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近年来,可食用膜作为一种绿色包装材料,因其生物相容性和生物可降解性而受到广泛关注。蛋白质、多糖和脂质是食用膜中最常见的成分。大米蛋白致敏性低、营养价值高,透湿性好,而其较低的溶解性限制了在可食用膜中的应用。本文利用酶法制备高溶解性大米蛋白水解物,与壳聚糖交联成膜,研究了大米蛋白水解物/壳聚糖复合物的形成过程及成膜机理。通过超声处理,研究了超声波功率对大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜性能的影响。将最佳性能的复合膜应用于三文鱼,研究不同包装材料对三文鱼的保鲜作用。本文主要结果如下:
1.研究了大米蛋白水解物/壳聚糖复合物的形成过程及成膜机理。通过ζ-电位和粒径分析,发现大米蛋白水解物/壳聚糖复合物的形成过程受pH的驱动,随着pH的升高,依次形成可溶性和不溶性复合物。通过复合物的形成过程和复合膜的傅里叶红外光谱分析,得到大米蛋白水解物/壳聚糖复合物成膜机理如下:在pH为5时,大米蛋白水解物与壳聚糖静电结合成可溶性复合物,甘油作为增塑剂嵌于壳聚糖链之间,与壳聚糖形成氢键作用,构成交联结构。
2.研究了超声波功率对大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜性能的影响及成膜条件。通过力学和阻隔性能分析,发现复合膜的断裂伸长率在400W时比未处理的膜提高了125%。用复合膜包裹的大豆油过氧化值从16.99±0.78meq/kg降至2.23±0.09meq/kg。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱和X-衍射分析复合膜结构,发现复合膜中氢键的形成和破坏是其具有良好相容性的主要原因。以复合膜相容性为指标确定的成膜条件如下:大米蛋白水解物/壳聚糖质量比3:2,成膜溶液pH为5,超声时间15min和超声功率200W。此时,复合膜表面光滑,截面均匀,断裂伸长率为88.60±3.53%,抗拉强度为13.11±0.79MPa,水蒸气透过率为1.00±0.09g·mm/m2·h·kpa,用该复合膜密封大豆油的过氧化值为16.76±0.16meq/kg。
3.研究了大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜对三文鱼保鲜作用。采用聚乙烯和聚丙乙烯材料进行对比,分析不同包装材料对冷藏三文鱼氧化指标和菌落总数的影响。结果表明,经冷藏4天,大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜组的过氧化值为16.21±0.51meq/kg,TVB-N值为17.14±0.41mg/100g,肌红蛋白含量值42.62±1.31%,菌落总数值为4.31±0.31lgCFU/g,均低于聚乙烯和聚丙乙烯组。此时,复合膜组的感官评分为4.7分,处于可接受范围,表明大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜包装的三文鱼在4天仍能达到食用要求。
1.研究了大米蛋白水解物/壳聚糖复合物的形成过程及成膜机理。通过ζ-电位和粒径分析,发现大米蛋白水解物/壳聚糖复合物的形成过程受pH的驱动,随着pH的升高,依次形成可溶性和不溶性复合物。通过复合物的形成过程和复合膜的傅里叶红外光谱分析,得到大米蛋白水解物/壳聚糖复合物成膜机理如下:在pH为5时,大米蛋白水解物与壳聚糖静电结合成可溶性复合物,甘油作为增塑剂嵌于壳聚糖链之间,与壳聚糖形成氢键作用,构成交联结构。
2.研究了超声波功率对大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜性能的影响及成膜条件。通过力学和阻隔性能分析,发现复合膜的断裂伸长率在400W时比未处理的膜提高了125%。用复合膜包裹的大豆油过氧化值从16.99±0.78meq/kg降至2.23±0.09meq/kg。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱和X-衍射分析复合膜结构,发现复合膜中氢键的形成和破坏是其具有良好相容性的主要原因。以复合膜相容性为指标确定的成膜条件如下:大米蛋白水解物/壳聚糖质量比3:2,成膜溶液pH为5,超声时间15min和超声功率200W。此时,复合膜表面光滑,截面均匀,断裂伸长率为88.60±3.53%,抗拉强度为13.11±0.79MPa,水蒸气透过率为1.00±0.09g·mm/m2·h·kpa,用该复合膜密封大豆油的过氧化值为16.76±0.16meq/kg。
3.研究了大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜对三文鱼保鲜作用。采用聚乙烯和聚丙乙烯材料进行对比,分析不同包装材料对冷藏三文鱼氧化指标和菌落总数的影响。结果表明,经冷藏4天,大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜组的过氧化值为16.21±0.51meq/kg,TVB-N值为17.14±0.41mg/100g,肌红蛋白含量值42.62±1.31%,菌落总数值为4.31±0.31lgCFU/g,均低于聚乙烯和聚丙乙烯组。此时,复合膜组的感官评分为4.7分,处于可接受范围,表明大米蛋白水解物/壳聚糖复合膜包装的三文鱼在4天仍能达到食用要求。