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《吉林大学》 2014年
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可食性南瓜纸的研制

王晓璇  
【摘要】:随着人们环保和保健意识的增强,环境友好的生物高分子材料制备的包装材料越来越广泛的被应用到食品包装当中。蔬菜纸的研制对果蔬的综合利用和可食性包装的发展具有重要的意义,近年来一直是食品及包装行业研究的一大热点。 南瓜营养和药用价值丰富,且具有一定成膜性,但试验验证单一的南瓜浆料无法制备蔬菜纸,需要添加适宜的助剂,且通过改性可以显著提高南瓜纸性能。因此,有必要对南瓜纸制备的配方和工艺进行深入研究。 本文以南瓜为基材,添加海藻酸钠为增稠剂,甘油为增塑剂,纳米二氧化钛为强化剂和抑菌剂,辅以超声波-微波协同改性,制备可食性南瓜纸,并对配方和工艺进行优化,进行的研究工作及得到的相关结论如下: (1)制备南瓜纸,并通过单因素试验研究南瓜、甘油和海藻酸钠质量分数对南瓜纸抗拉强度(TS)、断裂伸长率(E)、水蒸气透过系数(WVP)、氧气透过系数(OP)和透油系数(Poil)的影响,得出南瓜、甘油和海藻酸钠的适宜添加范围,在此基础上,以感官评分为试验指标,对南瓜质量分数、海藻酸钠质量分数及甘油体积分数这三个因素进行正交试验,通过极差分析和方差分析得出:影响南瓜纸感官质量的主次顺序为南瓜质量分数>甘油体积分数>海藻酸钠质量分数,南瓜纸在检测指标为感官质量时的最佳配方为南瓜质量分数为15%、海藻酸钠质量分数为0.15%、甘油体积分数为0.1%。 (2)应用微波-超声波组合反应系统,以超声波、微波分别和协同处理南瓜纸纸浆进行改性,研究了其对南瓜纸机械性能和阻隔性的影响,并以二次通用旋转组合试验设计对改性条件进行优化,确定了最优改性条件:微波功率500W,微波处理时间20min,超声波处理时间20min,并进行表面形态的观察。 (3)添加纳米二氧化钛(nano-TiO2)和改性纳米二氧化钛改性南瓜纸,对比了其添加对南瓜纸TS、E、WVP、OP、Poil的影响,发现经改性的nano-TiO2对南瓜纸性能的强化效果更佳,在nano-TiO2质量分数在0.15%-0.20%时,南瓜纸的TS、E、WVP、OP和Poil处于最优范围。通过SEM技术手段分析南瓜纸的结构,发现添加改性nano-TiO2的南瓜纸具有最平整均匀的表面结构。 (4)采用纸片扩散法研究了纳米二氧化钛和改性纳米二氧化钛对大肠杆菌的抑菌性能,并采用圆盘扩散法研究了添加纳米二氧化钛和改性纳米二氧化钛的南瓜纸对大肠杆菌的抑菌性能。 ①nano-TiO2和改性nano-TiO2都对大肠杆菌的生长有明显的抑制作用,且抑制效果随浓度的增加而逐渐增加;相同浓度下改性nano-TiO2对大肠杆菌的抑制作用强于未经改性的nano-TiO2,其CMBC值分别为125μg/mL和250μg/mL。 ②随着nano-TiO2质量分数的增加,南瓜纸对大肠杆菌的抑制能力增强;相同浓度下,添加改性nano-TiO2的南瓜纸抑菌效力高于添加未经改性nano-TiO2的南瓜纸。 (5)应用响应面分析法得到南瓜纸TS(Y1)、E(Y2)、WVP(Y3)、OP(Y4)和Poil(Y5)与南瓜质量分数(X1)、海藻酸钠质量分数(X2)、nano-TiO2质量分数(X3)和超声波-微波协同处理时间(X4)间的数学模型,对模型进行方差分析和综合寻优,得到南瓜纸最佳工艺:南瓜质量分数为21.48%(w/w)、海藻酸钠质量分数为0.19%(w/w)、nano-TiO2质量分数为0.11%(w/w)、超声波-微波协同处理时间为32.5min时,TS、E、WVP、OP和Poil四个指标取得最优值值,分别为13.26MPa、24.36%、9.8010-11g·m-1·s-1·Pa-1、4.36cm3/cm2·24h·0.1MPa和3.23g·mm/m2·d,并以优化结果给出的材料配比进行验证试验。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TS255.5

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