葵花籽壳纳米纤维素的制备及其在大豆分离蛋白基可食膜中的应用

发布时间：2017-05-16 06:34

第 1 章 绪论

近些年，随着社会经济的高速发展和人们对食品安全意识的增强，塑料包装材料对环境及人体健康带来的危害越来越受到重视。以天然高分子材料为基材的可食性生物聚合包装膜（以下简称可食膜）已经受到了越来越多人的青睐，被当代学者称为“明天的包装”。它的优点是：第一，低成本、可降解、无毒害、绿色环保，在常温条件下能够实现既无资源浪费，又没有环境污染的“零度包装”[2-5]；第二，可以用作食品功能因子的载体，减少生产过程中对产品品质的影响；第三，能够实现智能化包装，从而可以对食品品质起到监控和保护作用。在众多的天然高分子材料中，蛋白因其产量丰富、价格低廉、处理工艺简单以及易降解等特点，被作为可食膜的成膜基材得到广泛应用。其中由于大豆分离蛋白（soyprotein isolate，SPI）具有良好的成膜性和阻气性研究相对较多，，但大量的试验研究表明其机械性能和阻水性相对较差，因此限制了大豆分离蛋白膜的广泛应用[10-11,23-29]。

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第 2 章 葵花籽壳纤维素的提取及改性研究

2.1 引言

纤维素的提取是将其与原料中半纤维素、木质素和果胶等物质分离开，进一步经纯化、干燥等制成纤维素产品。目前，工业生产采用的纤维素提取方法主要是化学方法，其中亚硫酸盐法和碱法应用最为广泛。本章以葵花籽壳为原料采用碱法提取纤维素，考察液料比、碱液质量分数、提取时间和提取温度四个因素对纤维素得率的影响，采用 Box-Behnken 响应面试验法设计进行工艺优化，得出葵花籽壳纤维素提取的最优工艺参数。利用微波-超声波协同作用对葵花籽壳纤维素进行改性处理，分析其改性处理后物化性能、比表面积、粒度以及微观结构的变化情况，研究微波-超声波协同改性作用对纤维素超分子结构的影响规律，分析微波-超声波协同作用对纤维素的改性处理过程。

2.2 材料与方法

将葵花籽壳粉碎后用石油醚抽提 12h 进行脱脂（按照 GB/T5009.6-2003 方法），之后取出干燥，粉碎，过 80 目筛，按照质量体积比 1:2 加入蒸馏水，用质量分数为 10%的盐酸调 pH 值为 1.5，置于 60℃水浴中浸提 2h，过滤，将滤渣洗涤至中性后按提取液用量 15mL.g-1加入质量分数为 10%的 NaOH 溶液，于 70℃水浴中浸提 4h，过滤，将滤渣洗涤至中性后按质量体积比 1:10 加入次氯酸钠，用质量分数为 10%的盐酸调 pH 值为 3～4，于 80℃水浴振荡器中脱色 2h，过滤，洗涤至中性干燥，粉碎即得到葵花籽壳纤维素，见图 2.1。

第 3 章 葵花籽壳纳米纤维素制备工艺及表征分析 .31

3.1 引言 ................31
3.2 材料与方法 ....31
3.3 结果与分析 ....33
3.4 本章小结 ........47
第 4 章 葵花籽壳纳米纤维素-壳聚糖-大豆分离蛋白可食膜的研究...........49
4.1 引言 ................49
4.2 材料与方法 ....49
4.3 结果与分析 ....53
4.4 本章小结 ........61

第 5 章 微波-超声波协同作用对大豆分离蛋白基可食膜的改性研究........63

5.1 引言 ................63
5.2 材料与方法 ....63
5.3 结果与分析 ....64

第 7 章 大豆分离蛋白基可食膜在草莓涂膜保鲜中的应用

7.1 引言

近年来，由于可食性涂膜保鲜具有可降解、无污染、无毒以及原材料来源丰富等特点，被广泛应用到生鲜食品的保鲜和贮藏方面。可食性涂膜可以在被保鲜的食品表面形成一层保护层，能够适当地阻塞食品表面的气孔和皮孔，从而阻碍了气体交换，减小了水分蒸发，减缓食品的呼吸作用，同时还可以改善食品的外观品质，减轻食品表皮的机械损伤，因此起到对食品的保护作用[127]。草莓具有色泽鲜艳、营养丰富以及易被消化吸收等优点，但是其皮薄汁多，储藏性较差，在采收-运输-销售过程中，极易受损伤和腐败变质，使其失去商品价值。草莓的收获时间比较集中，而采摘后在常温下保存时间极短，因此，研究草莓的保鲜技术，延长其储藏时间，对草莓的生产运输和市场调节具有实际意义。近年来，由于涂膜保鲜具有工艺简单、成本低廉、不会造成环境污染等优点，被广泛应用在果蔬的贮藏保鲜上。

7.2 材料与方法

将预处理过的草莓随机分3组，每组2kg，NCS组、MNCS、HNCS组均侵入大豆蛋白基涂膜液中，浸泡5s，之后取出放入塑料筐中凉干，移入保鲜盒中，并用保鲜膜封装。未涂膜处理的草莓样品作为对照组，直接放入保鲜盒中，用保鲜膜封装。将各组样品在室温(18±2)℃条件下贮藏6天，定期取样进行各项鲜度指标的测定[80-82]。过氧化物酶活性(POD)的测定按照参考文献[93-95]方法测定。取 0.5mL 上述7.2.3.13 中制备的酶的粗提液加入到 2mL 0.05%(v/v)愈创木酚溶液中，在 30℃水浴中平衡 5min，之后加入 1mL 0.08%(v/v)的 H2O2并混合均匀，反应 1min 后，于波长 460nm处测定 2min 内 OD 值的变化。另取 0.5mL 缓冲液代替酶的粗提液作为空白对照，将每克草莓样品每分钟OD值变化0.01定义为一个酶活力单位U，酶活性单位用U·(g-1·min-1)表示。
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第 8 章 结论

本文利用葵花籽壳为原料提取纤维素和纳米纤维素，并将纳米纤维素添加到以大豆分离蛋白为基材的可食膜中，主要研究了纤维素的提取工艺及改性、纳米纤维素的提取工艺及表征、纳米纤维素在大豆分离蛋白基可食膜中的应用、大豆分离蛋白基可食膜的改性以及可食膜在草莓涂膜保鲜中的应用。主要得到以下结论：（1） 利用葵花籽壳为原料提取纤维素。葵花籽壳中粗纤维含量可达 52.16%，是较为理想的纤维素来源。以碱法提取纤维素，从纤维素的提取条件研究入手，发现液料比、碱液质量分数、提取时间和提取温度四个因素对纤维素的得率具有显著的影响。在单因素试验的基础上，以纤维素得率为目标值，利用 Box-Behnken 响应面试验法进行工艺优化，得到纤维素得率（Y）与液料比（X1）、碱液质量分数（X2）、提取时间（X3）和提取温度（X4）的数学关系模型Y=48.17+3.07X1-1.91X3+1.74X4-1.43X1X2-2.83X1X4-2.58X2X3-8.58X12-10.81X22-10.07X32-9.42X42确定了葵花籽壳纤维素提取的最优工艺参数为：液料比为 15.83mL.g-1，碱液质量分数为 9.96%、提取时间为 70.73min、提取温度为 48.58℃，预测纤维素得率为 46.30%，在该试验条件下经试验验证得到纤维素得率为 46.39%，与模型预测值较接近，说明模型预测结果良好。

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参考文献（略）

本文编号：369898