磨8遍后，真空抽濾脫氣并靜置備用。量取200mL復(fù)合溶膠液水浴加熱至50℃，加入甘油0.9mL，攪拌均勻后靜置30min，采用0.1%的NaOH溶液調(diào)pH至10，然后涂膜于平整的載體之上，在71℃的烘箱中烘干，脫膜，即得KGM-TiO2復(fù)合薄膜。

1.2.2單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.2.1KGM濃度對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響配制不同濃度KGM溶膠液，甘油添加量為0.5%，不調(diào)pH，65℃干燥，制備KGM膜，測(cè)其抗拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率。

1.2.2.2甘油添加量對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響選擇KGM的濃度為1%，制備不同甘油添加量的KGM膜，不調(diào)pH，65℃干燥，測(cè)其抗拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率。

1.2.2.3pH對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響配制濃度為1%的KGM溶膠液，甘油添加量為0.5%，65℃干燥，考察pH對(duì)KGM膜抗拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率的影響。

1.2.2.4干燥溫度對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響配制濃度為1%的KGM溶膠液，甘油添加量為0.5%，pH10，在不同干燥溫度下制備KGM膜，考察干燥溫度對(duì)其抗拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率的影響。

1.2.2.5摻雜比對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響在KGM薄膜的最佳制備工藝基礎(chǔ)上，配制不同摻雜比的KGM-TiO2復(fù)合溶膠液，制備KGM-TiO2復(fù)合薄膜，測(cè)試復(fù)合薄膜的力學(xué)性能。

1.2.3響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)Box-Benhnken實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以KGM濃度（A）、pH（B）、甘油量（C）、干燥溫度（D）這4個(gè)因素構(gòu)建響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)定相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率。實(shí)驗(yàn)因素和水平如表1所示。

表1　響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平Table.1　Factors and levels of response surface design

1.2.4薄膜力學(xué)性能測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度測(cè)試：采用XLW（G）-PC智能電子拉力機(jī)，參照GB16421-1996《塑料拉伸性能小試樣實(shí)驗(yàn)方法》進(jìn)行；斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試：采用XLW（G）-PC智能電子拉力機(jī)，參照GB13022-1996《普通型雙向拉伸聚丙烯薄膜》進(jìn)行。

2　結(jié)果與分析

2.1不同因素對(duì)KGM薄膜性能的影響

2.1.1KGM濃度的影響從圖1中可以看出，隨著KGM濃度的增大，KGM膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率漸漸增大，但增幅呈減緩趨勢(shì)。出現(xiàn)這一結(jié)果可能原因?yàn)镵GM分子結(jié)構(gòu)較規(guī)整，吸水溶脹后致密性較高，當(dāng)KGM濃度較低時(shí)，膜的拉伸強(qiáng)度會(huì)隨著KGM的濃度增大而增大，但當(dāng)KGM濃度增大到一定程度時(shí)，分子移動(dòng)或排列就越困難，致使膜的致密結(jié)構(gòu)減少，出現(xiàn)拉伸強(qiáng)度增幅減緩的趨勢(shì)；而斷裂伸長(zhǎng)率的變化趨勢(shì)，則是由于膜中殘留溶劑增塑作用的結(jié)果，膜中殘留容積降低了成膜分子的剛性，使得膜的伸長(zhǎng)率增大，但隨著KGM濃度的增大，殘留溶劑量會(huì)減少，所以伸長(zhǎng)率增大的趨勢(shì)也減小。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)選定0.9%～1.1%為最佳KGM濃度。

圖1　KGM濃度對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響Fig.1　Effect of KGM content on mechanical performance of the blending film

2.1.2甘油含量的影響從圖2中可以看出，隨著甘油用量的增大，膜的抗拉強(qiáng)度漸漸下降，而膜的斷裂伸長(zhǎng)率則呈增大趨勢(shì)。甘油是親水性的小分子物質(zhì)，能較容易進(jìn)入到KGM分子鏈間。由于甘油分子的加入，削弱了分子間的相互作用力，一定程度上破壞了KGM原有大分子之間的連接，軟化了膜的剛性結(jié)構(gòu)，致使抗拉強(qiáng)度下降。但是，甘油的加入增強(qiáng)了分子鏈的流動(dòng)性，使得膜的松弛性和延展性得到改善，從而使得KGM膜在宏觀上柔韌性強(qiáng)，膜的斷裂伸長(zhǎng)率得到提高。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)選定最佳甘油添加量為0.4% ～0.6%。

圖2　甘油添加量對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響Fig.2　Effect of glycerine content on mechanical performance of the blending film

2.1.3pH的影響在堿性條件下，KGM可發(fā)生脫乙?；磻?yīng)，形成熱不可逆凝膠。從圖3可以看出，當(dāng)pH升高時(shí)，膜的拉伸強(qiáng)度增大，當(dāng)pH達(dá)到11時(shí)，拉伸強(qiáng)度趨于平緩，原因可能為當(dāng)pH達(dá)到11時(shí)，KGM的脫乙酰度較高，脫乙酰反應(yīng)較為完全，膜的結(jié)構(gòu)變化較小，因此，拉伸強(qiáng)度趨于平緩。而斷裂伸長(zhǎng)率的變化趨勢(shì)，則是由于隨著堿性的增強(qiáng)，KGM脫乙酰度的增高，KGM薄膜的可塑性降低，因此出現(xiàn)斷裂伸長(zhǎng)率逐漸降低的趨勢(shì)，當(dāng)pH達(dá)到11時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)率幾乎不再減小。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)選定9～11為最佳pH。

圖3　pH對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響Fig.3　Effect of pH on mechanical performance of the blending film

2.1.4干燥溫度的影響從圖4可以看出，隨著干燥溫度的升高，KGM膜的拉伸強(qiáng)度出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，80℃時(shí)KGM膜的拉伸強(qiáng)度最大，而斷裂伸長(zhǎng)率則隨著干燥溫度的升高而降低。這是因?yàn)楫?dāng)溫度低于80℃時(shí)，干燥所需時(shí)間較長(zhǎng)，水分得不到及時(shí)的揮發(fā)，不利于KGM分子有序結(jié)構(gòu)的形成，造成膜的結(jié)構(gòu)不夠緊密，從而使得膜的強(qiáng)度過(guò)低；當(dāng)干燥溫度高于80℃時(shí)，干燥時(shí)間較短，KGM分子間還沒(méi)形成較規(guī)則的結(jié)構(gòu)之前，水分就己經(jīng)大部分被蒸發(fā)掉了，導(dǎo)致形成的膜致密度低，容易形成氣泡及出現(xiàn)裂縫，從而喪失薄膜應(yīng)有的彈性，使拉伸強(qiáng)度下降。而斷裂伸長(zhǎng)率的變化趨勢(shì)，則是由于干燥溫度較低時(shí)，薄膜結(jié)構(gòu)間殘留的溶劑起到增塑作用，降低了成膜分子的剛性，使得膜的斷裂伸長(zhǎng)率較大，隨著干燥溫度的升高，溶劑大部分很快被蒸發(fā)掉，起不到增塑的作用，所以膜的斷裂伸長(zhǎng)率降低。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)選定65～75℃為最佳干燥溫度。

圖4　干燥溫度對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響Fig.4　Effect of temperature on mechanical performance of the blending film

2.2利用響應(yīng)面分析法確定制備KGM膜的最佳工藝條件

2.2.1中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表2。

2.2.2建立擬合模型與方差分析對(duì)表2中4個(gè)影響因素A、B、C、D的數(shù)值及膜的斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度利用Design Expert 7.1.6軟件進(jìn)行回歸分析，得出回歸方程式（1）及式（2）及方差分析表3及表4。

對(duì)膜斷裂伸長(zhǎng)率的回歸方程式為：

Y1=41.73+0.99A-0.086B-0.018C+0.72D+0.90AB+ 0.50AC+0.068AD-0.15BC-0.11BD-0.67CD-1.73A2-2.22B2-1.60C2-2.47D2式（1）

由表3可知，回歸模型的顯著性水平p＜0.0001，達(dá)到極顯著水平；失擬項(xiàng)p=0.6298＞0.05，差異不顯著，且相關(guān)系數(shù)較高，表明實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值高度相關(guān)，建立的回歸模型擬合度高，可較好的描述各因素與響應(yīng)值之間的真實(shí)關(guān)系。四個(gè)因素對(duì)膜斷裂伸長(zhǎng)率的影響的主次是A＞D＞B＞C，一次項(xiàng)A、D、二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2影響極顯著，交互項(xiàng)AB顯著，分析結(jié)果表明上述影響因素對(duì)膜的斷裂伸長(zhǎng)率具有不同的交互影響作用，模型與實(shí)際實(shí)驗(yàn)具有良好的擬合性，實(shí)驗(yàn)中失擬項(xiàng)不顯著，回歸方程滿足實(shí)驗(yàn)分析要求。

對(duì)膜拉伸強(qiáng)度的回歸方程式為：

Y2=17.20+0.26A-0.042B-0.56C+0.073D+0.047AB+ 0.11AC+0.055AD-0.070BC-0.050BD+0.038CD-0.93A2-0.73B2-0.62C2-0.88D2式（2）

由表4可知：四個(gè)因素對(duì)薄膜拉伸強(qiáng)度的影響主次為C＞A＞D＞B，一次項(xiàng)C、二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2影響極顯著。分析結(jié)果表明上述影響因素對(duì)膜的拉伸強(qiáng)度交互影響作用均不顯著，模型與實(shí)際實(shí)驗(yàn)具有良好的擬合性，實(shí)驗(yàn)中失擬項(xiàng)較小，回歸方程滿足實(shí)驗(yàn)分析要求。

2.2.3響應(yīng)面分析將KGM濃度（A）、pH（B）、甘油量（C）、干燥溫度（D）四個(gè)因素兩兩為自變量，分別以斷裂伸長(zhǎng)率和拉強(qiáng)度為響應(yīng)指標(biāo)做出響應(yīng)面，考察各因素間的交互作用的影響。

表2　響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table.2　Experimental scheme and results for response surface analysis

2.2.3.1對(duì)薄膜斷裂伸長(zhǎng)率的響應(yīng)面分析根據(jù)薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率的回歸模型作出相應(yīng)的響應(yīng)面圖5。

由圖5可知，響應(yīng)面曲線越陡，相互作用的因素對(duì)薄膜斷裂伸長(zhǎng)率的影響越顯著。在pH與KGM濃度的交互影響圖中，當(dāng)pH不變時(shí)，膜斷裂伸長(zhǎng)率隨KGM濃度的增大先增大后小幅減小，當(dāng)濃度為1%時(shí)達(dá)到最大；當(dāng)KGM濃度不變，膜斷裂伸長(zhǎng)率先增加后減小，在pH9.8時(shí)達(dá)到最大。在溫度與甘油添加量的交互影響圖中，當(dāng)甘油添加量不變時(shí)，膜斷裂伸長(zhǎng)率隨溫度的增高達(dá)到一峰值后迅速下降，當(dāng)溫度不變時(shí)，膜斷裂伸長(zhǎng)率隨著甘油添加量的升高而逐漸升高，當(dāng)溫度為71℃，甘油添加量0.5%時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大值。同理，綜合分析其他因素的交互影響，得出當(dāng)KGM濃度1.02%，pH10，甘油量0.5%，溫度71℃時(shí)，薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率最大。

2.2.3.2對(duì)薄膜拉伸強(qiáng)度的響應(yīng)面分析根據(jù)薄膜的拉伸強(qiáng)度回歸模型作出相應(yīng)的響應(yīng)面圖6。

表3　對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率回歸方程的方差分析Table.3　Analysis of variance for the fitted quadratic models of elongation

表4　對(duì)拉伸強(qiáng)度回歸方程的方差分析Table.4　Analysis of variance for the fitted quadratic models of tensile strength

同理，分析各因素交互作用對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響，響應(yīng)面曲線越陡，相互作用的因素對(duì)薄膜拉伸強(qiáng)度的影響越顯著，由圖6分析可以得出，當(dāng)KGM濃度1.02%，pH9.8，甘油量0.45%，溫度70℃時(shí)，薄膜的拉伸強(qiáng)度最大。

圖5　各因素交互作用對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率的影響Fig.5　Response surface and contour plots showing the effect of elongation

圖6　各因素交互作用對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響Fig.6　Response surface and contour plots showing the effect of tensile strength

通過(guò)響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，結(jié)合（1）和（2）的分析結(jié)果，由于甘油量對(duì)膜拉伸強(qiáng)度的影響大于膜的斷裂伸長(zhǎng)率，干燥溫度對(duì)膜斷裂伸長(zhǎng)率的影響大于膜的拉伸強(qiáng)度，獲得制備KGM膜的最優(yōu)工藝條件為：KGM濃度1.02%，甘油添加量0.45%，pH10，干燥溫度71℃。在此條件下，斷裂伸長(zhǎng)率的最大預(yù)測(cè)值為42.73%，拉伸強(qiáng)度的最大預(yù)測(cè)值為17.54MPa。鑒于實(shí)驗(yàn)操作的可行性，將實(shí)驗(yàn)條件修正為：KGM濃度1%，甘油添加量0.45%，pH10，干燥溫度為71℃。對(duì)最佳條件做3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，經(jīng)測(cè)得斷裂伸長(zhǎng)率為42.15%± 1.43%，拉伸強(qiáng)度為（17.62±0.36）MPa，與理論預(yù)測(cè)值相比，其相對(duì)誤差最大約為1.4%，實(shí)驗(yàn)值在95%的置信區(qū)間符合預(yù)測(cè)值，所得參數(shù)較為可靠。

2.2.4KGM-TiO2復(fù)合薄膜的制備及力學(xué)性能由圖7可見(jiàn)，KGM與納米TiO2摻雜共混后，復(fù)合薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率較單一KGM薄膜相比有所提高。隨著TiO2摻雜比的增大，膜拉伸強(qiáng)度逐漸增大，但增幅較??；而斷裂伸長(zhǎng)率則迅速增大，當(dāng)摻雜比達(dá)到0.003%時(shí)，達(dá)到最大，此后有減緩下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)椋{米結(jié)構(gòu)的TiO2的摻入，對(duì)膜的結(jié)構(gòu)起到良好的增塑作用，且在一定程度上致密了膜的空間結(jié)構(gòu)，致使復(fù)合膜較單一膜相比斷裂伸長(zhǎng)率增幅較大，但當(dāng)TiO2的摻入量增到0.003%后，過(guò)量的納米TiO2的摻入阻礙了KGM分子間的結(jié)合，致使膜的剛性及韌性均有所降低，膜的斷裂伸長(zhǎng)率及拉伸強(qiáng)度均出現(xiàn)降低趨勢(shì)。當(dāng)TiO2摻雜比為0.003%時(shí)，KGM-TiO2復(fù)合薄膜具有良好的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率。

圖7　摻雜比對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響Fig.7　Effect of mass ratio on mechanical performance of the blending film

3　結(jié)論

3.1本研究建立了KGM薄膜的機(jī)械性能隨KGM濃度、甘油添加量、pH、溫度變化的回歸模型；以拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化得到最佳條件為：KGM濃度為1%、甘油添加量為0.45%、pH為10、干燥溫度為71℃；在此基礎(chǔ)上，制備了KGM/TiO2復(fù)合薄膜，考察了TiO2摻雜比對(duì)復(fù)合薄膜性能的影響，當(dāng)TiO2摻雜比為0.003%時(shí)，復(fù)合薄膜的力學(xué)性能最佳。

3.2由響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)分析可知，KGM濃度是影響薄膜力學(xué)性能的主要因素，甘油添加量對(duì)薄膜拉伸強(qiáng)度的影響大于對(duì)薄膜斷裂伸長(zhǎng)率的影響，干燥溫度對(duì)薄膜斷裂伸長(zhǎng)率的影響大于對(duì)薄膜的拉伸強(qiáng)度的影響。TiO2的摻入能有效提高KGM薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率，對(duì)薄膜的力學(xué)性能有所改善。

3.3TiO2在KGM膠體溶液中不易分散且容易沉降，是工藝考察中的最大誤差源，為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平行準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)最終確定不添加TiO2，先優(yōu)化KGM薄膜的制備工藝，在薄膜最佳制備工藝的基礎(chǔ)上，最后考察TiO2的添加量對(duì)復(fù)合薄膜性能的影響，旨在為制備一種KGM-TiO2復(fù)合薄膜提供依據(jù)。

[1]陳明木，陳紹軍，龐杰，等.魔芋葡甘聚糖涂膜的保鮮原理及其在果蔬上的應(yīng)用[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，33（3）：400-403.

[2]張升暉，吳紹艷，辛厚豪.脫乙酰基魔芋葡甘聚糖可食性膜材料研究[J].食品科學(xué)，2006，27（1）：54-57.

[3]羅揚(yáng)，陸愛(ài)霞.魔芋葡苷聚糖的改性及其研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2012，33（3）：211-213.

[4]趙亞楠，何翠嬋，律冉，等.化學(xué)改性魔芋葡甘聚糖成膜性能的研究進(jìn)展[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2011，32（12）：187-190.

[5]龐杰，吳春華，溫成榮，等.魔芋葡甘聚糖凝膠研究進(jìn)展及其問(wèn)題[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2011，11（9）：181-187.

[6]吳曉霞，李建科，余朝舟.魔芋葡甘聚糖-殼聚糖-羧甲基纖維素鈉復(fù)合可食性保鮮膜研究[J].食品工業(yè)科技，2008，29（2）：236-242.

[7]袁志，王明力，王麗娟，等.改性殼聚糖納米復(fù)合保鮮膜透性的研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2010，26（11）：67-72.

[8]吳峰，蔡繼業(yè).殼聚糖納米雜化材料的制備及抗菌性能表征[J].高分子材料科學(xué)與工程，2008，24（3）：148-151.

[9]楊遠(yuǎn)誼.殼聚糖/納米二氧化鈦抗菌保鮮膜的研制及性能研究[D].重慶：西南大學(xué)，2008.

[10]田大聽(tīng)，李金林，徐玲玲，等.魔芋葡甘聚糖納米復(fù)合物的制備與表征[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2008，20（3）：265-268.

[11]徐麗麗，聶曉峰，陳玉清.納米二氧化鈦抗菌材料的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].山東陶瓷，2007，30（5）：26-29.

[12]徐瑞芬，張鵬，胡偉康，等.納米TiO2在塑料中的抗菌性能研究[J].上海塑料，2002，118（2）：17-19.

[13]徐麗麗，聶曉峰，陳玉清.納米二氧化鈦抗菌材料的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].山東陶瓷，2007，30（5）：26-29.

[14]董戰(zhàn)峰，杜予民，樊李紅，等.殼聚糖/明膠/TiO2三元復(fù)合膜的制備與功能特性[J].功能高分子學(xué)報(bào)，2004，17（1）：15-16.

[15]田大聽(tīng).基于魔芋葡甘聚糖的功能材料的研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2012.

Optimization by response surface methodology of properties of KGM-TiO2composite films

LI Yan-jun1，2，ZHANG Hong-jun3，WANG Yong1，2，CAI Dong-mei1，ZHU Jia-feng1
（1.College of Life Science and Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi’an 710021，China；2.Shaanxi Research Institute of Agricultural Products Processing Technology，Xi’an 710021，China；3.Shaanxi seed management station，Xi’an 710003，China）

The effects of preparing conditions of KGM-TiO2composite films were studied.Based on tensile strength and elongation at break，the influence of the concentration of KGM sol，the amount of glycerin，pH and drying temperature of composite films were investigated.The preparation process of KGM-TiO2composite films was optimized by single factor experiment and response surface methodology while the effects of the ratio of composite thin films doped with TiO2was also studied.A regression model for each of the film properties was developed.The optimal preparing conditions were KGM concentration 1%，glycerin amount 0.45%，pH10 and drying temperature 71℃.The incorporation of TiO2could effectively improve the elongation at break and the mechanical propeties of KGM thin films with the best value 0.003%.

konjac glucomannan；TiO2；composite film；properties

TS206.4

A

1002-0306（2015）04-0286-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.04.054

2014－07－01

李彥軍（1981-），男，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)。

西安市科技計(jì)劃項(xiàng)目（NC1207（2））；西安市未央?yún)^(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目（201307）；陜西省農(nóng)業(yè)廳農(nóng)業(yè)推廣計(jì)劃項(xiàng)目（2012、2013）；陜西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（1068）。