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随着人们对环境的日益重视,可食性包装材料受到食品行业与包装行业的广泛关注,并且符合当今绿色包装的要求。由于多糖的特性优异,多糖膜已成为可食食品包装膜的研究热门,国内外正对多糖类食品包装膜抗拉伸强度不够、耐水性较差和耐高温能力差等难题开展研究。 葡甘聚糖易溶于水,具有优良的成膜性,但膜的耐水性差、强度低、抗菌性差,可通过改性来提高其性能。植物——魔芋中葡甘聚糖含量很高,因此本文以KGM(魔芋葡甘聚糖)为试材,将KGM脱乙酰基后,再添加补强剂、增塑剂、阻隔剂等以达到预期的效果,并通过添加抑菌剂来达到抗菌效果;探讨了碱对复合膜结构与性能的影响;确定了实验室制膜的最佳工艺,为工业化制膜的关键技术及其参数的确定提供基础数据和有益参考。研究得出以下结果: (1)魔芋精粉纯化后制备的KGM膜的抗拉伸强度较未纯化前制备的膜的抗拉伸强度约提高1倍,纯化对膜的耐折度也有一定的影响。这主要是纯化后KGM分子间氢键相互作用增加的结果。但纯化前后溶解性和抗菌性的变化并不明显。 (2)采用复合膜固定抑菌剂,能有效抑制青绿霉的生长,基本能避免霉菌的侵染。通过正交试验得出最佳的涂膜配方为A3B3C2,即KGM浓度为5.0g/L,大蒜提取液为1.0mL/L,蔗糖脂肪酸酯为1.5g/L。 (3)对复合膜进行综合分析,确定了补强剂明胶为1.0 g/L,增塑剂甘油为1.0 mL/L,复合膜抗拉伸强度比葡甘聚糖基本成分膜增加27.2%,膜厚增加14.8%,断裂伸长率仅减少9.9%。脱膜剂为液体石蜡,其最适用量为0.03mL/100cm2。 (4)探讨了碱对复合膜力学性能、吸湿增重、耐洗刷性、附着力的影响。溶胶在pH9-12的范围内,碱对提高膜的力学性质具有重要的作用。而在pH<9.0时,作用不明显;pH>12.0时拉伸强度下降。碱的含量对膜的吸湿增重影响显著,改性后KGM膜的吸湿增重,随着碱含量的增加急剧下降,当溶胶pH8.0.12-5时,碱可以提高膜的防潮性和材料的耐水性。复合膜中增加碱含量可以提高涂层的耐洗刷性,但并不能提高涂层的附着力。经综合评价,选用pH=11.0-11.5。 (5)通过与KGM、da-KGM(脱乙酰基魔芋葡甘聚糖)、KGM-壳聚糖膜的对比表明碱改性可显著提高膜的耐水性、耐洗刷性和抗拉伸强度,但透明度、耐折度和断裂伸长率都因此降低,但是甘油和明胶的加入有利于弥补这些不足。而对于水蒸气透过系数则没有太大变化。 (6)通过实验确定了实验室制膜的最佳工艺及其参数:搅拌速度180r/min,时间3min,0.095Mpa(真空度)压力下脱气5min,不锈钢板上刮板成膜后在50℃下恒温干燥6.5h,所得的膜均匀性好,强度高,揭膜容易。 (7)通过实验和模拟表明乙酰基的脱除,有利于氢键的形成,成膜更有序而致密。膜性能得以改善。