淀粉/琼脂-花青素pH响应型包装膜的制备及其性能研究

作     者：王文娇 

作者单位：山东农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王文涛;李子松

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）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：pH响应型包装膜 淀粉 琼脂 花青素 新鲜度监测 

摘      要：淀粉具有良好的成膜性,制备的薄膜无毒无味且透明度高,但存在亲水性强、力学性能差等问题。琼脂是一种从海藻中获得的天然多糖,具有可再生性、生物可降解性和良好的胶凝性等优点。将淀粉和琼脂混合制备复合膜,能够有效提高纯淀粉膜的力学性能和防水性能。花青素具有p H敏感性,添加到淀粉/琼脂复合膜中可用于监测食品的新鲜度。然而花青素的稳定性较差,使其应用受到限制。本文以羟丙基交联淀粉和琼脂为成膜材料,通过添加5种不同来源及不同含量的花青素,制备具有p H响应性的淀粉/琼脂-花青素复合膜,研究了膜的结构特征和理化特性,进一步将花青素包埋制备纳米复合物,将其加入到淀粉/琼脂膜中改善花青素稳定性,并应用于牛奶、猪肉和鲜虾的新鲜度监测。主要研究结果如下:(1)不同花青素添加量对淀粉/琼脂膜性能有显著影响。添加花青素提高了淀粉/琼脂膜的不透明度和水蒸气阻隔性,并降低了膜的含水量。淀粉/琼脂-花青素膜对p H和挥发性氨响应敏感,颜色强度与花青素添加量成正比,淀粉/琼脂-黑枸杞花青素膜(SA-LRA)的灵敏度最高且显色最佳。花青素添加量为4%的复合膜表现出最佳性能。(2)不同植物来源花青素对淀粉/琼脂膜结构及应用性能影响显著。扫描电镜表明紫薯(PSA)和黑米(BRA)花青素与基质之间相容性好,没有产生相分离。傅里叶变换红外光谱证实了花青素与成膜基质之间存在分子间作用力。X-射线衍射图谱显示花青素的添加对淀粉/琼脂膜结晶度影响较小。抗氧化试验表明淀粉/琼脂-花青素膜对DPPH自由基具有清除能力,SA-LRA膜具有最高的抗氧化性(86.27%)。在颜色稳定性试验中,淀粉/琼脂-紫薯花青素膜(SA-PSA)和淀粉/琼脂-黑加仑花青素膜(SA-BCA)的稳定性较好。不同来源花青素膜在牛奶和猪肉新鲜度监测应用中都表现出颜色变化,可以用来指示牛奶和猪肉的新鲜度,其中,SA-LRA膜显色效果最佳。(3)黑枸杞花青素纳米复合物对淀粉/琼脂膜性能有显著影响。黑枸杞花青素纳米复合物的平均粒径为355.97 nm,Zeta电位为+5.17 m V,多分散指数为0.32,包埋率为44.9%。相较于未包埋的淀粉/琼脂-黑枸杞膜,淀粉/琼脂-黑枸杞纳米复合物膜具有更高的拉伸强度(6.75 MPa)和杨氏模量(205.05 MPa)、最低的水蒸气渗透系数(1.45×10 g msPa)以及良好的颜色稳定性。两种膜均可以有效指示虾的腐败情况,但淀粉/琼脂-黑枸杞纳米复合物膜具有更好的稳定性更适合于实际应用中。