壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合涂膜材料的制备及在蓝莓保鲜中的应用

作     者：何珊 

作者单位：长春大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵珺

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）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：壳聚糖 玉米醇溶蛋白 蓝莓 涂膜材料 保鲜 

摘      要：单一壳聚糖制备的食品保鲜材料在机械性能和疏水性能等方面存在一定缺陷,因而在食品保鲜领域中的应用受到极大地限制。通过物理共混方式进行复合材料的制备,使各组分之间相互作用,不仅可以改善单一壳聚糖保鲜材料的缺陷,更能达到协同增效的目的,进而提高壳聚糖资源利用及在食品保鲜领域的应用潜力。蓝莓具有较高营养价值,但因其果皮薄、耐贮性差,导致蓝莓售卖半径及货架期较短,产业规模扩大受限,因此研究蓝莓的保鲜技术对蓝莓产业发展具有重要意义。针对上述问题,本论文以壳聚糖、玉米醇溶蛋白为基质,制备可食性复合涂膜材料。通过单因素及响应面优化试验,确定制备壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合涂膜材料的最佳工艺条件。并对复合涂膜材料的各项理化性质进行表征。将复合涂膜材料应用于蓝莓贮藏保鲜,对蓝莓的各项生理生化指标及抗氧化活性进行测定及系统评价。以期提高蓝莓的常温贮藏质量,延长产品货架期,为扩大蓝莓的产业规模提供一定理论依据。通过研究得出以下结论:(1)以壳聚糖、玉米醇溶蛋白为基质,制备可食性复合涂膜材料。以复合涂膜材料拉伸强度及延伸率为考察指标,研究复配比、甘油添加量和铺膜液体积对复合涂膜材料机械性能的影响。在单因素试验的基础上,进行响应面优化试验。最终确定复合涂膜材料最佳制备工艺为:玉米醇溶蛋白与壳聚糖的复配比例1:4,甘油添加量0.25%,铺膜液的体积25.2 mL。复合涂膜材料的拉伸强度9.91 MPa,延伸率19.33%。(2)通过傅里叶红外光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜、膜厚度、透光率、水蒸气透过率及表面接触角测定,对复合涂膜材料的理化性质进行表征。复合涂膜材料与单一壳聚糖膜相比,傅里叶红外光谱图显示其特征峰发生位移且出现明显蛋白吸收峰,而X衍射光谱图显示其衍射峰明显减弱。这是由于复合涂膜材料在制备过程中壳聚糖分子和玉米醇溶蛋白分子发生交联反应,使复合涂膜材料稳定性增强。扫描电镜图显示复合涂膜材料表面更加光滑、致密、无明显裂痕。在膜厚度无显著差异的情况下,复合涂膜材料的透光率为51.09±0.1%,水蒸气透过率9.62±0.02 mg·cm2·d-1,均低于单一壳聚糖膜。复合涂膜材料的表面接触角为86.17°,相较于单一壳聚糖膜增加了31.72°。综上结果表明复合涂膜材料具有更强的机械性能及疏水性能。(3)采用无处理、单一壳聚糖膜处理及复合涂膜材料处理三种方法进行蓝莓贮藏保鲜试验。在贮藏第15 d时复合涂膜材料处理的蓝莓失重率为29.65%,腐烂率为8.87%,菌落总数为9.4 log(CFU/g),呼吸强度为0.86%,可溶性固形物含量12.76%,Vc含量69.63 mg/100g,花青素含量0.93 mg/g。结果表明采用复合涂膜材料进行涂膜处理能有效地减少蓝莓的失重率、腐烂率、菌落总数,抑制其呼吸强度,延缓蓝莓可溶性固形物含量、Vc含量以及花青素含量的下降趋势。因此壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合涂膜材料对蓝莓具有较好的保鲜效果,能够有效抑制蓝莓生理生化指标的下降,从而达到延长蓝莓货架期的目的。(4)采用无处理、单一壳聚糖膜处理及复合涂膜材料处理三种方法进行蓝莓抗氧化活性试验。结果表明复合涂膜材料处理的蓝莓在贮藏第15 d时总酚含量为1.96 mg/g,超氧化物岐化酶(SOD)72.17 U/g·FW,DPPH自由基清除率43.74%,过氧化物酶活性(POD)1.66 U/g·min。分别是单一壳聚糖膜组的1.15倍、1.21倍、1.16倍、1.32倍。因此,采用壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合涂膜材料对蓝莓的抗氧化活性具有更佳的保护作用。