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魔芋葡甘聚糖改性膜及其在龙眼保鲜中的应用研究

作　者: 林琼
导　师: 庞杰
学　校: 福建农林大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 魔芋葡甘聚糖 纳米CaCO3 改性膜 超声波 龙眼
分类号: TS255.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 281次
引　用: 5次
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内容摘要


目前市面上的保鲜膜主要是塑料膜,它不但不可降解,而且对人体还具有一定的毒副作用,尽管市场上也推出了纸制品或完全生物降解塑料,但其成本高,不利于被推广应用,因此寻求一种既具有塑料的优良性能,又能被微生物完全降解的且不影响人体健康的替代品势在必行。可生物降解的多糖膜无疑是个很好的选择,它也越来越受到人们的关注。因此本研究以魔芋葡甘聚糖为试材,选择纳米CaCO3为无机填充剂,研制纳米CaCO3/魔芋葡甘聚糖改性膜;并且探讨了在超声波对改性膜性能的影响及改性膜在龙眼保鲜中的应用,确定了实验室制膜的最佳工艺,为制膜的关键技术及其参数的确定提供基础数据和有益参考。研究得出以下结果:（1）纯化后魔芋葡甘聚糖（KGM）制备的膜的抗拉伸强度较未纯化前制备膜的抗拉伸强度提高1倍,纯化对膜的耐折度也有一定的影响。这主要是纯化后KGM分子间氢键相互作用增加的结果。（2）纳米CaCO3用表面改性剂活化后,通过红外光谱图可以看到改性剂与纳米粒子形成牢固的化学键。通过活化后纳米粒子改性KGM,经研究表明,改性纳米CaCO3在改性膜中能均匀分散。随着纳米CaCO3用量的增加,膜的拉伸强度有很大的提高,当纳米CaCO3的用量在0.2 g时,拉伸强度达到最大值65.43MPa,比对照膜提高近41%。,断裂伸长率达到最大值18.84%,比对照膜提高近22%,耐撕裂强度达到最大值6.03MPa,比对照膜提高了20%,水蒸气透过率为3.02%,比对照膜降低了50%。这是由于高刚性的无机纳米CaCO3粒子在改性膜基体中起到增强作用,然而随着纳米CaCO3含量的增加,其分散不够均匀,导致体系的力学性能有所下降。（3）对改性膜进行综合分析,确定了魔芋葡甘聚糖为0.8g,纳米CaCO3为0.20g,增塑剂甘油为1.0 mL,改性膜抗拉伸强度比对照膜增加了75%,断裂伸长率增加了46%,耐撕裂强度增大了近30%,水蒸气透过率显著降低了70%,提高了阻湿性能。（4）对改性膜的成膜工艺进行研究,得到的改性膜拉伸强度试验设计的回归方程为:Y=66.78799+5.04480X1-12.48120X2+4.52821X3-3.88635X12-3.88812X22+3.26000X1X3+2.92750X2X3,得到改性膜断裂伸长率实验设计的回归方程为Y=66.78799+5.04480X1-12.48120X2+4.52821X3.3.88635X12-3.88812X22+3.26000X1X3+2.92750X2X3得到的改性膜水蒸气透过率试验设计的回归方程为:Y=5.39303+0.35901X1-1.12013X2+0.42341X3-0.28403X12-0.37241X22+0.34292X1X3（5）超声波处理的空化作用、机械作用和热效应强化了膜的空间网络结构。综合考虑超声波功率与时间对膜性能的影响,实验范围内,可选用超声波功率为30W,时间为15min,所得膜的拉伸强度为98.68 MPa,比空白膜提高了近一倍,伸长率为21.34%,耐撕裂强度为9.68MPa,超声波处理对膜的拉伸强度、断裂伸长率和耐撕裂强度均有所提高,而且水蒸气透过率也有一定程度的降低,提高了改性膜的综合性能（6）采用不同处理膜对龙眼鲜果的保鲜效果研究,结果表明:改性膜处理能有效降低龙眼贮藏期间的生理生化活性,可避免龙眼的无氧呼吸,具有较好的保鲜效果。在贮藏第10天时,龙眼的好果率达到了86.4%,显著降低龙眼贮藏期间的失水率和呼吸强度,总酸、可溶性固形物,维生素C等营养物质损失较少,PPO、SOD、POD等酶的活性得到有效的抑制,降低了龙眼贮藏期间果皮的褐变率,显著提高了龙眼的品质。

全文目录


摘要  8-10
Abstract  10-12
第一章 文献综述  12-31
  1 引言  12
  2 多糖膜的研究进展  12-18
    2.1 微生物多糖膜  13
    2.2 动物多糖膜  13-16
      2.2.1 壳聚糖膜  13-15
      2.2.2 明胶膜  15-16
    2.3 植物多糖膜  16-18
      2.3.1 海藻酸钠膜  16
      2.3.2 淀粉膜  16-17
      2.3.3 魔芋葡甘聚糖膜  17-18
  3 魔芋葡甘聚糖膜的研究进展  18-28
    3.1 魔芋葡甘聚糖概述  18-19
    3.2 葡甘聚糖的结构修饰及其对成膜的影响  19-27
      3.2.1 单一膜的应用  21-22
      3.2.2 改性膜及其应用  22-23
      3.2.3 魔芋葡甘聚糖膜的改性及其应用  23-27
    3.3 魔芋葡甘聚糖膜存在的问题及研究趋势  27-28
      3.3.1 存在的问题  27
      3.3.2 研究趋势  27-28
  4 本课题的研究背景、意义及主要工作  28-31
    4.1 立题背景  28-29
    4.2 研究目标  29
    4.3 主要内容  29-31
第二章 魔芋葡甘聚糖改性膜的研制及性能研究  31-56
  1 引言  31
  2 实验部分  31-33
    2.1 主要试剂和仪器  31-32
    2.2 实验方法  32-33
      2.2.1 魔芋葡甘聚糖提纯  32
      2.2.2 纳米CaCO_3的活化  32
      2.2.3 超声波的处理  32-33
      2.2.4 改性膜的研制  33
    2.3 测定指标及方法  33
      2.3.1 力学性能  33
      2.3.2 耐折度  33
      2.3.3 水蒸汽透过率  33
      2.3.4 膜的厚度  33
  3 结果和讨论  33-54
    3.1 魔芋精粉的纯化  33-34
    3.2 纳米CaCO_3的活化表征  34-35
    3.3 魔芋葡甘聚糖对改性膜性能的影响  35-36
      3.3.1 魔芋葡甘聚糖对改性膜拉伸强度的影响  35
      3.3.2 魔芋葡甘聚糖对改性膜断裂伸长率的影响  35
      3.3.3 魔芋葡甘聚糖对改性膜耐撕裂强度的影响  35-36
      3.3.4 魔芋葡甘聚糖对改性膜水蒸气透过率的影响  36
    3.4 纳米CaCO_3对改性膜性能的影响  36-38
      3.4.1 纳米CaCO_3对改性膜拉伸强度的影响  36-37
      3.4.2 纳米CaCO_3对改性膜断裂伸长率的影响  37
      3.4.3 纳米CaCO_3对改性膜耐撕裂强度的影响  37
      3.4.4 纳米CaCO_3对改性膜的水蒸气透过率的影响  37-38
    3.5 甘油对改性膜力学性能的影响  38-40
      3.5.1 甘油对改性膜拉伸强度的影响  38
      3.5.2 甘油对改性膜断裂伸长率的影响  38-39
      3.5.3 甘油对改性膜耐撕裂强度的影响  39
      3.5.4 甘油对改性膜水蒸气透过率的影响  39-40
    3.6 干燥温度对改性膜性能的影响  40-42
      3.6.1 干燥温度对改性膜抗拉强度的影响  40
      3.6.2 干燥温度对改性膜断裂伸长率的影响  40-41
      3.6.3 干燥温度对改性膜耐撕裂强度的影响  41
      3.6.4 干燥温度对改性膜水蒸气透过率的影响  41-42
    3.7 改性膜的最佳工艺确定  42-50
      3.7.1 回归方程的建立和方差分析  42-47
      3.7.2 单因素分析效应  47-49
      3.7.3 交互分析  49-50
    3.8 超声波对改性膜的影响  50-54
      3.8.1 超声波对改性膜抗拉强度的影响  50-51
      3.8.2 超声波对改性膜断裂伸长率的影响  51-52
      3.8.3 超声波处理对改性膜耐撕裂强度的影响  52
      3.8.4 超声波处理对改性膜水蒸气透过率的影响  52-54
  4 讨论  54-56
第三章 改性膜对龙眼保鲜的应用  56-66
  1 引言  56
  2 材料和方法  56-59
    2.1 试剂材料  56
    2.2 试验方法  56-57
    2.3 测定指标和方法  57-59
      2.3.1 好果率  57
      2.3.2 失重率  57
      2.3.3 呼吸强度  57-58
      2.3.4 总酸  58
      2.3.5 可溶性固形物  58
      2.3.6 维生素C含量的测定  58
      2.3.7 果皮中多酚氧化酶(PPO)酶活性的测定  58
      2.3.8 果皮过氧化物酶(POD)活性的测定  58-59
      2.3.9 果皮超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定  59
  3 结果与分析  59-64
    3.1 膜处理对龙眼贮藏期间好果率的影响  59-60
    3.2 膜处理对龙眼贮藏期间失重率的影响  60
    3.3 膜处理对龙眼常温贮藏期间呼吸强度的影响  60-61
    3.4 膜处理对龙眼常温贮藏期间总酸的影响  61
    3.5 膜处理对龙眼常温贮藏期间可溶性固形物含量的影响  61-62
    3.6 膜处理对龙眼常温贮藏期间维生素C含量的影响  62-63
    3.7 膜处理对果皮中多酚氧化酶(PPO)活性的影响  63
    3.8 膜处理对果皮过氧化物酶(POD)活性的影响  63-64
    3.9 膜处理对果皮超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响  64
  4 讨论  64-66
第四章 结语与展望  66-69
  1 本论文工作总结  66-68
  2 本论文研究过程中存在的问题  68
  3 今后需要进一步研究的问题  68-69
参考文献  69-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 水果、蔬菜、坚果加工工业 > 果蔬加工与保藏
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