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PVA基复合包装材料纳米SiO2改性及其对咸鸭蛋保鲜效果的影响

作　者: 雷艳雄
导　师: 章建浩
学　校: 南京农业大学
专　业: 食品科学
关键词: 聚乙烯醇 纳米SiO2 响应曲面分析法(RSM) 咸鸭蛋 成膜效能特性 保鲜效果
分类号: TS253.46
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


咸鸭蛋是我国的一种传统蛋制品,深受广大消费者喜爱。目前我国咸鸭蛋的生产和消费数量巨大,但熟制咸鸭蛋普遍采用真空包装,包装成本高,所用包装材料不可降解,造成严重的“白色”污染。此外,咸鸭蛋熟煮、包装的机械化程度也比较低。咸鸭蛋涂膜保鲜方法耗能少,成本低,易于实现机械化、自动化。因此研究探索咸鸭蛋可降解涂膜保鲜包装材料,对实现传统蛋制品生产从传统向高效节能、低碳绿色的现代自动化生产模式转变具有重要意义。聚乙烯醇(PVA)可降解,卫生安全性好而在食品涂膜保鲜包装方面展示出广阔的前途,但其良好的亲水性能使其成膜后有较高的透水性而影响其在食品保鲜包装上的应用。纳米SiO2作为一种改性材料可与许多高分子聚合物树脂复合,从而提高聚合物的包装效能特性及用于食品包装的保鲜效果。本课题采用纳米SiO2对聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料进行改性,测定分析其成膜效能特性和保鲜包装效果,研究聚乙烯醇基纳米复合涂膜新材料对咸鸭蛋长期贮藏的保鲜效果,具体内容如下：1.聚乙烯醇(PVA)基复合涂膜材料纳米SiO2改性研究采用响应曲面试验方法,用纳米SiO2对聚乙烯醇基复合涂膜包装材料进行改性,并优化PVA基纳米复合涂膜材料制备方法,建立以成膜透湿率为目标函数,纳米SiO2、硬脂酸及戊二醛为试验因素的数学模型,分析各因素及其交互作用对成膜透湿率的影响,并用红外光谱(FT-IR)研究聚乙烯醇基纳米复合涂膜材料成膜微观结构,扫描电镜(SEM)研究聚乙烯醇基纳米复合涂膜材料成膜内部形态。结果表明：纳米SiO2与PVA之间存在杂化反应并且生成了新的分子官能团：Si-O-C键,纳米SiO2在复合涂膜材料中具有良好的分散性,可有效提高聚乙烯醇基复合涂膜包装材料的阻水阻湿性能,优化组成膜透湿率比对照组降低31.43%(p<0.05)；SiO2与硬脂酸、戊二醛对复合涂膜材料成膜透湿率的影响存在显著的交互作用,纳米Si02的添加有助于硬脂酸和戊二醛添加量的提高,从而降低纳米复合膜的透湿率；每100 mL 5%(W/VH2O)的PVA溶液中纳米SiO2添加量在一定范围内(小于0.05 g)随着其含量增大,复合涂膜材料成膜透湿率降低,阻水阻湿性能提高。2.聚乙烯醇基纳米复合涂膜材料成膜包装效能特性的研究通过测定PVA基纳米复合涂膜材料的成膜透湿率、吸水率、透光率、透气性能以及抑菌效果研究聚乙烯醇基纳米复合涂抹材料成膜的包装效能特性,并与PVA单膜和普通PVA基复合膜(无纳米Si02)进行了比较。结果表明：纳米Si02改性复合膜的阻水性、耐水性、阻气性和透光率得到较大提高；透水率(18.78 g·m-2·d-1)比普通PVA基复合膜(27.39 g·m-2.d-1)降低了8.61 g·m-2.d-1,吸水率(1.40%)降低了1.07倍,透02率(0.055 g·m-2·d-1)和透CO2 (0.174 g·m-2·d-1)率比普通PVA基复合膜分别降低了17.91%和18.31%,阻隔性明显提高；在600 nm波长下,透光率(23.9%)提高了约1.34倍；纳米Si02的适量加入使复合膜的抑菌性能也得到提高。3.聚乙烯醇基纳米复合涂膜材料对咸鸭蛋贮藏保鲜效果的研究以普通PVA基复合材料涂膜包装咸鸭蛋为对照组,采用PVA基纳米Si02复合材料涂膜包装咸鸭蛋为处理组,将所有涂膜包装的咸鸭蛋在常温条件下贮藏6个月,贮藏结束时对两组实验咸鸭蛋的理化指标、微生物和感观指标进行测定比较。结果表明：贮藏6个月后,PVA基纳米复合涂膜材料包装组咸鸭蛋的平均失水率(6.53%)比对照组(7.64%)降低了14.53%；菌落总数(362 CFU·g-1)比对照组(434 CFU·g-1)显著减少(p<0.05),挥发性盐基氮含量(7.97 mg/100g)比对照降低了9.16%。这些结果表明PVA基纳米Si02复合材料涂膜包装咸鸭蛋,能有效阻止咸鸭蛋水分散失、抑制微生物生长繁殖、降低挥发性盐基氮的产生,可在6个月储藏期内较好地保护咸鸭蛋的色泽和风味。

全文目录


摘要  8-10ABSTRACT  10-13前言  13-14第一章 文献综述  14-30  1 我国咸鸭蛋生产及其保鲜包装情况  14-17    1.1 我国咸鸭蛋生产现状  14-15    1.2 我国咸鸭蛋保鲜包装研究情况  15-17      1.2.1 咸鸭蛋传统保鲜包装现状  15      1.2.2 咸鸭蛋涂膜保鲜包装现状  15-17  2 聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料的研究进展  17-20    2.1 PVA的性能  17-18    2.2 PVA复合和改性的研究现状  18-20      2.2.1 PVA的热塑性改性  19      2.2.2 PVA的生物降解性改性  19-20      2.2.3 PVA的耐水性改性  20  3 纳米包装材料研究进展  20-25    3.1 纳米材料的特性  21    3.2 目前食品纳米包装材料的研究现状  21-22    3.3 纳米SiO_2在高分子聚合物改性领域中的应用  22-25      3.3.1 改善高分子成膜材料的阻隔性、耐水性能  23-24      3.3.2 纳米SiO_2对聚乙烯醇改性研究  24      3.3.3 纳米SiO_2改性聚乙烯醇涂膜材料的应用前景  24-25  参考文献  25-30第二章 聚乙烯醇(PVA)基复合涂膜材料纳米SiO_2改性研究  30-48  1 材料与方法  30-33    1.1 试验材料与仪器设备  30-31      1.1.1 试验材料  30-31      1.1.2 仪器设备  31    1.2 试验方法  31-33      1.2.1 PVA基纳米复合膜的制备  31      1.2.2 对照组膜的制备  31      1.2.3 纳米SiO_2添加量单因素试验  31-32      1.2.4 响应曲面试验设计  32      1.2.5 成膜透湿率(WVTR)测定  32-33      1.2.6 成膜吸水率测定  33      1.2.7 成膜扫面电镜(SEM)测试  33      1.2.8 成膜红外光谱(FT-IR)测试  33      1.2.9 数据记录和处理方法  33  2 结果与分析  33-43    2.1 纳米SiO_2添加量单因素试验结果  33-34    2.2 响应曲面试验结果分析  34-40      2.2.1 纳米SiO_2改性PVA基复合膜透湿率分析结果  34-35      2.2.2 以成膜透湿率为目标的回归方程  35-37      2.2.3 响应曲面优化结果  37-38      2.2.4 试验因素对成膜透湿率交互作用分析  38-40    2.3 成膜红外光谱(FT-IR)测试结果分析  40-42    2.4 PVA基纳米复合材料截面结构扫面电镜(SEM)结果分析  42-43  3 讨论  43-44    3.1 纳米SiO_2与硬脂酸、戊二醛之间的交互作用对成膜透湿性的影响  43    3.2 纳米SiO_2添加量对成膜透湿性的影响  43-44  4 结论  44-45  参考文献  45-48第三章 聚乙烯醇基纳米复合涂膜材料成膜包装效能特性的研究  48-62  1 材料与方法  48-52    1.1 试验材料与仪器设备  48-49      1.1.1 试验材料  48-49      1.1.2 仪器设备  49    1.2 试验方法  49-50      1.2.1 PVA单膜的制备  49      1.2.2 普通PVA基复合膜制备  49      1.2.3 PVA基纳米复合膜制备  49-50    1.3 成膜透湿率(WVTR)测定  50    1.4 成膜耐水性测定  50-51    1.5 透光率的测定  51    1.6 透气性的测定  51-52      1.6.1 透O_2性的测定  51      1.6.2 透CO_2性的测定  51-52    1.7 抑菌性测定  52    1.8 数据记录和处理方法  52  2 结果与分析  52-57    2.1 成膜透湿率测定结果分析  52-53    2.2 成膜吸水率测定结果分析  53-54    2.3 成膜透气性的测定结果分析  54-55    2.4 成膜透光率测定结果分析  55-56    2.6 成膜抑菌性能测定结果  56-57  3 讨论  57-58    3.1 纳米SiO_2对成膜阻水性、阻气性、吸水性的影响  57    3.2 纳米SiO_2对成膜透光性的影响  57-58    3.3 纳米SiO_2对成膜抑菌性的影响  58  4 结论  58-60  参考文献  60-62第四章 聚乙烯醇基纳米复合涂膜材料对咸鸭蛋保鲜效果的研究  62-76  1 材料与方法  62-66    1.1 试验材料与仪器设备  62-63      1.1.1 试验材料  62-63      1.1.2 仪器设备  63    1.2 PVA基纳米复合涂膜材料制备及咸鸭蛋涂膜包装工艺  63-64      1.2.1 PVA基纳米复合涂膜保鲜包装材料制备工艺  63      1.2.2 普通PVA基复合涂膜保鲜包装材料制备工艺  63      1.2.3 咸鸭蛋涂膜包装工艺参数单因素试验  63-64      1.2.4 咸鸭蛋涂膜包装处理方法  64    1.3 咸鸭蛋贮藏过程中理化指标测定  64-65      1.3.1 咸鸭蛋失重率的测定  64-65      1.3.2 蛋黄pH值的测定  65      1.3.3 咸鸭蛋菌落总数测定  65      1.3.4 挥发性盐基氮的测定  65      1.3.5 感官评定  65    1.4 数据处理方法  65-66  2 结果与分析  66-73    2.1 贮藏试验期间实验室内温度、湿度记录  66    2.2 咸鸭蛋涂膜包装工艺参数的确定  66-68      2.2.1 涂膜材料温度对咸鸭蛋涂膜包装保鲜效果的影响  66-67      2.2.2 干燥风温度对咸鸭蛋涂膜包装保鲜效果的影响  67-68    2.3 咸鸭蛋失重率测定结果与分析  68-69    2.4 咸鸭蛋蛋黄pH值变化测定结果与分析  69-70    2.5 TVB-N测定结果与分析  70-71    2.6 菌落总数测定结果与分析  71-72    2.7 感官评定  72-73  3 讨论  73-75    3.1 PVA基纳米复合涂膜保鲜包装对咸蛋失水率的影响  73    3.2 PVA基纳米复合涂膜保鲜包装对咸蛋蛋黄pH的影响  73-74    3.3 PVA基纳米复合涂膜保鲜包装对咸蛋细菌总数的影响  74    3.4 PVA基纳米复合涂膜保鲜包装对咸蛋挥发性盐基氮的影响  74-75  4 结论  75-76参考文献  76-78全文结论  78-80展望  80-82致谢  82-84攻读硕士学位期间发表论文目录  84

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工业通用技术与设备 > 包装工程 > 包装材料
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