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抗菌蛋白薄膜性能及应用研究

黄志英  
【摘要】:近年来,由于消费者对新鲜、微加工产品的喜爱,食品加工、生产者对可降解包装材料的极大关注,因为可降解薄膜或涂层作为溶质和气体的屏障,可以增强食品功能特性,并且可以保持食品的质量和延长食品的货架寿命。因此,食品包装的发展方向逐渐趋于新颖的并且可以替代塑料的可降解包装材料。在前期均匀实验设计蛋白薄膜得出的最优配方是5%乳清分离蛋白(WPI)、2%酪蛋白酸钠(Na Cas)和50%甘油,然后再研究此蛋白薄膜的在5、25和40℃水分吸附特性,包括吸附动力学和水分吸附等温线两方面。结果表明:在同一温度条件下,WPI-Na Cas复合蛋白薄膜的水分达到平衡所需要的时间受到相对湿度(RH)的影响。当RH越低时,蛋白薄膜达到平衡时的时间就越短;相反则越长。WPI-Na Cas复合蛋白薄膜水分吸附等温线能很好地与Peleg模型吻合。其次,在成膜溶液中加入不同种类不同浓度的抗菌剂[大蒜精油(GO)、山梨酸钾(PS)、Nisin(N)]制得抗菌蛋白薄膜,研究抗菌蛋白薄膜的包装性能及对革兰氏阴性菌大肠杆菌(Ec)和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Sa)的抑菌活性。结果表明:与对照组相比,在成膜溶液中添加GO,薄膜的抗拉强度(TS)增大,水蒸气透过系数(WVP)降低,对大肠杆菌(Ec)没有抑制作用,但当GO的添加量增加至300μl时,薄膜对金黄色葡萄球菌(Sa)有抑制作用。与对照组相比,PS的添加提高了复合蛋白薄膜的TS和断裂伸长率(E),降低了其WVP,对大肠杆菌(Ec)没有抑制作用,但对金黄色葡萄球菌(Sa)有抑制作用,并且随着PS添加量的增加抑菌活性也增强。与对照组相比,N的添加提高了复合蛋白薄膜的TS和E,降低了其WVP。随着N浓度的提高载Nisin的WPI-Na Cas复合蛋白薄膜对大肠杆菌(Ec)和金黄色葡萄球菌(Sa)均有较强的抑制作用。再次,在成膜溶液中添加不同浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20g?(200ml)-1)的纳米二氧化钛(nano-Ti O2)制备抗菌蛋白薄膜,研究nano-Ti O2对蛋白薄膜的包装性能及抑菌性能的影响。研究结果表明:适量的nano-Ti O2与WPI-Na Cas蛋白薄膜有较好的相容性,nano-Ti O2的添加提高了蛋白薄膜的TS和E,降低了其WVP。随着nano-Ti O2浓度的提高,薄膜的耐热性能随之增大。载nano-Ti O2的WPI-Na Cas蛋白薄膜对大肠杆菌(Ec)和金黄色葡萄球菌(Sa)均有较强的抑制作用。最后,将不同抗菌涂膜溶液(分别添加200μL GO、50mg PS、50mg N和100mg nano-Ti O2的复合蛋白涂膜溶液)结合气调包装(45%O2/30%CO2/25%N2)保鲜牛肉(新鲜牛后腿肉)。研究牛肉在贮藏时期的菌落总数、p H值、挥发性盐基氮(TVB-N)、汁液流失率、红度值(a*)、硫代巴比妥酸(TBA)及高铁肌红蛋白百分含量(met Mb%)等指标变化。结果表明:新鲜牛肉经过薄膜液涂膜(添加50mg乳酸链球菌素的蛋白薄膜溶液)浸渍5min后,再用气调包装机(气体比例:45%O2/30%CO2/25%N2)充气包装,在4±1℃下贮藏20天后,牛肉的各项指标分别是:菌落总数、p H值、TVB-N、汁液流失率、a*、TBA及met Mb%为5.9lg[(CFU/g)]、6.15、14.37 mg/100g、17.23%、19.01、0.270mg/100g、34.09%,其各指标依然能达到一级鲜肉的要求。


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