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纳米SiO_x大豆分离蛋白复合膜的研制

作　者: 刘丁玉
导　师: 张民
学　校: 天津科技大学
专　业: 食品工程
关键词: 大豆分离蛋白膜纳米氧化硅改性涂膜
分类号: TS206.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

可食性大豆分离蛋白膜是一种“绿色食品包装材料”,是现代食品材料生产技术的研究重点。纳米材料是近年来材料领域的研究热点,其特殊效应使其在食品保鲜领域有着极其广阔的应用前景。本文旨在研究一种应用于苹果保鲜的纳米SiOx大豆分离蛋白(SPI)复合膜。采用正交和响应面实验研究了纳米SiOx的改性工艺(超声辅助改性、表面活性剂复合改性),并检测其改性效果；采用仪器分析方法和化学模型法检测了改性纳米SiO、添加量对SPI膜特性的影响；最后通过正交实验,确定了纳米SiOx SPI复合膜的最佳涂膜工艺,并采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观测了复合膜的微观结构。研究结果表明,纳米SiOx的超声波辅助改性最优工艺为：SDS添加量40%、超声功率200W、超声温度35℃、pH3、改性时间30min；表面活性剂复合改性最优工艺为：改性剂添加量17.5%、pH7、30℃,改性时间30min。经超声波辅助改性的纳米SiOx对SPI膜的水蒸汽透过率无明显影响,添加量为0.3%时可使SPI膜的氧气透过率和拉伸强度达到最大、溶出率降至最低；随纳米SiOx添加量增大,膜透明度降低；经复合改性的纳米SiOx,添加量为0.4%时可使膜氧气透过率和拉伸强度达到最大,溶出率和水蒸气透过率降至最低；随添加量增大,膜透明度降低。表面活性剂复合改性效果优于超声改性。纳米SiOx SPI复合膜最佳涂膜工艺为：SPI浓度10%,纳米SiOx浓度0.3%,浸涂时间60s。在此涂膜条件下,苹果在室温下贮藏到第5周左右出现呼吸跃变峰。SEM和AFM观察结果表明,复合膜结构致密均一,纳米SiOx在SPI中分散均匀。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 前言  9-23
  1.1 可食性膜研究进展  9-13
    1.1.1 蛋白质类可食性膜  9-10
    1.1.2 可食性蛋白膜的应用  10-12
    1.1.3 可食性大豆分离蛋白膜  12-13
  1.2 果蔬涂膜保鲜国内外研究状况  13-15
    1.2.1 涂膜保鲜的概述  13-14
    1.2.2 涂膜保鲜的原理  14-15
  1.3 涂膜保鲜中存在的问题  15
    1.3.1 材料选择盲目  15
    1.3.2 涂膜作用效果不稳定  15
    1.3.3 干燥时间过长  15
    1.3.4 难以维持稳定的温度和湿度  15
  1.4 纳米技术在食品防腐、保鲜中的应用及原理  15-17
    1.4.1 纳米粒子除菌消毒方面的应用  15-16
    1.4.2 纳米材料用于保鲜的研究进展  16-17
  1.5 纳米SiO_x研究进展  17-21
    1.5.1 纳米SiO_x的基本性质  17
    1.5.2 纳米SiO_x的结构特性  17-18
    1.5.3 纳米SiO_x的表面改性方法  18-20
    1.5.4 化学改性法的改性工艺  20-21
  1.6 本课题研究目的及意义  21
  1.7 主要研究内容  21-23
2 材料与方法  23-34
  2.1 实验材料  23-25
  2.2 纳米SiO_x的超声波辅助改性条件研究  25-26
    2.2.1 纳米SiO_x改性条件单因素实验  25
    2.2.2 纳米SiO_x改性工艺正交实验  25-26
  2.3 纳米SiO_x表面活性剂复合改性条件研究  26-27
    2.3.1 改性剂的选择  26
    2.3.2 改性剂添加量对纳米SiO_x改性程度的影响  26
    2.3.3 改性温度对纳米SiO_x改性程度的影响  26
    2.3.4 改性pH对纳米SiO_x改性程度的影响  26-27
    2.3.5 改性时间对纳米SiO_x改性程度的影响  27
    2.3.6 纳米SiO_x改性工艺响应面实验  27
  2.4 改性纳米SiO_x的测试与表征  27-28
    2.4.1 羟基数的测定  27
    2.4.2 沉降试验  27-28
    2.4.3 改性纳米SiO_x的SEM表征  28
    2.4.4 改性纳米SiO_x的红外光谱检测  28
  2.5 不同改性工艺纳米SiO_x对大豆分离蛋白膜性质的影响  28-30
    2.5.1 大豆分离蛋白膜制膜工艺  28
    2.5.2 膜厚度的测定  28
    2.5.3 纳米SiO_x对SPI膜氧气透过率的影响  28-29
    2.5.4 纳米SiO_x对SPI膜水蒸气透过率的影响  29
    2.5.5 纳米SiO_x对SPI膜溶出率的影响  29
    2.5.6 纳米SiO_x对SPI膜透光率的影响  29-30
    2.5.7 纳米SiO_x对SPI膜拉伸强度的影响  30
  2.6 纳米SiO_x大豆分离蛋白复合膜涂膜工艺研究  30-31
    2.6.1 复合膜涂膜液的制备  30
    2.6.2 复合膜涂膜工艺正交实验  30-31
  2.7 苹果贮藏指标的测定与评定方法  31-33
    2.7.1 果实物性学指标的测定  31-32
    2.7.2 果实生理生化指标的测定  32-33
  2.8 纳米SiO_x SPI复合膜的SEM观察  33
  2.9 纳米SiO_x SPI复合膜的AFM观察  33-34
3 结果与讨论  34-63
  3.1 纳米SiO_x的超声辅助改性条件研究结果  34-38
    3.1.1 纳米SiO_x改性条件单因素实验  34-36
    3.1.2 纳米SiO_x超声改性工艺正交实验  36-38
  3.2 纳米SiO_x表面活性剂复合改性条件研究结果  38-45
    3.2.1 改性剂的选择  38
    3.2.2 改性剂添加量对纳米SiO_x改性程度的影响  38-39
    3.2.3 改性温度对纳米SiO_x改性程度的影响  39-40
    3.2.4 改性pH对纳米SiO_x改性程度的影响  40
    3.2.5 改性时间对纳米SiO_x改性程度的影响  40-41
    3.2.6 纳米SiO_x改性工艺响应面实验  41-45
  3.3 改性纳米SiO_x的测试与表征  45-49
    3.3.1 羟基数的测定  45
    3.3.2 沉降实验  45-46
    3.3.3 改性纳米SiO_x的SEM观察  46-47
    3.3.4 改性纳米SiO_x的红外光谱表征  47-49
  3.4 不同改性工艺纳米SiO_x对大豆分离蛋白膜性质的影响  49-52
    3.4.1 纳米SiO_x对SPI膜氧气透过率的影响  49
    3.4.2 纳米SiO_x对SPI膜水蒸汽透过率的影响  49-50
    3.4.3 纳米SiO_x对SPI膜溶出率的影响  50-51
    3.4.4 纳米SiO_x对SPI膜透光率的影响  51
    3.4.5 纳米SiO_x对SPI膜拉伸强度的影响  51-52
  3.5 纳米SiO_x-大豆分离蛋白复合膜涂膜工艺研究  52-61
    3.5.1 涂膜处理后苹果品质指标的变化  52-59
    3.5.2 复合膜涂膜工艺正交实验  59-61
  3.6 纳米SiO_x SPI复合膜的SEM观察  61
  3.7 纳米SiO_x SPI复合膜的原子力显微镜观察  61-63
4 结论  63-64
5 展望  64-65
6 参考文献  65-71
7 攻读硕士学位期间发表论文情况  71-72
8 致谢  72

纳米SiO_x大豆分离蛋白复合膜的研制

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