葛根淀粉基可食性包裝膜物化與抗菌性能的研究.pdf

1、可食性包裝膜能夠減少食品的水分散失和營(yíng)養(yǎng)成分消耗，防止微生物污染，有效延長(zhǎng)食品的貯藏保鮮和銷售期限，提高其商品價(jià)值與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，已受到全世界的關(guān)注。在眾多成膜基材中，淀粉產(chǎn)量豐富、廉價(jià)易得、處理簡(jiǎn)單、易生物降解且具有良好的阻氣性能，是最具應(yīng)用前景的原材料之一。
　　 葛根作為一種天然藥物和保健食品，在我國(guó)儲(chǔ)量豐富、分布廣泛。目前葛根主要被用于提取藥用成分，而其中含量豐富的淀粉卻隨廢渣排出，未被有效利用，這既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。若

2、將廢棄的淀粉充分回收并加以利用，將會(huì)獲得更大的綜合價(jià)值。因此，本論文以葛根淀粉為基材，制備了系列可食性包裝膜并研究了相關(guān)物化特性，以期拓展葛根淀粉的應(yīng)用，促進(jìn)葛根產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
　　 研究?jī)?nèi)容及方法分以下四部分:
　　 一、考察制膜工藝（糊化溫度80℃-100℃、糊化時(shí)間5min-60min、淀粉糊濃度1％-6％）對(duì)葛根淀粉可食性包裝膜機(jī)械性能、透濕能力的影響;分析甘油含量（0％-40％）和環(huán)境相對(duì)濕度(50％、75％

3、、100％)變化對(duì)葛根淀粉膜的綜合影響，指標(biāo)包括紅外光譜、X-射線衍射圖譜、熱重差熱分析、等溫吸濕曲線等。結(jié)果發(fā)現(xiàn):①本實(shí)驗(yàn)在糊化溫度100℃、糊化時(shí)間15min、淀粉糊液濃度3％、甘油添加量30％的條件下得到了綜合性能最優(yōu)的葛根淀粉膜。②紅外光譜表明淀粉C-O-C基團(tuán)中C-O鍵對(duì)應(yīng)峰的偏移受甘油含量及相對(duì)濕度變化的雙重影響。③甘油能夠促進(jìn)葛根淀粉B型結(jié)晶的發(fā)展且能夠與葛根淀粉形成V型結(jié)晶;相對(duì)濕度升高使得塑化葛根淀粉膜V型結(jié)晶峰強(qiáng)度減

4、弱。④葛根淀粉膜的熱重曲線可分為水分蒸發(fā)、甘油富集相分解和淀粉分解三個(gè)階段，且淀粉分解階段的活化能隨甘油含量的增加而降低。
　　 二、研究非離子表面活性劑（吐溫20、司盤80）對(duì)葛根淀粉/抗壞血酸膜液表面張力及潤(rùn)濕性能、抗壞血酸自膜中釋放能力、膜結(jié)晶情況、表面及內(nèi)部形貌、機(jī)械性能、阻水能力及水溶性等的影響。結(jié)果表明:①吐溫20及司盤80均可顯著降低葛根淀粉/抗壞血酸膜液的表面張力(P＜0.05)。②單獨(dú)加入吐溫20可增強(qiáng)膜液在玻

5、璃及石蠟基材上的潤(rùn)濕性，使膜變得更加平整，增大膜的水溶性;單獨(dú)加入司盤80降低了膜液在石蠟基材上的接觸角大小，增強(qiáng)了膜表面的粗糙度;混合表面活性劑增大了葛根淀粉膜的水蒸氣透過率。③抗壞血酸從葛根淀粉膜向水中的擴(kuò)散系數(shù)約為2.22×10-11m2s-1，表面活性劑的加入減緩了抗壞血酸的釋放速率。④吐溫20及司盤80均能有效抑制葛根淀粉B型結(jié)晶的發(fā)展，吐溫20亦與葛根淀粉絡(luò)合形成V型結(jié)晶。
　　 三、探討殼聚糖酸溶劑（1％的乙酸、乳

6、酸、蘋果酸）對(duì)葛根淀粉/殼聚糖復(fù)合膜性能的影響及不同儲(chǔ)藏環(huán)境（25℃常溫儲(chǔ)藏、-20℃冷凍儲(chǔ)藏）下膜性能的變化;考察膜液流動(dòng)性能、復(fù)合膜抗菌效果、分子間作用力、結(jié)晶情況、吸濕能力、機(jī)械性能、阻水能力、水溶性、顏色等指標(biāo)。發(fā)現(xiàn):①葛根淀粉/殼聚糖復(fù)合膜液是剪切變稀的假塑性流體;以乙酸、乳酸、蘋果酸配制的膜液按此順序表現(xiàn)出假塑性變小、牛頓性增大、稠度降低的規(guī)律。②復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌的抑制效果優(yōu)于對(duì)金黃色葡萄球菌的作用。③紅外光譜、X-射線衍射

7、分析表明，各成膜組分間具有良好的相容性。④乙酸葛根淀粉/殼聚糖膜的機(jī)械強(qiáng)度最大、水溶性最小、顏色最淺;乳酸葛根淀粉/殼聚糖膜的延展性最優(yōu);蘋果酸葛根淀粉/殼聚糖膜的抗菌性最佳、吸水性最小、阻水性最強(qiáng)。⑤儲(chǔ)藏時(shí)間顯著影響復(fù)合膜水分含量、機(jī)械性能、阻水能力、顏色及水溶性(P＜0.05);冷凍儲(chǔ)藏能夠延緩復(fù)合膜顏色變化，但對(duì)復(fù)合膜結(jié)晶性能、水分含量及水溶性的影響與常溫儲(chǔ)藏?zé)o顯著性差異(P＞0.05)。
　　 四、評(píng)價(jià)加入0.1％吐溫2

8、0的葛根淀粉/殼聚糖/抗壞血酸復(fù)合膜的綜合性能，指標(biāo)包括膜液表面張力、接觸角及流動(dòng)性能、復(fù)合膜抗菌效果、抗壞血酸釋放性能、機(jī)械性能、阻水能力、水溶性及顏色等。①膜液表面張力顯著低于同等條件下葛根淀粉/抗壞血酸膜液的表面張力(P＜0.05);膜液在玻璃基板上的接觸角小于30℃，在石蠟基板上的接觸角小于90℃;殼聚糖酸溶劑未對(duì)膜液表面張力及潤(rùn)濕性產(chǎn)生顯著影響(P＞0.05)。②乙酸葛根淀粉/殼聚糖膜中抗壞血酸釋放主要受膜溶脹過程控制，乳酸、