基于壳聚糖-没食子酸改性山药淀粉膜的制备和表征及其在猪肉保鲜中的应用

作     者：冀晓瑶 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢建华;罗香

授予年度：2022年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：山药淀粉 没食子酸 壳聚糖 淀粉膜 保鲜 

摘      要：淀粉是人类最重要的碳水化合物能量来源,是为人体提供能量的最重要的食物成分之一,广泛分布于自然界,是高等植物的共同组成部分,是植物碳水化合物的主要储存形式。但是因为淀粉的水溶性差、易老化、抗剪切性和耐热性差等天然特性不适合直接应用于食品加工中,因此需要通过添加非淀粉多糖或亲水胶体对其进行改性,以改善其性能。本文从山药中提取制备山药淀粉,添加没食子酸将山药淀粉进行改性,然后将原山药淀粉和改性山药淀粉与壳聚糖混合,研究壳聚糖对淀粉糊化、流变等理化性质的影响,同时在此基础上制备了改性山药淀粉与壳聚糖复合薄膜,然后将制备薄膜用于新鲜猪肉的保鲜。主要研究内容和结果如下:(1)研究了壳聚糖对改性山药淀粉糊化、溶胀力、流变等性质的影响。将不同浓度的壳聚糖(0.1%,0.2%,0.6%和1.0%,w/v)与改性山药淀粉(6%,w/v)进行复配,发现低浓度的壳聚糖促进了直链淀粉的溶解,随着壳聚糖浓度的增加,壳聚糖包裹直链淀粉使溶解度降低。改性后的山药淀粉的糊化参数(PV、TV、FV和SB)值有显著变化。这些变化可能是适量的淀粉与没食子酸相互作用,促进了有序淀粉结构的形成,增加了对水热处理的抗性。流变结果表明:样品具有典型的凝胶特性且该混合物具有非牛顿流体的剪切变薄行为。没食子酸改性后山药淀粉的XRD曲线与天然淀粉相似,说明改性处理对样品的晶体结构没有影响。红外结果表明分子有序结构在没食子酸处理后在近程水平上有所增加,且在此过程中有序分子结构没有被破坏,改性后的混合物外区结构变得更加有序,没食子酸改性能够促进双螺旋结构的形成。(2)探究了山药淀粉以及改性山药淀粉与壳聚糖复配后制备淀粉膜,然后对复合膜的厚度、色泽、透过率、拉伸强度等性质进行测定。研究添加相同浓度的壳聚糖条件下,改性山药淀粉膜的厚度比原山药淀粉膜的厚度要薄,没食子酸改性山药淀粉后添加壳聚糖使得改性淀粉复合物变稀薄,所以使得复合物制备的薄膜变薄。色差实验结果表明:由于壳聚糖自身的颜色较暗,以及在加热过程中山药淀粉以及其它物质发生美拉德反应导致的,三个色差参数都是随着壳聚糖的增加先升高后降低。添加不同浓度的壳聚糖,复合膜的透过率也发生了相似的变化,透过率先增加后减小,在壳聚糖浓度为0.1%时透过率最低,在壳聚糖浓度为0.6%时达到最大。在添加没食子酸将山药淀粉进行改性后,复合膜的拉伸强度也随着壳聚糖浓度的升高而增加,同理,复合膜也变得更加脆。电镜图中可以看到淀粉膜的表面是比较光滑的,这说明山药淀粉和壳聚糖的相容性较为良好。(3)通过山药淀粉和改性山药淀粉与壳聚糖制备了淀粉膜应用于新鲜猪肉保鲜。在将新鲜的猪肉对使用改性后的淀粉制备的保鲜膜保鲜后,在气味、弹性、黏度以及出水状况方面,综合来看,保鲜效果还是在一定程度上起到了很好的作用。随着壳聚糖浓度的增加,L值增加,和未改性的山药淀粉同样的在0.6%的条件下达到最大值,但是改性后的山药淀粉制备的保鲜膜的亮度更高。当壳聚糖的浓度在0.6%时,p H值小于6.5,属于新鲜肉。结果表明在对山药进行改性且壳聚糖浓度为0.6%时保鲜膜的保鲜效果最佳。改性淀粉的保鲜效果比为改性之前的效果更佳,且当壳聚糖浓度为1.0%条件下,保鲜效果较好。改性后的淀粉与壳聚糖的复合物制备的保鲜膜比未改性前的阻隔氧的效果好,使得新鲜猪肉中的肌红蛋白与氧气结合能力较差,所以改性后的淀粉制备的薄膜的高铁肌红蛋白值要低。