海洋多糖生物可降解膜的制备与应用研究

论文摘要

包装在食品贮藏和流通等过程中发挥了不可替代的作用,是食品行业重要的组成部分。食品包装材料,尤其是塑料包装材料,在广泛使用的同时,对环境、资源、能源带来严重压力。据调查,我国九成以上的食品包装材料完全不可降解。近年来,人们的环保意识逐步加深,对食品以及食品包装材料安全性的要求不断提高。因此,利用天然高分子化合物制备可降解、绿色安全的食品包装材料成为当下研究热点。海洋多糖主要指来源于海洋生物的天然多糖,常见的有壳聚糖、海藻酸钠、琼胶、卡拉胶等。海洋多糖来源广泛,成膜性质良好,安全无毒,并且具有多种生物活性,是制备可降解包装材料的理想原料之一。本论文以壳聚糖、海藻酸钠、琼胶三种海洋多糖为原料,通过环境友好的离子交联、物理共混等改性方法,制备得到两种可降解复合膜:壳聚糖/海藻酸钠复合膜和琼胶/壳聚糖复合膜,并对它们的性质进行了测定;同时,在壳聚糖/海藻酸钠复合膜中添加天然抗菌剂丁香油,考察其对复合膜性质的影响;另外,研究复合膜对两种熟肉制品包装、保鲜的效果。本论文的主要试验结果如下:1.制备了壳聚糖/海藻酸钠复合膜,以甘油作为增塑剂,分别以氯化钙-柠檬酸钠、氯化钙、乙醇-氯化钙溶液作为交联剂,考察交联时间、交联pH等因素对复合膜机械性质、抗水性的影响。结果表明,采用不同的交联方法,复合膜的性质各有优点:采用pH7的氯化钙-柠檬酸钠溶液交联30min时,复合膜的拉伸强度最好;采用pH9的氯化钙交联60min时,复合膜的柔韧性最佳;采用50%乙醇-氯化钙交联15min,复合膜的水溶性最低。在复合膜中添加天然抗菌剂丁香油没有显著改变复合膜的机械性质,并提高复合膜的抗水性能。2.制备了琼胶/壳聚糖复合膜,以乳酸作为增塑剂,考察了壳聚糖和乳酸的添加量对复合膜机械性质和抗水性的影响,同时考察了壳聚糖/海藻酸钠复合膜、添加丁香油的和nisin的壳聚糖/海藻酸钠复合膜、琼胶/壳聚糖复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果。结果表明,琼胶和壳聚糖具有较好的相容性,复合体系较为致密,降低了琼胶膜的水蒸气透过率;制备的琼胶/壳聚糖复合膜具有热封性能;随着壳聚糖和乳酸含量的升高,复合膜的拉伸强度有所下降。抑菌效果方面,添加丁香油的壳聚糖/海藻酸钠复合膜、琼胶/壳聚糖复合膜对两种细菌均具有较好的抑菌效果。3.以制备的壳聚糖/海藻酸钠复合膜,添加丁香油和nisin的壳聚糖/海藻酸钠复合膜包装熟牛肉,以PE膜包装作为阳性对照,未经包装的熟牛肉作为空白对照,考察在4℃冰箱贮藏期间,复合膜对熟牛肉品质的影响。结果表明,复合膜能够有效防止熟牛肉的脂质氧化和微生物生长繁殖,效果显著好于空白对照组,其中含丁香油的壳聚糖/海藻酸钠复合的效果最好,并且与PE组的效果相当;在防止水分蒸发方面,复合膜组显著好于空白对照组,不如PE组。4.以制备的琼胶/壳聚糖复合膜为包装膜,热封包装熟虾仁,以HDPE膜包装作为阳性对照,未经包装的熟虾仁作为空白对照,考察在4℃冰箱贮藏期间,复合膜对熟虾仁品质的影响。结果表明,琼胶/壳聚糖复合膜能有效防止熟虾仁的脂质氧化和微生物的生长繁殖,效果显著好于空白对照组,与HDPE组的效果相当;在防止水分损失方面,琼胶/壳聚糖复合膜显著好于空白对照组,不如HDPE组。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 0.1 研究背景
• 0.2 食品包装的现状
• 0.2.1 食品包装材料的使用现状
• 0.2.2 食品包装面临的问题
• 0.3 生物可降解包装材料的研究进展
• 0.3.1 壳聚糖膜的研究现状
• 0.3.2 海藻酸钠膜的研究现状
• 0.3.3 琼胶膜的研究现状
• 0.4 膜的改性研究
• 0.4.1 物理改性
• 0.4.2 化学交联
• 0.5 研究内容及意义
• 0.5.1 研究内容
• 0.5.2 研究意义
• 参考文献
• 1 壳聚糖/海藻酸钠复合膜的制备与性质研究
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 试剂与仪器
• 1.1.2 试验方法
• 1.2 结果与讨论
• 1.2.1 柠檬酸钠交联对壳聚糖膜性质的影响
• 1.2.2 氯化钙交联对海藻酸钠膜性质的影响
• 1.2.3 柠檬酸钠-氯化钙交联对复合膜性质的影响
• 1.2.4 碱性氯化钙溶液交联对复合膜性质的影响
• 1.2.5 氯化钙-乙醇交联对复合膜性质的影响
• 1.2.6 添加丁香油对复合膜性质的影响
• 1.3 本章结论
• 参考文献
• 2 琼胶/壳聚糖复合膜的制备与性质研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试剂与仪器
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 琼胶/壳聚糖复合膜的机械性质
• 2.2.2 琼胶/壳聚糖复合膜的抗水性能
• 2.2.3 琼胶/壳聚糖复合膜的热封性质
• 2.2.4 复合膜的抑菌性
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 3 壳聚糖/海藻酸钠复合膜对熟牛肉保鲜效果的研究
• 3.1 试剂与仪器
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 壳聚糖/海藻酸钠复合膜的制备
• 3.2.2 牛肉的处理
• 3.2.3 熟牛肉贮藏过程中品质的测定
• 3.2.4 数据处理
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 壳聚糖/海藻酸钠复合膜的基本性质
• 3.3.2 壳聚糖/海藻酸钠复合膜对熟牛肉品质的影响
• 3.4 小结
• 参考文献
• 4 琼胶/壳聚糖复合膜对熟虾仁保鲜效果的研究
• 4.1 材料与方法
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 琼胶/壳聚糖复合膜的制备
• 4.2.2 熟虾仁的处理
• 4.2.3 熟虾仁贮藏过程中品质的测定
• 4.2.4 数据处理
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 琼胶/壳聚糖复合膜的基本性质
• 4.3.2 琼胶/壳聚糖复合膜对熟虾仁品质的影响
• 4.4 小结
• 参考文献
• 论文结论
• 致谢
• 个人简历
• 攻读学位期间发表的及提交的学术论文