普鲁兰可食用膜干燥动力学及其贮藏性能的研究

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本文以普鲁兰多糖作为主要成膜材料、聚乙二醇作为增塑剂来制备纯普鲁兰膜(pullulan films, Pul膜)和普鲁兰-聚乙二醇复合可食用膜(pullulan -polyethylene glycol films, Pul-PEG膜),研究了普鲁兰膜的干燥动力学及其贮藏性能和贮藏对包裹食品的保藏性影响,以便为普鲁兰可食用膜的开发提供理论依据。主要研究结果如下:1、普鲁兰膜干燥过程分为加速、降速和平衡3个阶段。Pul膜干燥过程符合Wang and singh模型,Pul-PEG膜符合Modified Page equation-Ⅱ模型。干燥温度由40℃升高到70℃,Pul膜的有效水分扩散系数(Deff,effective moisture diffusion coefficient)从0.0196×10-11m/s2增至0.2557×10-11m/s2,而Pul-PEG膜从2.400×10-11m/s2增至11.388×10-1m/s2。可见随着干燥温度的升高,膜的Deff值也随之变大;并且在相同干燥温度下,Pul膜的Deff值比Pul-PEG膜要低。Pul膜的干燥活化能(Ea,drying activation energy)为9114.8kJ/mol (R2=0.9103), Pul-PEG膜的为2475.2kJ/mol (R2=0.9927).2、将制备的Pul膜及Pul-PEG膜分别于30℃及50℃的贮藏温度下(保持55±5%的相对湿度),分别贮藏0d、6d、15d和30d后,研究其宏观性能及微观性能的变化情况。试验结果表明:贮藏时间对膜的厚度影响并不显著;随着贮藏温度的升高和贮藏期的延长,膜的透明度逐渐下降,少数膜甚至发生黄化;贮存时间愈长,膜的水溶性愈低。Pul-PEG膜比Pul膜具有更高的机械强度和良好的柔韧性;贮藏温度对膜的机械性能影响不显著;贮藏时间越长,膜的抗拉强度(tensile strength, TS)明显下降;Pul膜断裂延伸率(elongation at break, E%)变化不大,Pul-PEG膜的E%值在贮藏后期显著提高。Pul膜的阻水性及阻氧性都比Pul-PEG膜要好;在贮藏中期,膜的阻水性提高;贮藏温度越大,膜的阻氧性降低;贮藏时间延长,膜的阻氧性无显著变化。经傅里叶红外光谱分析,贮藏温度及贮藏时间的改变使得分子的特征峰都发生了移动,峰形也均发生了改变,这与宏观性能的变化是一致的。3、用经过30℃及50℃条件下贮藏0-30d的Pul膜及Pul-PEG膜包裹新鲜橄榄油,并用普通的空白塑料膜做对照,贮藏30d后测定橄榄油的皂化值、过氧化值和酸值,观察经过贮藏的膜对橄榄油的保鲜效果。试验结果显示:不同Pul膜及Pul-PEG膜包裹的橄榄油贮藏30d后,其皂化值均在食用橄榄油质量标准规定的皂化值的范围(185-196mg/g)内,并且高于空白塑料薄膜包裹的橄榄油的皂化值(177mg/g),这证明经0-30d贮藏的膜包裹的橄榄油不饱和程度可以保持在一定水平。而Pul膜和Pul-PEG膜包裹的橄榄油过氧化值均低于空白塑料薄膜的;当膜贮存时间延长,膜包裹的橄榄油的氧化速率则先升高后降低。随着Pul膜和Pul-PEG膜贮藏时间的延长,膜包裹的橄榄油酸值不断增大,但是低于空白塑料薄膜的,这说明,经过30℃和50℃贮藏0-30d的膜仍然具有优良的阻隔性能,可以作为潜在的包装材料,满足橄榄油的包装要求。
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