【摘 要】
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我国每年果蔬加工业都会产生许多果蔬加工副产物,由于其含有丰富的果胶和纤维素等成分在制备可食性薄膜方面表现出了良好的应用潜力,并且可以减少浪费和促进资源回收利用。柚子皮是鲜食或食品加工后产生的副产物,富含黄酮类、果胶等功能性物质,是制备可食性/可降解包装膜的良好原料。本课题组前期以柚子皮为原料研发功能性包装膜,不仅可以实现柚子皮的资源化利用,还可以解决其随意丢弃带来的环境污染问题。但由于柚子皮悬浮液
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我国每年果蔬加工业都会产生许多果蔬加工副产物,由于其含有丰富的果胶和纤维素等成分在制备可食性薄膜方面表现出了良好的应用潜力,并且可以减少浪费和促进资源回收利用。柚子皮是鲜食或食品加工后产生的副产物,富含黄酮类、果胶等功能性物质,是制备可食性/可降解包装膜的良好原料。本课题组前期以柚子皮为原料研发功能性包装膜,不仅可以实现柚子皮的资源化利用,还可以解决其随意丢弃带来的环境污染问题。但由于柚子皮悬浮液颗粒较大且分散不好,制备的柚子皮基膜外观较为粗糙,综合性能较差,限制其应用发展。而高压均质技术是一种食品加工技术,可以降低颗粒粒径,破坏物料的内部结构,达到改善食品外观的效果。因此,为了提高柚子皮基膜的综合性能和外观品质,本文将高压均质用于柚子皮悬浮液的改性处理,通过单因素和正交试验优化确定柚子皮基膜的最佳制备工艺。随后在此基础上,为了推进柚子皮基膜的进一步应用,对薄膜进行热封处理,探讨热封时间、热封温度和热封压力对薄膜封合强度的影响,优化确定最优的热封条件。最后为了推进薄膜的包装应用,试验研究了柚子皮基膜的储藏稳定性及其在方便面调料粉和脱水蔬菜内包装上的应用。主要研究内容及结果如下:(1)针对于柚子皮悬浮颗粒大、薄膜综合性能不佳的问题,本文利用高压均质对柚子皮基膜进行改性处理。探讨了均质压力、均质次数以及柚子皮粉质量分数对柚子皮基膜性能拉伸强度(TS)、断裂伸长率(EAB)、水蒸气透过系数(WVP)、透光率(T)等的影响,结合主成分分析和隶属度综合评价方法,以柚子皮基膜的综合评分为评价指标,使用响应面法优化制备工艺参数,当高压均质压力为40 MPa,均质次数为10次,柚子皮粉质量分数为3.0%,得到的柚子皮基膜综合性能最优,综合评分为0.87,此时对应的薄膜的TS为23.33 MPa,EAB为19.01%,WVP为1.96×10-12 g·cm/cm~2·s·Pa,T为69.9%。由于高压均质产生的强作用力细化了柚子皮颗粒,使得其在成膜过程中紧密堆砌,同时暴露出更多的活性基团,增加了颗粒间的相互作用,赋予薄膜优异的综合性能。(2)针对柚子皮基膜本身不具备黏合性能的问题,本文选用可食性明胶为黏合剂,采用单因素试验,探究了热封时间、热封温度和热封压力对柚子皮基膜封合强度的影响,并通过正交试验对封合工艺参数进行优化。在热封时间为1.5 s、热封温度为150℃、热封压力为0.4 MPa的条件下,柚子皮基膜的封合强度最大,可达3.82 N/15 mm,达到了内包装封合强度的要求。(3)为了探究柚子皮基膜的储藏稳定性能,本试验将薄膜放置在25℃/RH55%环境中,研究其机械性能和阻隔性能随时间的变化情况。结果表明:随着储藏时间的延长,柚子皮基膜的TS和EAB分别降低了6.08 MPa和3.96%,而WVP增加了0.83×10-12 g·cm/cm~2·s·Pa,薄膜颜色变黄。此外,本实验以储藏方便面调味粉和脱水蔬菜为例,以储藏过程中样品的吸湿率以及感官变化作为试验参数,探究柚子皮基膜在食品内包装的实际应用效果。结果表明:未经过高压均质对照组储藏调味粉和脱水蔬菜的吸湿率增加了4.57%和6.03%,感官评分低。而高压均质实验组样品的吸湿程度变化较小,吸湿率增加了2.97%和4.52%,调味粉和脱水蔬菜的感官评分更高,具有更好的保鲜效果。这是由于经过高压均质处理,薄膜结构致密,阻隔性能更好,能够有效提高调味粉和脱水蔬菜类食品的保藏期。虽然经过高压均质的柚子皮基膜的包装效果略低于传统的方便面内包装袋,但柚子皮基可食膜制备的内包装袋具有环保方便、易溶于热水可直接食用等优点,该薄膜具有代替方便面内包装的潜力。并且,薄膜具有良好的可降解性能,在自然环境中,35 d即可完全降解,对环境完全无污染。
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