基于果胶/海藻酸钠/黄原胶的可食性膜的制备及应用研究

【摘要】：一边是塑料包装品泛滥,造成严重的白色污染,各地政府先后出台“限塑令”;另一边是消费者环保意识和安全意识的增强,寻求可食性的、安全的和环境友好型的新型包装品,所以天然安全的包装材料,特别是多糖类的高分子可降解材料成为新型膜材料的研究热点,此外在新型膜中加入色敏型的化合物,能赋予其智能包装特性,通过复合膜色变来监测食品的新鲜度。因此,本课题首先选用果胶、海藻酸钠和黄原胶三种可食性阴离子多糖来制备复合膜液及复合膜(PAX),研究其综合性能并应用在鲜切马铃薯的包装上,然后将以花青素为主要成分的红树莓果渣提取物(RPE)负载在该复合膜上研究其对PAX的影响,并应用在监测猪肉新鲜度上。主要研究内容及结果如下:(1)利用流变仪研究成膜基质浓度和温度对复合膜液流变特性的影响。结果显示:PAX膜液均具有剪切变稀行为,且流变特性符合Ostwald-de-Waele幂律方程,随着成膜基质浓度的增大和温度的降低,PAX膜液的黏度增大,非牛顿性特征越明显;随着成膜基质浓度的增大,G'和G'逐渐出现交叉点并向低频方向移动。综合流变学特征及实操性,确定果胶、海藻酸钠和黄原胶的最佳浓度分别为0.6%、0.5%和0.4%。(2)通过单因素试验法,探究黄原胶浓度、甘油浓度、氯化钙浓度对复合膜拉伸强度的影响,并以此为基础,选择合适的因素范围进行响应面优化分析,得出制备复合膜最佳条件为0.39%黄原胶、1.78%甘油和1.99%氯化钙。考虑到实际操作的方便和可行性,选择0.4%黄原胶、1.8%甘油和2%氯化钙进行进一步的指标测定,得到复合膜的拉伸强度为29.650 Mpa,水蒸气透过率为18.12×10~(-11)g/(m~2·s·pa),断裂伸长率为19.02%,不透明度为0.217,ABTS清除率为35.31%。通过扫描电子显微镜(SEM),傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)研究表明复合膜表面光滑均匀,具有较强的分子间作用力,相容性良好,为新型天然多糖膜的制备提供一种新途径。(3)在-4℃条件下比较研究了PAX包装膜,PAX涂层和PAX涂层+Ca Cl_2三种包装方式对鲜切马铃薯品质的影响,结果表明PAX涂层的保鲜效果与PAX涂层+Ca Cl_2的保鲜效果差别不是很大,但两者都明显优于PAX的保鲜效果,能有效降低鲜切马铃薯的失重率、褐变度、丙二醛含量和多酚氧化酶等的活性,保持鲜切马铃薯的感官品质、细胞膜完整性、硬度和总酚含量,为鲜切果蔬的保鲜提供了一种新方法。(4)随着RPE浓度的增加,红树莓膜的厚度逐渐减小,密度逐渐增大。PAXR_(30)的拉伸强度从PAX的29.65 MPa显著增大到39.81 MPa,断裂伸长率从PAX的19.02%逐渐减小到13.11%,透湿性均随着RPE的增加而逐渐减小,不透明度和紫外阻隔性能增大,ABTS清除率从PAX的35.31%逐渐升至PAXR_(30)的95.86%,抗氧化能力大大增强。通过SEM,FTIR及热重分析证明了RPE和PAX之间良好的相容性,并且RPE增加了PAX的热稳定性能,该研究为树莓膜的制备提供相关理论数据。(5)利用花青素在不同p H条件下显现不同颜色这一化学特性,在不同时间点对储藏在25℃条件下的猪肉进行感官评价,除了p H值外,猪肉的脂质过氧化,挥发性盐基氮及菌落总数这些指标也进一步进行了跟踪,同时也跟踪观察置于猪肉表面的PAXR_(15)的颜色变化,证明了PAXR_(15)随着猪肉腐败可以灵敏的感知猪肉的新鲜程度,有望为富含蛋白质食品的新鲜度提供一种有前景的快速无损检测手段。