可得然多糖/聚乙烯醇共混膜的制备及其在冷鲜肉保鲜中的应用

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可降解膜是采用生物可降解材料例如蛋白质、多糖、脂质等大分子物质通过特定的加工方式使其产生分子间相互作用,获得特定性能的制品。薄膜的厚度在0-10μm之间。然而与传统石化塑料相比,可降解膜机械性能阻隔性能较差,应用受限。可得然多糖(CD)是一种微生物发酵所产生的胞外多糖,其热凝胶性、持水性优良,常被应用在食品工业中,但是纯可得然多糖膜在断裂延伸率和阻气性方面较差。聚乙烯醇(PVA)是一种安全无毒的可生物降解聚合物,纯PVA膜具有良好的拉伸性和阻气性,但由于亲水性,遇水可溶。因此,本文将可得然多糖和聚乙烯醇按照不同的共混比例制备可得然多糖/聚乙烯醇共混膜,测定薄膜的机械性能、阻隔性能以及机理特性,以期得到具有良好的机械强度和阻隔性能的薄膜,达到改善单一基质膜不足的目的。此外,在共混膜中添加具有抑菌和抗氧化功能的百里香精油,研究其对复合膜各项性能的影响,期望能使复合膜获得抗菌抗氧化的性能,同时改善可得然多糖和聚乙烯醇的相容性。将复合膜应用于包裹冷鲜肉并在4℃下储存,以期增加冷鲜肉的货架期。本实验取得的成果如下:1、研究了可得然多糖和聚乙烯醇共混比例对共混膜性能的影响CD/PVA共混膜的制备工艺条件最终确定为:将可得然多糖母液与聚乙烯醇母液以4:1比例均匀混合,加入膜液干物质质量20%的甘油和膜液干物质质量20%的吐温80,搅拌均匀后用乳酸调节混合膜液的pH至4.0,均质后立即平铺于规格为18 cm×18 cm聚四氟乙烯模具中,在湿度为50%、温度为25℃环境下干燥24 h。复合膜制备完成后,对其进行各项理化指标分析,例如机械性能、阻隔性能、含水率、色度、红外光谱、结晶度和热稳定性分析。结果显示,当可得然多糖与聚乙烯醇复配比例在4:1时获得良好的机械性能,抗拉强度为11.81MPa,断裂延伸率达到18 9.31%,且阻水阻气性能都得到很好的改善,红外光谱扫描分析显示分子间作用力改变,氢键和C-H键均发生偏移;复合膜的结晶度增高,热稳定性也有所增加。2、明确了百里香精油对CD/PVA复合膜性能的改良作用分别添加膜液干物质量的1.0%、1.5%、2.0%的百里香精油,制备可得然多糖和聚乙烯醇共混膜。测定复合膜的机械性能,XRD、红外光谱、热稳定性,确定百里香精油对复合膜的改善作用。随着百里香精油添加量的增加,复合膜的断裂延伸率升至225.99%,阻隔性能得到改善,通过对复合膜的红外光谱、XRD图谱以及DSC图的分析,复合膜的结晶度降低,热稳定性略有降低,C=O键增强且膜中各组分进行物理结合,未产生新的化学键。从复合膜的微观结构可知,百里香精油使得复合膜的表面更加光滑细腻。3、确定了复合膜对冷鲜肉的保鲜效果将添加百里香精油的复合膜包裹于冷鲜肉表面,在4℃条件下贮存,结果显示,对照组货架期为6 d,用百里香精油添加量为2%的复合膜包裹处理的冷鲜肉的TBARS和TVB-N值14天内都未超限值,货架期为16d,比未处理组延长了 10d。
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