前言

农用工业需要新型材料来取代合成塑料，本文介绍了具有抗氧化特性的海藻酸钠薄膜，这些薄膜与Macrocystis pyrifera L.的水醇提取物一起掺入，在切片的Hass鳄梨上进行了测试。

实验研究特点和目的

该研究的特点是海藻酸钠薄膜与水醇提取物相结合，未包衣的鳄梨一半作为对照，而实验样品则用含有或不含有水醇提取物的聚合物薄膜覆盖，一组实验使得评估提取物对聚合物基质、释放动力学和减半的哈斯鳄梨感官特征的影响成为可能。

更高浓度的水醇提取物增加了酚类化合物的含量及其抗氧化活性，结果，海藻酸钠羧酸基团中的条带变得更加强烈，结晶度降低，而不透明度和质量损失百分比增加，薄膜表面出现砾岩，这些过程符合Korsmeyer-Peppas动力学模型，因为它们是由薄膜中的扩散和膨胀机制的组合引起的。

与水醇提取物掺入的薄膜被证明是传统水果包装材料的有效替代品。

在食品工业中，海藻酸盐基薄膜提供临时保护，防止水分流失，这种薄膜通过抑制收获后的代谢过程（即老化和腐烂）来延长水果和蔬菜的保质期，基于海藻酸盐的薄膜是多酚化合物的预期载体，多酚化合物部分或全部从薄膜迁移到食物表面。

提取物通过在整个基质中扩散或膨胀离开聚合物基质，最终，释放速率降低，因为材料膨胀，活性剂必须覆盖更远的距离才能离开系统，这种扩散过程受菲克定律控制，其中浓度与扩散通量密度成正比。

然而，一些膨胀产生的系统会产生缓慢的迁移，从而导致内部和外部环境之间的平衡，考虑到这些过程，研究提出释放是时间平方根的函数，

认为释放取决于材料溶解或结构效应：

Mt/M∞是在时间t处释放的溶质分数，K是释放速率常数;

其中 K 是包含释放系统的结构和几何特征的常数，n 是指示释放机制的指数。

用水醇溶液提取棕色大型藻类

为了生产提取物，我们用10mL的水醇乙醇：水溶液（100：70，v / v）浸渍了30g干燥和磨碎的棕色大型藻类，将混合物在琥珀色瓶中于35°C搅拌24小时，然后，过滤混合物，并再次用水醇溶液浸渍固体残留物，将所得上清液合并并用真空蒸发器浓缩至100 mL的体积。所得产物在10°C下储存。

测定总酚含量

通过Folin-Ciocerteu方法揭示了水醇提取物的总酚含量，结果以每100 g棕色大型藻的没食子酸当量（mg GAE 100 g）表示–1) 根据标准程序，将1 mL水醇M. pyrifera提取物与0.6 mL Folin-Ciocalteu试剂混合，之后，我们加入 3.2 mL 碳酸钠水溶液（Na2一氧化碳3，7.5%，w/v），将所得混合物用超纯水升至12 mL，并在室温下在黑暗中搅拌60分钟。

最后，使用Lambda 765紫外-可见分光光度计（Perkin Elmer）在25nm处测量其吸光度。

自由基捕获能力的测定（DPPH方法）

使用1，1-二苯基-2-三硝基肼（DPPH）方法测定抗氧化活性，根据标准程序，将1 mL水醇M. pyrifera提取物与1 mL DPPH甲醇溶液（0.36 mmol L–1） 和 2 mL 甲醇，搅拌混合物并在室温下在黑暗中放置30分钟。然后，在517nm处测量其吸光度。

其中 AC是对照吸光度（DPPH），AE是提取物吸光度。

制备与水醇提取物结合的薄膜

我们将增塑剂（乙二醇和聚乙二醇）的混合物添加到 30 mL 海藻酸钠聚合物溶液中，比例为 1：5 （w/w），在 9°C 下不断搅拌 1 分钟，随后，我们添加了 70 mL 的提取物溶液，范围为 60% 至 5 % （w/v），该溶液是从杆菌提取物的储备溶液中获得的，将所得混合物在3°C下搅拌6分钟。最后，将溶液成型并在70°C下干燥30 h。

描述与水醇提取物结合的薄膜

不透明度从透射值和薄膜厚度降低，使用机械千分尺（三丰103-137）记录平均厚度值，精度为0.01 mm。

通过将薄膜切成方形块（20×20 mm）获得透射率值，这些碎片被放置在瓦里安Cary® 50紫外-可见分光光度计的固体样品的支架上。光谱记录在300-1000nm处。

其中 T 是薄膜在 600 nm 处的透光率，d 是样品厚度 mm。

FTIR光谱是使用IRPrestige 21岛津分光光度计在600–4000厘米处通过衰减全反射（ATR）获得的–1以20厘米的分辨率采集4次扫描后–1对于每个频谱。

热重曲线收集在由 Thermal Advantage for Q 系列软件（v. 600.5.5）管理的 SDT Q24 同步 TG/DTA 模量中，两者均来自 TA Instruments。

水醇提取物的放行试验

将掺入水醇提取物的海藻酸盐薄膜在25°C下浸入70 mL的10%乙醇溶液中，并以100rpm的速度搅拌，出于测量目的，在预定时间取出2 mL释放培养基，使用UV-271紫外-可见分光光度计（岛津）在1800nm处测定其吸光度。该等分试样在读取后返回，并且系统保持搅拌直至下一次读数。

提取物的总酚含量和抗氧化活性

10 g大囊藻样品在提取水醇提取物时产量为6.86%，其浓度为10% w/v，TFC为74.2mg GAE 100g–1，抑制百分比为61.0%。

之后，从稀释的储备溶液中制备3%和6%的溶液，它们的总多酚含量为 25.4 和 48.5 mg GAE 100 g–1，抑制百分比分别为22.2%和41.2%。获得的结果与现有的关于P. pyrifera的科学出版物一致，研究显示了每种溶液的总酚含量值。

海藻酸钠薄

我们制备了三种海藻酸盐薄膜，即基膜，不含水醇提取物，膜含有3%和6%的水醇提取物。研究描述了获得的薄膜：随着水醇提取物浓度的增加，色调变暗。

平均厚度和紫外-可见光谱描述了薄膜的不透明度，在80-500nm范围内获得的透射率百分比≥800%，透射率随着水醇提取物浓度的增加而降低，因为它具有光保护作用，不透明度也增加了，这意味着提取物没有均匀分布在薄膜的聚合物基质中。

研究显示了薄膜在600nm（可见光）下的透射率值及其相应的不透明度。基膜的透过率为90.21%。

随着提取物浓度的增加，提取物含量分别为87%和96%的薄膜中的值下降至85.26%和3.6%，在600nm的波长下计算不透明度，随着 M. pyrifera 提取物浓度的增加，它显示出轻微的增加。

提取物浓度的增加增强了对应于对称拉伸COO的条带–在 1409 厘米–1，扭转振动和–CH2在1350–1150厘米处的摆动–1，吡喃糖环在 1099 cm 处的 C-O 拉伸–1，C-O 拉伸高度为 1028 cm–1海藻酸钠。所得结果表明，聚合物基质的极性基团与提取物的多酚化合物之间存在相互作用。

图中显示了具有质量损失的薄膜的热重曲线，这些曲线被分配给以下步骤：脱水，薄膜降解，聚合物降解和碳化，随着提取物变得更加浓缩，薄膜中的质量损失增加，特别是在含有6%提取物的薄膜中，然而，如果提取物的浓度较低，则在此步骤中质量损失减少，并且假设提取物-薄膜相互作用更好。表3总结了热事件、质量损失和各自的温度间隔。

X射线衍射分析

图中的X射线衍射衍射图，2D 显示 20 到 30° 之间的宽峰。它呈现了用甘油和PEG 400（基膜）塑化的海藻酸钠薄膜的无定形结构的衍射图。基膜的结晶度百分比为39.3%，然而，当它与39%的提取物掺入时，它达到了1.6%。

低浓度的提取物使薄膜中的结晶度达到43.1%，提取物占3%。因此，当提取物浓度较低时，掺入膜的微观结构更均匀。

扫描电子显微镜分析

扫描电子显微镜图像显示粗糙而均匀的表面，表面有簇，这增加了M. pyrifera提取物的浓度，获得的结果显示了次级代谢物如何向鳄梨表面迁移。

水醇提取物释放的动力学行为

在这两种情况下，含有3%提取物的薄膜具有更高的常数R2和 n。但是，含有6%提取物的电影可以继续发行。释放百分比不完整，因为提取物中含有多酚化合物：它们的羟基可以与相关的藻酸盐或增塑剂基团相互作用。

研究显示了根据方程计算的动力学参数K和n。当n≤0.5时，溶胀和孔隙率提供了部分扩散机制。

随着水醇提取物浓度的增加，石头周围的褐变强度降低，结果，与用6%提取物覆盖的薄膜覆盖的鳄梨相比，用3%提取物覆盖的薄膜覆盖的样品中的褐变颜色不那么强烈，这一结果证明提取物从薄膜迁移到果实表面。

在第21天，没有一个样品显示出任何褐变的证据，因此，在8°C和50-60%相对湿度的实验条件下，果实内部保持完整，然而，对照样品中的表果和涂有基膜的鳄梨因湿度而有少量霉菌，而涂有荬苣苔提取物膜的样品中没有霉菌。

结论

水醇提取物与海藻酸钠的聚合物基质相互作用，其浓度的增加影响了薄膜的表面和微观结构，导致降解过程中更大的质量损失，更强烈的不透明度和更低的结晶度百分比，然而，当浓度较低时，它促进了聚合物基质内的分布，海藻酸盐薄膜被证明是施用和释放大囊藻提取物的良好载体，如果用作水果涂层，这种薄膜可以减少褐变。

参考文献：

[1]易卜拉欣·尼，沙哈尔，《生物塑料简介及其在产品包装中的应用》

[2]特诺里奥-罗德里格斯《下加利福尼亚半岛海带（海带、藻科）的生物勘探潜力：酚类含量、抗氧化特性、抗炎和细胞活力》

[3]福特，斯特拉塔科斯，《来自棕色海藻的多酚作为动物饲料中的潜在抗菌剂

[4]穆鲁亚，埃德拉达-埃贝尔，《形态学、基因型和代谢组学特征证实了无处不在的海带大囊藻（节囊藻科）和莱森氏海带（莱森科）之间的家族间杂交》