在成膜过程中乳胶膜朝向培养皿底面的那一面被定义为乳胶膜的底面（ｂｏｔｔｏｍ ｓｉｄｅ），另一面为顶面（ｔｏｐ ｓｉｄｅ）。
２．２．５ 水溶性蛋白质含量及分布
采用改进的Ｌｏｗｒｙ方法【２０１，利用Ｆｏｌｉｎ ｐｈｅｎｏｌ试剂测定乳胶膜中水溶性蛋白 质（ＷＳＰ）含量，并按照以下公式（４）和（５）计算： ＷＳＰ（ｇｇ／ｇ）＝黑Ｆ：—４ｍ—ＬＶｕ，，ｏＨ （４） （５） 这里，ｙ为抽提液（ｐＨ为７．４的０．０２ ｍｏｌ／Ｌ磷酸盐缓冲液）的体积，ｍＬ； ｃ是从标准曲线上测得的蛋白质浓度，ｇｇ／ｍＬ；Ｆ为浓缩因子；Ｗ为被抽提的乳 胶膜质量，ｇ；ＶＮａＯＨ为溶解蛋白质沉淀时所用Ｏ．２ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ溶液的体积，ｍＬ。 通过蛋白质染色法考察乳胶膜中蛋白质的分布情况。制备大小为２０ ｍｉｎｘ３０ ｒａｉｎ的膜样，浸入盛有染色液（Ｏ．１９考马斯亮蓝Ｒ２５０，４５０ｍＬ甲醇，１００ｍＬ冰 醋酸，４５０ｍＬ蒸馏水）的培养皿中，置于摇床上每隔３０ ｍｉｎ将乳胶膜样翻转一 次，染色３ ｈ。染色完成后用脱色液（甲醇１００ｍｌ，冰醋酸１００ｍｌ，蒸馏水８００ｍ１） 对乳胶膜样进行脱色，脱色总时间为１２ ｈ，每隔３ ｈ将膜样翻转一次并重新加入新的脱色液。用去离子水冲洗脱色后的乳胶膜样，用滤纸吸干膜样表面的水分， 对染色的乳胶膜样的顶面、底面及侧面拍照。
２．２．６力学性能的测试
根据ＡＳＴＭ Ｄ４１２Ｅ２１１，用ＨｏｕｎｓｆｉｅｌｄＴＨＥ １０Ｋ．Ｓ（ＵＳＡ）自动拉力机测定了 室温下乳胶膜的拉伸强度（弼）和断裂伸长率（％Ｅ）。剪取乳胶膜测试样（１１０ｍｍｘｌ０ ｍｍｘｌ．２ ｍｍ），用夹具夹持固定。夹具的初始间距为７０ ｎｌｌｎ，拉伸速度 为２００ ｍｍ／ｍｉｎ。
２．２．７热降解性能分析
采用ＮｅｔｚｓｃｈＴＧ一２０９型热重分析仪于Ｎ２氛围测量乳胶膜的热失重曲线。测 量范围为５０－５００ ｏＣ，升温速率为１０ ｏＣ／ｍｉｎ，保护气的流量为２０ ｍＬ／ｍｉｎ，载流 气的流量为４０ ｍＬ／ｍｉｎ。测
试前将复合膜于４０ ｏＣ下真空干燥２４ ｈ。
２．２．８室内土埋降解性能分析
根据Ｇｏｈｅｅｎ描述的方法【２２１，通过监测乳胶膜质量的变化分析膜的降解情况。 将氧化海藻酸钠含量不同的乳胶膜（海藻酸钠含量分别为：０，０．１６７ ｗｔ％，０．３３２ｌ ｗｔ％和１．６７叭％）剪成７块实验所需的面积２ｃｒｎ Ｘ３ ｃｍ的条状样片，烘干至 恒重，记录质量州ｏ）。将取来的普通园艺土，仔细去除其中的板结土块、植物残片等杂物，然后用孔径为０．９ｍｍ（２０目）的筛子过筛后放入自制的塑料容器中， 将降解膜片垂直埋入土壤中，并保持土壤疏松及瓶内外空气循环流通，用去离子 水保持潮湿，放置于环境温度和湿度的条件下，定期取出一个样品，将其泡入去 离子水中，沉淀泥浆，洗涤、过滤、烘干、称重，记录质量（ｗｆ）。按下式（６） 计算乳胶膜的质量损失率（％ｗ，，ｆ），绘制降解曲线。 ｗ，，ｆ％：—ＷＯ－－—Ｗｔ×１００％（６） ＷＯ其中，ＷＯ和ｗｆ分别为降解前后乳胶膜样的质量，ｇ；ｔ为土埋的时间，ｄ； Ｍ，为土埋ｔ天后膜的质量损失率。
２．３结果和讨论 ２．３．１氧化多糖的表征
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｃｍ。）图２．１ ＯＳＡ、ＯＨＡ和ＯＣＭＣ的ＦＴ－ＩＲ光谱。１７３０ ｅｒａＪ处为醛基的伸缩振动峰 表２．２多糖与高碘酸钠按不同的摩尔比（，ｌ多糖／，ｌ Ｎ。１０４分别为３％、５％和１０ ％）氧化得到的氧化多糖的醛基含量 在避光的条件下将氧化多糖溶液用高碘酸钠氧化２４ ｈ，多糖和高碘酸钠按照 不同的氧化比例反应后得到的不同氧化程度的氧化多糖的醛基含量见表２．２。数 据显示，氧化多糖的醛基含量与高碘酸钠的用量成正比。图２．１显示的是按高碘酸钠的加入比例为５ ｍ０１％氧化得到的三种氧化多糖的红外谱图。从红外谱图中 看出，三种氧化多糖红外吸收峰中在１７３０ｃｍ。１处出现了醛基的的伸缩振动峰， 表明多糖已成功被氧化为氧化多糖【２引。
２．３．２氧化多糖乳胶膜中蛋白质的析出率以及乳胶膜力学性能的比较
取一定量醛基含量约为２．３ ｍｍｏｌ／ｇ的ＯＳＡ、ＯＨＡ和ＯＣＭＣ（即按反应时多 糖与高碘酸钠的摩尔比均为５％氧化得到的氧化多糖）与一定量的天然胶乳共混，得到的乳胶膜蛋白质的析出率及乳胶膜的力学性能如表２．３所示。 从表中看出，水溶性蛋白质的析出率按对比样、ＯＳＡ、ＯＨＡ和ＯＣＭＣ的顺 序逐渐减小，表明ＯＳＡ、ＯＨＡ和ＯＣＭＣ对蛋白质的固定效果为ＯＣＭＣ＞ＯＨＡ＞ ＯＳＡ，即ＯＣＭＣ效果最好，且三种氧化多糖均好于对比样；相对于未加氧化多糖 的乳胶膜，添加了氧化多糖的乳胶膜的拉伸强度和断裂伸长率均未发生明显变 化。 以上实验数据表明，本研究所制备的三种氧化多糖都能有效地固定蛋白质。 同时对乳胶膜的力学性能影响不大。但在这三种氧化多糖中，ＯＣＭＣ对蛋白质的 固定效果最好，其次是ＯＨＡ，然后是ＯＳＡ。但由于使用ＯＣＭＣ后，乳胶膜的颜 色泛黄，呈棕黄色，且ＯＣＭＣ含量越高，乳胶膜的颜色越深。而透明质酸的价格 偏高，在工业应用时会增加生产成本。因此，在工业应用时，建议使用ＯＳＡ固定 天然乳胶中的蛋白质。在本研究的后续实验部分我们也以ＯＳＡ为研究对象进行研究。 表２．３不同氧化多糖乳胶膜水溶性蛋白质的析出率及力学性能
２．３．３水溶性蛋白析出率及其在乳胶膜中的分布
用改进的Ｌｏｗｒｙ法测定的不同ＯＳＡ含量的乳胶膜水溶性蛋白质析出情况见图２．２。图２．２（ａ）为固定ＯＳＡ的醛基含量（醛基含量为１．１ ｍｍｏｌ／ｇ），改变ＯＳＡ 用量时水溶性蛋白质的析出率。由图２．２（ａ）看出，ＷＳＰ随着ＯＳＡ含量的增加而 急剧减小，当ＯＳＡ在乳胶膜中的含量为１．６７ ｗｔ％时，ＷＳＰ已下降至２ ｇｇ／ｇ。图 ２．２（ｂ）是在固定ＯＳＡ用量（０．３３叭％）的情况下，将不同醛基含量的ＯＳＡ加入 胶乳后形成的乳胶膜中水溶性蛋白质的析出率。从图中看出，ＷＳＰ随着ＯＳＡ醛 基含量的增大而减小。特别地，当ＯＳＡ的醛基含量为４．８ ｍｍｏＵｇ时，ＷＳＰ减小至１６ ｐ眈，这个数值已低于乳胶蛋白质致敏的最低蛋白质允许含量５０ ｇｇ／ｇ 【２４Ｊ。实验结果表明，ＷＳＰ与乳胶膜中的醛基含量是直接相关的，说明乳胶中的 ＷＳＰ与ＯＳＡ间发生了相互作用。 ２００ １５０ ／?、 、、 ｏ） 功 １ ００ ｉ 、－一， 乱 霎 ５０ Ｏ 一－０．２ｉ０１ ０．０ ０．２ ０．４ ０．６ ０．８ １．０ １．２ １．４ １．６ １．８ ０ＳＡ
用量（％） 图２．２． （ａ）ＯＳＡ（醛基含量为１．１ｍｍｏｌ／曲的用量和（ｂ）ｏＳＡ醛基含量（用量为 ０．３３叭％）与水溶性白质析出量的关系 ＯＳＡ与乳胶的相互作用可用于解释ＯＳＡ的用量所导致的乳胶膜中ＷＳＰ的不 同。海藻酸钠糖环上２，３位上的羟基被高碘酸钠氧化以后，Ｃ．２、Ｃ＿３间的Ｃ．℃ 发生断裂，并形成缩醛或两个醛基，从而生成大量可以反应的活性基团（图２．３， Ｓｔｅｐ．１）。天然胶乳的ｐＨ为１０．５８，在此条件下，乳胶中蛋白质的氨基以自由．ＮＨ２ 的形式存在，有利于与醛基发生希夫碱反应将两个分子交联起来（图２．３，Ｓｔｅｐ．２）。 由于用于制备ＯＳＡ的海藻酸钠是一种分子量约为３１５，４００的天然多糖。因此，乳 胶蛋白质与海藻酸钠交联以后，会因为蛋白质分子量的急剧增大而导致其水溶性 降低，从而抑制蛋白质从乳胶膜中析出。 Ｏ ｍ ｏＨ ＯＨ ＮａＡｌｇ Ｏｘｉｄｉｚｅｄ－ＮａＡｌｇ Ｓｔｅｐ １．Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｄｉｕｍ Ａｌｇｉｎａｔｅ ＯＨ ＯＨ 。ｔ ｏｔ １ ＋ 帅２一焉蓐吐 ①州＠ Ｓｔｅｐ ２．Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ ｏｆｏｘｉｄｉｚｅｄ－ＮａＡｌｇ ｗｉｔｈ ｐｒｏｔｅｉｎ 图２．３ ＯＳＡ的制备及其与蛋白质的相互作用示意图 通过考马斯亮蓝Ｒ ２５０染色的方法考察了乳胶中蛋白质的分布情况。染色后 的乳胶膜见图２．４，其中蓝色的区域代表蛋白质的分布区域，颜色越深表明蛋白 质的分布越集中。乳胶膜内部蛋白质的分布情况是通过乳胶膜的侧面蛋白质的分 布表征的。如图２．４（ａ）显示，在未含ＯＳＡ的天然乳胶膜中，仅仅只有乳胶膜的上层表面（ｔｏｐ ｓｉｄｅ）为蓝色区域，其他各面均为白色。说明蛋白质仅分布在乳胶 膜的上层表面。这是因为在成膜的过程中，蛋白质会逐渐迁移并聚集到乳胶膜的 表面四。图２ ４（ｂ）显示的是天然乳胶膜与加入占乳胶固含量１ ６７ｗｔ％ＯＳＡ（醛基含量２．３ ｎⅡ∞Ｉ／ｇ）时乳胶膜的染色情况。从图中看出，染色后含有ＯＳＡ的乳胶膜 样的六个面均观察到蓝色，且顶面（ｔｏｐ ｓｉｄｅ）的蓝色比对比样浅得多?说明在 含有ＯＳＡ的乳胶膜中蛋白质是均匀分布的。这是因为通过蛋白质与ＯＳＡ间的交 联反应己经将蛋白质固定在乳胶膜内部，从而阻止了成膜过程中蛋白质的迁移。 —＝！芒＼匝亟匠亘亟ｒ —————————－ｔ?ｏＨｏｒｎ ｓｉｄｅ ａ ＮＲＬｆｉｌｍ ｂｏｔｔｏｍ ｓｉｄｅ— ——ｂｏｔｔｏｍ ｓｉｄｅ ｔｏｐ ｓｉｄ
ｅ ｜协Ｐ蓟ｍＮＲＬ ｆｉｌｍ ＯＳＡ Ｌａｔｅｘ Ｆｉｌｍ ＯＳＡｌ．６７ｗｔ％，醛基含量为２ ３ｍｍｏｌ／曲 ｂ 图２ ４蛋白质在乳胶膜中的分布。ＣｏｎＵ?ｏｌ乳胶膜不舍ＯＳＡ：ＯＳＡ乳胶膜含 ２．３．４ ０ＳＡ含量及醛基含量对乳胶膜力学性能的影响 一零一Ｙ仍ｅＪ ｃ｜＿∞ｃｏｌ 西ｏｃｏ一山 ■①３仂．Ｉｏ仂＾『．０３Ｑ＾了一互卫∞一 ａ Ｏｘｉｄｉｚｅｄ ａｌｇｉｎａｔｅｓ ｃｏｎｔｅｎｔ（％） 一零一Ｙ∞①．ＪＤ＿∞ｃｏＩｌ毋ａｃｏ一山 ■０３价ｉＩ①∞＾Ｉ－①３Ｑ＿了一暑卫∞一 ａｌｄｅｈｙｄｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ＯＳＡ（ｍｍｏｌ／ｇ） 图２．５ ＯＳＡ（醛基含量为２．３ ｍｍｏｌ／ｇ）的用量（ａ）和ＯＳＡ（ＯＳＡ用量为Ｏ．３３ ｗｌ： ％）醛基含量（ｂ）与乳胶膜力学性能的关系 醛基含量相同而０ＳＡ用量不同的ＯＳＡ－孚Ｌ胶膜的力学性能测试图如图２．５０）所 示。在醛基含量相同的情况下，随着乳胶膜中ＯＳＡ含量的增加，乳胶膜的断裂伸 长率略有降低，拉伸强度略有增大。不同ＯＳＡ含量的乳胶膜的拉伸强度和断裂伸 长率的变化范围为１．２±０．１ＭＰａ和７９０±１０％。如图２．５（ｂ）所示，ＯＳＡ中醛基含 量对于乳胶膜的力学性能的影响与图２．５（ａ）中得到的规律是近似的。不同醛基含量的乳胶膜的拉伸强度和断裂伸长率的变化范围为１．０±０．１ＭＰａ和９５０＿４－１０ ％，即ＯＳＡ的加入未对乳胶膜的力学性能产生明显影响。 ２．３．５乳胶膜的热降解过程分析 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（。Ｃ）图２．６不同ＯＳＡ含量的乳胶膜的ＴＧ曲线图 不同ＯＳＡ含量的乳胶膜的ＴＧ曲线如图２．６所示。从图中曲线看出，乳胶膜在３６７℃左右发生剧烈热降解。虽然在１００”－－?３６７”Ｃ期间，乳胶膜的质量一直呈下 降的趋势，但在２００～３６７℃范围内（图２．６ ｂ），随氧化海藻酸钠的用量不同，乳胶膜质量下降的程度不同：氧化海藻酸钠的用量越大，乳胶膜质量下降的程度 越大。这是因为在此温度下，海藻酸钠发生了氧化分解，并部分碳化，从而导致 乳胶膜质量的降低【２６】。乳胶膜在４７０”０左右分解完全，总降解率为９５—９８％。 不同ＯＳＡ含量的乳胶膜的ＴＧ如图２．７所示。从乳胶膜的ＤＴＧ曲线）看出， 乳胶膜在２４０。Ｃ时乳胶膜有个质量下降峰（图２．７ ｄ），该峰的强度与海藻酸钠的 用量呈正比关系，表明此时质量的下降与海藻酸钠有关，对应于是海藻酸钠的裂解温度１２６１。 ０ ，ｏ、 Ｃ ．１０ Ｅ 、、 零、