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共混改性制备魔芋葡甘聚糖基可食性包装膜研究

作　者: 董红兵
导　师: 李斌
学　校: 华中农业大学
专　业: 农产品加工与贮藏工程
关键词: 魔芋葡甘聚糖共混改性甲基纤维素结冷胶壳聚糖明胶相容性
分类号: TS206.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

可降解及可食性包装材料在功能高分子材料领域占有十分重要的地位。魔芋葡甘聚糖(Kinjac Glucomannan,KGM)因其特殊的功能和良好的生物相容性,在包装材料中得到广泛的应用。本文利用我国西部资源丰富的魔芋与明胶、甲基纤维素、结冷胶、壳聚糖共混改性,制备KGM基共混包装,并利用现代高分子的研究方法和手段探讨了共混膜的结构和性能,同时初步评价了作为材料应用的机械性能、水蒸气透过率、热封性等,为开发实用的多元共混包装材料提供前期实验基础与依据。主要研究结果如下:1.以KGM和甲基纤维素(Methyl Cellulose,MC)按不同配比共混制膜,探讨二者相容性,并对共混膜结构进行初步表征和性能测试。结果表明,KGM/MC以9:1混合时,膜的透明度、断裂伸长率及水溶性较高,吸湿率较小,阻油性较好。特性粘度法、傅立叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR)和差示扫描量热分析(Differential Scanning Calorimetry,DSC)表明KGM/MC为部分相容体系。当共混比例为7:3时,二者有较好的相容性,膜的拉伸强度最大,此时,KGM/MC分子间氢键网络结构相对完整,并产生了新的结晶区。2.以KGM和明胶(Gelatin,G)按不同配比共混制膜,探讨二者相容性,并对共混膜结构进行初步表征和性能测试。结果表明,两者间相容性较差,易产生相分离,但适量明胶和甘油可大大提高包装膜热封性和可塑性,为提高热封性的良好方案。3.利用KGM和结冷胶(Gellan Gum,GG)按不同比例混合后利用流延法制得两者的复合膜,并采用DSC、FT-IR、光学透光率等对其结构进行了初步表征,结果表明当两者比例7:3时,分子间相互作用有所增强,相容性相对最佳好。该共混膜的拉伸强度、透明度、吸湿性同时最佳。进一步加入乳酸链球菌素(Nisin)制得的抑菌共混膜的抑菌分析表明,抑菌圈的大小与结冷胶含量之间存在显著相关性,有望用作一种可降解的食品保鲜包装膜。4.采用DSC、IR、SEM等对KGM和壳聚糖(Chitosan,CHI)的相容性进行了初步表征,结果表明KGM/CHI之比为8:2时,共混膜有最好的相容性,分子间发生强烈的氢键相互作用并产生新的结晶区,该膜的拉伸强度、透明度、水蒸气透过率等表现最佳,而其它性能如耐油性、热封性、断裂伸长率等,对所有比例的膜均无显著差别。在此优选比例之基础上引入Nisin,结果显示,经1.0%Nisin三元复合膜包装的猪肉抗菌性最佳,保菌落总数较8:2的KGM/CHI共混膜降低72.73%。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章前言  11-14
  1.1 多糖可食性包装膜研究进展  11-12
    1.1.1 淀粉可食性包装膜  11
    1.1.2 改性纤维素可食性包装膜  11-12
    1.1.3 动植物胶可食性包装膜  12
    1.1.4 壳聚糖可食性包装膜  12
  1.2 魔芋葡甘聚糖  12-13
  1.3 研究目的、意义及创新点  13-14
第二章共混改性制备KGM/G包装膜的研究  14-32
  2.1 前言  14-15
  2.2 材料与方法  15-21
    2.2.1 材料与试剂  15-16
    2.2.2 主要仪器及设备  16
    2.2.3 试验方法  16-17
    2.2.4 膜的结构表征  17-18
    2.2.5 膜的性能测试  18-21
  2.3 结果与分析  21-31
    2.3.1 共混膜成膜条件的研究  21-22
    2.3.2 结构表征分析  22-28
    2.3.3 膜的性能分析  28-30
    2.3.4 水溶性分析  30
    2.3.5 吸湿性分析  30
    2.3.6 透油性分析  30-31
    2.3.7 水蒸气透过系数  31
  2.4 结论  31-32
第三章共混改性制备KGM/MC包装膜研究  32-46
  3.1 前言  32-33
  3.2 材料与方法  33-35
    3.2.1 材料与试剂  33
    3.2.2 主要仪器及设备  33
    3.2.3 试验方法  33-34
    3.2.4 膜的性能测试  34-35
    3.2.5 膜的结构表征  35
  3.3 结果与分析  35-45
    3.3.1 膜的外观观察  35-36
    3.3.2 透光率  36-37
    3.3.3 拉伸强度  37-38
    3.3.4 溶解性  38-39
    3.3.5 吸湿增重  39-40
    3.3.6 透油性  40
    3.3.7 热封性  40
    3.3.8 粘度法测定膜的相容性  40-42
    3.3.9 DSC分析  42-44
    3.3.10 红外光谱分析  44-45
  3.4 结论  45-46
第四章共混改性制备KGM/GG包装膜的研究  46-60
  4.1 前言  46
  4.2 材料与方法  46-50
    4.2.1 材料与试剂  46-47
    4.2.2 主要仪器及设备  47
    4.2.3 试验方法  47-48
    4.2.4 膜的结构表征  48
    4.2.5 膜的性能测试  48-50
  4.3 结果与分析  50-59
    4.3.1 共混膜成膜条件的研究  50-52
    4.3.2 结构表征分析  52-55
    4.3.3 膜的性能测试分析  55-59
  4.4 结论  59-60
第五章共混改性制备KGM/CHI包装膜的研制  60-77
  5.1 前言  60-61
  5.2 材料和方法  61-66
    5.2.1 试验材料  61
    5.2.2 主要仪器及设备  61
    5.2.3 实验方法  61-62
    5.2.4 KGM/CHI复合膜的性能检测  62-64
    5.2.5 结构表征  64
    5.2.6 KGM/CHI/Nisin复合膜的保鲜效果  64-66
  5.3 结果与分析  66-76
    5.3.1 相容性  66-70
    5.3.2 KGM/CHI复合膜性能  70-75
    5.3.3 菌落总数检测  75
    5.3.4 质构  75-76
    5.3.5 综合感官评定  76
  5.4 结论  76-77
第六章结论  77-78
  6.1 结论  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
附录1 (KGM/CHI不同比例共混膜的红外光谱)  83-87
附录2 (KGM/CHI不同比例共混膜的DCHI曲线图)  87-90
附录3 (KGM/GG不同比例共混膜的DSC曲线图)  90-94
附录4 (KGM/GG不同比例共混膜的红外光谱图)  94-100
附录5 公开发表的论文  100

共混改性制备魔芋葡甘聚糖基可食性包装膜研究

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