聚二甲基硅氧烷表面改性及其对牛奶润滑特性评估的影响

摘要

口腔摩擦学是食品口感研究的重要问题。针对模拟口腔材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)与真实口腔表面亲水性的差异,对PDMS表面进行紫外臭氧辐照(UVO)处理,研究PDMS表面改性的效果及对牛奶润滑特性评估的影响。利用接触角测量仪、XPS分析仪、激光共聚焦显微镜分别表征了PDMS表面宏观亲水性、表面微观化学成分、表面形貌,采用微摩擦磨损试验机评估不同脂肪含量牛奶的润滑特性,并分析PDMS表面物理化学性质对牛奶润滑特性影响机制。结果表明:PDMS表面UVO处理1和4 h,接触角由110°分别降至82°和60°,PDMS表面氧硅原子比升高,且形成玻璃态SiO_(x)薄膜;PDMS摩擦副表面性质会影响摩擦性能,其中亲水PDMS表面的摩擦因数大于疏水PDMS表面,这是因为UVO处理后的PDMS表面亲水性提高,但表面粗糙度增大,增大了蛋白质黏附强度;脱脂牛奶的摩擦因数高于全脂牛奶,这是因为牛奶中脂肪含量下降影响流体润滑成膜,导致摩擦因数增加。研究结果有助于理解乳制品口感形成机制,为食品口感的体外综合评价提供参考。