壳聚糖/海藻酸钠复合保鲜膜的制备与应用研究

【摘要】当今中国，公众对美丽生态环境以及食品安全的诉求越来越强，这使得基于不可再生资源生产，不易降解，且陷于增塑剂风波的传统塑料保鲜膜饱受人们的质疑。因此，如何保证食品的安全性和货架期，兼顾环境友好，是一个亟需解决的问题。利用成本低、来源广的天然高分子材料，制备可食或可降解保鲜膜，是行业研究和发展的重要方向。而目前可食保鲜膜大都存在阻水性差的缺陷，使食品在保藏过程中严重失水，极大的阻碍了其在食品包装方面的应用。本文以壳聚糖和海藻酸钠为成膜材料制备复合保鲜膜，弥补单一成分膜的不足，同时以食品保鲜膜的性能要求为标准，对复合膜进行改善，测定复合膜的性质，并研究其实际应用效果。主要结果如下：（1）壳聚糖/海藻酸钠复合保鲜膜的制备及性能优化。以甘油为增塑剂，通过温和的物理共混方法改性，分别探讨不同脂质和乳化剂加入壳聚糖层后，对膜的性能特别是阻水性的影响。通过单因素和响应面实验，确定复合膜制备的最优工艺。在海藻酸钠层中加入不同浓度的丁香油作抑菌剂，考察膜性能的变化。结果表明：五种疏水成分的阻水效果由强到弱依次是，蜂蜡、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸、油酸。四种乳化剂中，S40对蜂蜡的乳化效果最好。复合膜制备最优工艺为壳聚糖浓度1.42%、蜂蜡含量0.39%、S40含量0.22%、海藻酸钠浓度1.5%以及甘油含量0.2%。测得复合膜的实际水蒸气透过系数（WVP）为0.33×10-10g/Pa·s·m，相比优化前下降了78%，拉伸强度为25.23MPa，断裂伸长率为29.36%。丁香油使膜的抗水性增大，透光率下降。（2）壳聚糖/海藻酸钠复合保鲜膜的性质表征。通过扫描电子显微镜、差示量热扫描仪、傅里叶红外光谱仪等对复合膜进行性质表征，观察膜的微观结构，测定膜的热稳定性，分析复合膜各成分间可能存在的相互作用，探讨复合膜性质变化的原因。结果表明：蜂蜡较好的填充了壳聚糖的网状结构和表面，使膜光滑、致密，没有气泡和孔洞，使得三层膜的层间分界线不明显。复合膜各组分之间有强烈的分子间作用力，保证了复合膜具有较好的机械性能，较强的热稳定性和极佳的疏水性能。（3）壳聚糖/海藻酸钠复合保鲜膜对冷却肉的保鲜应用。将复合膜应用于冷却肉在超市销售环节的托盘覆膜包装，考察膜对肉的保鲜效果，探讨其替代传统保鲜膜的可能性。从外观上看，复合膜无色透明，低温条件下水蒸气不会在膜内表面凝结，具有防雾滴性能。其中B/C/A膜处理组，可以更长久的保持样品肉有适宜的干湿度和新鲜的色泽；在指标测定方面，B/C/A膜和C/C/A膜与C/A膜和PE膜相比能有效抑制微生物数量的增加，减缓TVB-N值的升高，同时保持较低的失重率。综合各指标结果，相比PE对照组，B/C/A组和C/C/A组能延长冷却肉1-2天的货架期。本研究制备的复合膜，安全无毒，阻水性强，机械性能适宜，可抑菌，可降解，有望作为传统保鲜膜的替代品推广应用，有一定的经济效益、社会效益和食品安全效益。
【作者】吴琼；
【导师】汪东风；
【作者基本信息】中国海洋大学，食品加工与安全（专业学位），2014，硕士
【关键词】壳聚糖；海藻酸钠；复合膜；改性；冷却肉；

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