脱乙酰改性魔芋葡甘聚糖/黑米膳食纤维复合膜的制备及其应用研究

作     者：陈瑞瑞 

作者单位：河北工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：常世敏;范蓓

授予年度：2023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] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 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）] 083201[工学-食品科学] 0702[理学-物理学] 

主      题：魔芋葡甘聚糖 黑米膳食纤维 脱乙酰改性 复合膜 蓝莓 

摘      要：魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan,KGM)具有生物降解性能和优良的成膜性能而被广泛应用于食品包装,但是KGM薄膜易于吸水且机械强度较低,限制了其在食品保鲜上的应用。一般可通过将KGM与天然或合成聚合物混合,或通过对KGM改性,提高KGM薄膜的性能。本研究以KGM为基材,添加黑米膳食纤维(Black Rice Dietary Fiber,BRDF)制备KGM/BRDF复合膜,同时对KGM脱除乙酰基得到脱乙酰魔芋葡甘聚糖(Deacetylated Konjac glucomannan,Da-KGM),再与BRDF共混制备Da-KGM/BRDF复合膜,将改性前后的复合膜应用于蓝莓的保鲜研究。主要研究结果如下:***/BRDF复合膜的制备及性能表征。以KGM与BRDF为原料,用蛭石负载牛至精油,在单因素试验的基础上,进行正交试验优化得到KGM/BRDF复合膜的制备工艺,即每100 mL蒸馏水中添加KGM 0.37 g、BRDF 0.074 g、甘油0.60g、蛭石0.074 g,在此条件下KGM/BRDF复合膜的拉伸强度11.15±0.19 MPa、断裂伸长率36±1.3%、溶解度42±1.4%、水蒸气透过系数0.59±0.07g·mm/m·h·k Pa、透明度2.7 mm。当牛至精油添加量为12μL/mL时,复合膜溶液能够抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌增殖;红外扫描光谱结果表明复合膜中分子间氢键相互作用增强;扫描电镜结果表明BRDF增加了复合膜的交联度,形成致密的网络结构,横截面的气孔消失。***-KGM/BRDF复合膜的制备及性能表征。对KGM进行脱乙酰基改性,得到Da-KGM,采用流延法与BRDF共混制备Da-KGM/BRDF复合膜。通过响应面优化复合膜制备工艺,即每100 mL蒸馏水中添加脱乙酰度0.2%Da-KGM 0.37 g、BRDF 0.074 g、甘油0.50 g、蛭石0.074 g,在此条件下复合膜的拉伸强度12.67±0.13 MPa,断裂伸长率30±1.7%、溶解度37±1.2%,水蒸气透过系数0.35±0.03g·mm/m·h·k Pa。红外扫描光谱结果表明KGM脱乙酰基成功,且复合膜中分子间相互作用增强;扫描电镜结果表明Da-KGM/BRDF复合膜横截面更光滑、更均匀,形成了更致密的网络结构。***-KGM/BRDF复合膜及KGM/BRDF复合膜对蓝莓的保鲜。以PE膜为对照,将Da-KGM/BRDF复合膜、KGM/BRDF复合膜用于蓝莓保鲜,结果表明Da-KGM/BRDF复合膜处理组蓝莓腐烂率及失重率较低,可溶性固形物、维生素C及总酸含量损失较少,霉变、皱缩和软化蓝莓果较少,能保持良好的色泽和低腐烂率,保鲜效果优于KGM/BRDF复合膜。