精油微胶囊/玉米淀粉/PLA双层膜的制备及在双孢蘑菇保鲜中的应用

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近年来,人们为追求绿色的、安全的、优质的、健康的食品,对食品的贮藏保鲜提出了更高的要求。普通的包装膜保鲜已经无法满足人们的需求,活性可降解包装因其可以更好的保持食品的原有品质,延长食品货架期,还属于环境友好型绿色包装,而受到广泛的关注与研究。本文以玉米淀粉(CS)和聚乳酸(PLA)为基材制备双层膜,并将具有抑菌抗氧化的桉叶精油以微胶囊的形式加入到双层膜中,制备出桉叶精油微胶囊复合双层膜,将该膜应用于双孢蘑菇的保鲜试验中,得到如下结果:(1)本研究在不添加增塑剂、粘合剂或化学改性的情况下,成功地制备了CS-PLA可降解双层膜。双层膜的SEM横截面图和FTIR谱图显示两层之间是通过物理方式连接的,但没有出现缝隙,说明两层的结合效果较好。制备不同比例的CS-PLA双层膜,得出CS:PLA比例为50:50的情况下,双层膜的综合性能较佳,可作为一种新型的高湿度食品包装材料。此时,双层膜的断裂伸长率EB(168%)和拉伸强度TS(17.2MPa)的适应性较佳,且其透明度接近于普通塑料包装,可以直观地观察到薄膜包装内的食品状态。在此比例下,薄膜对紫外光具有一定的阻隔能力,能保护食品免受氧化过程或紫外线引起的不良反应。这些结果表明,将PLA和CS结合起来生产双层薄膜具有很大的潜力,不仅可以弥补彼此的不足,而且还可以提高两者单独用于食品包装的适用性。(2)为了克服天然植物精油易挥发、不稳定、作用时间短的缺点,将液体精油固体化,制备成微胶囊来增强其稳定性。通过复凝聚反应,确定了两种壁材(明胶和阿拉伯胶)的比例为1:1,且p H为4.3时,复凝聚反应的效果最佳。单因素试验确定了:芯壁比为1:1,壁材浓度为1%,搅拌速率为450r/min,搅拌温度为45℃。正交试验进一步优化桉叶精油微胶囊(EOM)的制备工艺。正交试验得出影响精油微胶囊包埋率的主次因素为:芯壁比>壁材浓度>搅拌速率>搅拌温度。且最佳制备工艺为:芯壁比为2:3,壁材浓度为1%,搅拌速率为500r/min,搅拌温度为50℃。此时的包埋率达到88.31%。(3)为提高CS-PLA双层膜的抑菌抗氧化性能,研究了不同添加量EOM对复合膜的影响。SEM图像显示,10-15m L/100m L的微胶囊悬浮液均匀地分布在薄膜中。加入超过20m L/100m L的悬浮液会引起EOM的结块,导致薄膜中出现裂缝。随着EOM添加量的增加,薄膜的厚度和吸水能力逐渐增加,WVP和OP都呈现先降后升的趋势。在添加量为10m L/100m L时,薄膜的TS和EB都达到了最佳。在12d的抗氧化性能测试中,DPPH自由基清除率和ABTS自由基清除率都随着EOM的加入而增加,EOM添加量越多,其抗氧化能力越强。该薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、丰孢木霉菌都有较好的抑制效果,且具有持续的抑菌抗氧化效果。综上所述,在添加量为15m L/100m L时,EOM-CS-PLA薄膜的抑菌抗氧化性能、物理机械等综合性能最佳。(4)将采后双孢蘑菇随机分装,并设计五个处理组:未进行任何包装处理(CK);PE膜;CS-PLA膜;EO-CS-PLA膜;EOM-CS-PLA膜将双孢蘑菇进行封装。在12d贮藏期内测定其保鲜效果,研究结果发现EOM-CS-PLA膜对双孢蘑菇的保鲜效果明显优于CK组和其他薄膜保鲜组。这种薄膜能有效抑制双孢蘑菇失水率、失重率、PPO活性、丙二醛含量和细胞膜透性的升高;能降低双孢蘑菇的呼吸速率,延缓呼吸高峰的出现,保持其原有的质构;能降低蛋白质维生素等有机物的消耗速率;还能促进类黄酮、总酚类化合物的累积,更好的维持了双孢蘑菇采后的品质。
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