可降解活性包装膜的制备、性能及其在食物无损检测中的应用研究
发布时间：2021-09-19 18:09
近年来,食品质量和食品安全成为世界广泛关注的问题,食品包装和食物新鲜度检测在食品品质调控和监测中扮演重要的角色。传统包装膜不可降解,易对环境造成污染,且保鲜效果差,使食品货架期缩短。在食品的流通过程中,传统食物新鲜度检测方法主观性强,操作难度大,检测需破坏样品,不能快速检测食物新鲜度变化情况。因此,研究保鲜效果良好的食品包装膜并配合食物新鲜度的实时检测,对食品品质保障具有重要影响。研究中,采用天然生物材料和绿色环保包装材料共混制备食品包装膜,以期得到一种成本低,具备生物活性且综合性能良好的可降解活性包装膜。将实验室所制的包装膜应用到食品包装和食物新鲜度的检测中,采用电子鼻技术结合感官评价和传统理化指标检测方法综合评估肉品的新鲜度,旨在探索一种能够实现实时、快速、便捷、无损检测食物新鲜度的技术手段。主要研究内容和结论如下:以淀粉、壳聚糖为成膜基材,采用流延法制备淀粉/壳聚糖复合膜。通过改变壳聚糖的浓度,研究不同壳聚糖浓度复合膜性能的变化情况。结果表明:淀粉、壳聚糖物质间具有良好的相容性;淀粉/壳聚糖膜具有均匀基质且膜结构完整;同时,复合膜的性能较单一成分膜的性能有所改善。壳聚糖的加入使膜...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CS膜、CH膜和CS/CH膜的FTIR光谱图
第2章淀粉/壳聚糖复合膜的制备及性能研究21但均小于CS和CH膜的结晶度。淀粉与壳聚糖共混可以使膜的结晶结构发生改变，并降低膜的结晶度。这说明淀粉与壳聚糖之间存在相互作用（2.5.1红外光谱分析证明了这一观点），也表明二者之间具有较好的相容性[113]。图2.2CS膜、CH膜和CS/CH膜的X射线衍射图2.5.3淀粉/壳聚糖复合膜的力学性能分析拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量是评价包装材料力学性能的重要指标，可生物降解包装膜需要一定的机械强度和可延展性，以承受流动过程中的压力[114]。机械性能好的食品包装膜，能够延长包装膜的使用时间，保持食品的新鲜度。图2.3所示为CS/CH膜的力学性能数据。拉伸强度是样品在拉伸试验过程中承受的最大拉伸应力，包装材料通常需要高抗拉强度。壳聚糖的加入使CS膜的拉伸强度增加（图2.3a），这可能是因为壳聚糖的氨基（NH2）在乙酸溶液中被质子化为NH3+，而淀粉分子中的有序晶体结构在糊化过程中被破坏，导致OH-基团暴露出来，容易与壳聚糖的NH3+形成氢键[115]（在2.5.1节FTIR分析结果中说明了此假设）。在75%RH的平衡条件下，CS/CH薄膜的拉伸强度随着壳聚糖浓度的增加而增加，并在60wt%的浓度下达到最大值（相比于CS膜提升了1.06倍）。
吉林大学硕士学位论文22断裂伸长率表示薄膜的柔韧性和伸长能力，由在拉伸试验下薄膜断裂时的点确定，并表示为薄膜在两端夹具之间拉伸长度的变化值与初始长度值的百分比。断裂伸长率较大的材料抗撕裂程度高，可缓冲所受到的外力。CS/CH膜的断裂伸长率随着壳聚糖浓度的增加而增加（图2.3b），在60wt%浓度下达到最大值，并随着壳聚糖浓度继续升高而下降。壳聚糖含量为40wt%和60wt%时，CS/CH膜的断裂伸长率分别在CS膜的基础上提升了1.06和1.21倍。杨氏模量表示膜的弹性，可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，较小的杨氏模量表示材料更柔软。如图2.3c所示，壳聚糖的加入使杨氏模量显著降低，因此形成了更柔软的膜，这可能与复合膜中淀粉的结晶度降低有关（在2.5.2节中提供的XRD结果进一步支持了此假设）。图2.3CS/CH薄膜在75%RH环境下的力学性能：（a）拉伸强度；（b）断裂伸长率；（c）杨氏模量
【参考文献】：
期刊论文
[1]抗氧化可食膜在食用油和肉品保鲜中的应用[J]. 阮程程,张钰萌,熊国远,梁进. 包装工程. 2019(23)
[2]PVA与丁二酸酯化淀粉共混膜的力学性能[J]. 何神涛,徐珍珍,张朝辉. 中国塑料. 2019(10)
[3]壳聚糖在葡萄保鲜中的应用研究进展[J]. 陈娟,牛国才. 烟台果树. 2019(04)
[4]可食性淀粉复合膜的制备及性能[J]. 黄超凡,陈虎剑,郑科旺,李伟. 食品科技. 2019(06)
[5]壳聚糖—多酚复合膜研究进展[J]. 胡飞,孙涛,谢晶,康永锋,邵则淮,甘建红,李晓晖. 食品与机械. 2019(06)
[6]柠檬酸改性淀粉/PVA薄膜的制备及其对芒果保鲜的研究[J]. 徐梓轩,丁姣,周向阳,尹国强,黄云超. 仲恺农业工程学院学报. 2019(01)
[7]食品感官评价技术应用研究进展[J]. 曾习,曾思敏,龙维贞. 中国调味品. 2019(03)
[8]纳米SiO2改性生物降解复合薄膜研究[J]. 陈志周,牟建楼,刘玮佳,于志彬,孙兰芳. 包装工程. 2019(03)
[9]壳聚糖食品包装膜研究进展[J]. 王子璇,谢晶,薛斌,邵则淮,甘建红,孙涛. 食品工业科技. 2019(06)
[10]聚乙烯醇膜的研究进展[J]. 李少香,雷芸娜,王佳平. 涂层与防护. 2018(08)
博士论文
[1]基于智能包装标签的典型生鲜配菜新鲜度无损检测的研究[D]. 陈慧芝.江南大学 2019
[2]基于电子鼻及低场核磁共振的黄瓜与樱桃番茄新鲜度智能检测研究[D]. 冯蕾.江南大学 2019
[3]直链淀粉纳米颗粒的结晶性质及其在热塑性淀粉复合材料中的应用[D]. 闫晓侠.吉林大学 2018
[4]可食性壳聚糖活性包装膜成膜组分研究[D]. 彭勇.上海交通大学 2014
[5]壳聚糖基活性包装膜的性能及其在食品贮藏中应用的研究[D]. 王丽岩.吉林大学 2013
硕士论文
[1]基于多传感器信息融合的车载酒驾检测系统的研究[D]. 王艳博.吉林大学 2019
[2]基于离子液体的壳聚糖改性抑菌包装膜的制备及其抑菌性能研究[D]. 崔鲁青.青岛科技大学 2019
[3]SPI/PVA/MMT复合膜的制备及其在金针菇、白玉菇保鲜中的应用[D]. 李家辉.河北科技大学 2018
[4]淀粉—叶黄素纳米颗粒制备与性质研究[D]. 付友佳.吉林大学 2018
[5]聚乙烯醇膜塑化改性研究[D]. 王娟.内蒙古农业大学 2018
[6]不同包装材料对冷、冻藏猪肉在贮藏期间品质的影响[D]. 李瑶琪.大连工业大学 2018
[7]壳聚糖基褐藻多酚可食膜的制备及其在大菱鲆冷藏保鲜中的应用[D]. 史建如.上海海洋大学 2018
[8]花青素活性智能包装膜研制及其对猪肉的保鲜与新鲜度检测[D]. 王圣.江苏大学 2017
[9]基于纳米细菌纤维素复合膜的制备及其性能研究[D]. 汪雪娇.西北农林科技大学 2017
[10]木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖生物降解薄膜制备及性能研究[D]. 安永超.河北农业大学 2015
本文编号：3402094
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CS膜、CH膜和CS/CH膜的FTIR光谱图
第2章淀粉/壳聚糖复合膜的制备及性能研究21但均小于CS和CH膜的结晶度。淀粉与壳聚糖共混可以使膜的结晶结构发生改变，并降低膜的结晶度。这说明淀粉与壳聚糖之间存在相互作用（2.5.1红外光谱分析证明了这一观点），也表明二者之间具有较好的相容性[113]。图2.2CS膜、CH膜和CS/CH膜的X射线衍射图2.5.3淀粉/壳聚糖复合膜的力学性能分析拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量是评价包装材料力学性能的重要指标，可生物降解包装膜需要一定的机械强度和可延展性，以承受流动过程中的压力[114]。机械性能好的食品包装膜，能够延长包装膜的使用时间，保持食品的新鲜度。图2.3所示为CS/CH膜的力学性能数据。拉伸强度是样品在拉伸试验过程中承受的最大拉伸应力，包装材料通常需要高抗拉强度。壳聚糖的加入使CS膜的拉伸强度增加（图2.3a），这可能是因为壳聚糖的氨基（NH2）在乙酸溶液中被质子化为NH3+，而淀粉分子中的有序晶体结构在糊化过程中被破坏，导致OH-基团暴露出来，容易与壳聚糖的NH3+形成氢键[115]（在2.5.1节FTIR分析结果中说明了此假设）。在75%RH的平衡条件下，CS/CH薄膜的拉伸强度随着壳聚糖浓度的增加而增加，并在60wt%的浓度下达到最大值（相比于CS膜提升了1.06倍）。
吉林大学硕士学位论文22断裂伸长率表示薄膜的柔韧性和伸长能力，由在拉伸试验下薄膜断裂时的点确定，并表示为薄膜在两端夹具之间拉伸长度的变化值与初始长度值的百分比。断裂伸长率较大的材料抗撕裂程度高，可缓冲所受到的外力。CS/CH膜的断裂伸长率随着壳聚糖浓度的增加而增加（图2.3b），在60wt%浓度下达到最大值，并随着壳聚糖浓度继续升高而下降。壳聚糖含量为40wt%和60wt%时，CS/CH膜的断裂伸长率分别在CS膜的基础上提升了1.06和1.21倍。杨氏模量表示膜的弹性，可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，较小的杨氏模量表示材料更柔软。如图2.3c所示，壳聚糖的加入使杨氏模量显著降低，因此形成了更柔软的膜，这可能与复合膜中淀粉的结晶度降低有关（在2.5.2节中提供的XRD结果进一步支持了此假设）。图2.3CS/CH薄膜在75%RH环境下的力学性能：（a）拉伸强度；（b）断裂伸长率；（c）杨氏模量
【参考文献】：
期刊论文
[1]抗氧化可食膜在食用油和肉品保鲜中的应用[J]. 阮程程,张钰萌,熊国远,梁进. 包装工程. 2019(23)
[2]PVA与丁二酸酯化淀粉共混膜的力学性能[J]. 何神涛,徐珍珍,张朝辉. 中国塑料. 2019(10)
[3]壳聚糖在葡萄保鲜中的应用研究进展[J]. 陈娟,牛国才. 烟台果树. 2019(04)
[4]可食性淀粉复合膜的制备及性能[J]. 黄超凡,陈虎剑,郑科旺,李伟. 食品科技. 2019(06)
[5]壳聚糖—多酚复合膜研究进展[J]. 胡飞,孙涛,谢晶,康永锋,邵则淮,甘建红,李晓晖. 食品与机械. 2019(06)
[6]柠檬酸改性淀粉/PVA薄膜的制备及其对芒果保鲜的研究[J]. 徐梓轩,丁姣,周向阳,尹国强,黄云超. 仲恺农业工程学院学报. 2019(01)
[7]食品感官评价技术应用研究进展[J]. 曾习,曾思敏,龙维贞. 中国调味品. 2019(03)
[8]纳米SiO2改性生物降解复合薄膜研究[J]. 陈志周,牟建楼,刘玮佳,于志彬,孙兰芳. 包装工程. 2019(03)
[9]壳聚糖食品包装膜研究进展[J]. 王子璇,谢晶,薛斌,邵则淮,甘建红,孙涛. 食品工业科技. 2019(06)
[10]聚乙烯醇膜的研究进展[J]. 李少香,雷芸娜,王佳平. 涂层与防护. 2018(08)
博士论文
[1]基于智能包装标签的典型生鲜配菜新鲜度无损检测的研究[D]. 陈慧芝.江南大学 2019
[2]基于电子鼻及低场核磁共振的黄瓜与樱桃番茄新鲜度智能检测研究[D]. 冯蕾.江南大学 2019
[3]直链淀粉纳米颗粒的结晶性质及其在热塑性淀粉复合材料中的应用[D]. 闫晓侠.吉林大学 2018
[4]可食性壳聚糖活性包装膜成膜组分研究[D]. 彭勇.上海交通大学 2014
[5]壳聚糖基活性包装膜的性能及其在食品贮藏中应用的研究[D]. 王丽岩.吉林大学 2013
硕士论文
[1]基于多传感器信息融合的车载酒驾检测系统的研究[D]. 王艳博.吉林大学 2019
[2]基于离子液体的壳聚糖改性抑菌包装膜的制备及其抑菌性能研究[D]. 崔鲁青.青岛科技大学 2019
[3]SPI/PVA/MMT复合膜的制备及其在金针菇、白玉菇保鲜中的应用[D]. 李家辉.河北科技大学 2018
[4]淀粉—叶黄素纳米颗粒制备与性质研究[D]. 付友佳.吉林大学 2018
[5]聚乙烯醇膜塑化改性研究[D]. 王娟.内蒙古农业大学 2018
[6]不同包装材料对冷、冻藏猪肉在贮藏期间品质的影响[D]. 李瑶琪.大连工业大学 2018
[7]壳聚糖基褐藻多酚可食膜的制备及其在大菱鲆冷藏保鲜中的应用[D]. 史建如.上海海洋大学 2018
[8]花青素活性智能包装膜研制及其对猪肉的保鲜与新鲜度检测[D]. 王圣.江苏大学 2017
[9]基于纳米细菌纤维素复合膜的制备及其性能研究[D]. 汪雪娇.西北农林科技大学 2017
[10]木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖生物降解薄膜制备及性能研究[D]. 安永超.河北农业大学 2015
本文编号：3402094
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