果胶-海藻酸钠-黄原胶可食性复合膜的制备及性能研究

以果胶、海藻酸钠和黄原胶为主要原料制备可食性多糖类复合膜,先以流变学试验确定复合膜液中果胶及海藻酸钠的最佳质量分数分别为0.6%及0.5%,再以此膜的拉伸强度为响应值,选择黄原胶、甘油和氯化钙质量分数为优化因素,在单因素试验的基础上,通过响应面分析对果胶-海藻酸钠-黄原胶复合膜（pectin-sodium alginate-xanthan gum composite film,PAX）的制备工艺进行优化。结果表明：黄原胶质量分数为0.4%、甘油质量分数为1.8%、氯化钙质量分数为2%时,PAX的拉伸强度达到最大值,为29.65 MPa,其断裂伸长率为19.02%,水蒸气透过率为18.12×10-11g/（m2·s·Pa）。通过扫描电镜、傅立叶变换红外光谱和X射线衍射等方法对复合膜结构进行表征,结果显示PAX表面光滑、平整、致密,具有良好的结构完整性和相容性。     

氧化锌纳米颗粒-海藻酸钠/壳聚糖双层复合膜的制备及特性

本研究基于层层组装流延法制备了载有氧化锌纳米颗粒的海藻酸钠/壳聚糖双层复合膜。通过评价机械、阻水及光学性质研究了氧化锌纳米颗粒对双层复合膜特性的影响,进而借助原子力显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和热重分析对双层复合膜结构进行表征。结果表明,海藻酸钠/壳聚糖双层膜在添加氧化锌纳米颗粒后,抗拉强度提高,断裂伸长率、水溶性、水蒸气透过性和透光性降低,而外观色泽没有明显变化。从双层膜的微观结构看,随着氧化锌纳米颗粒添加浓度由0.25%（w/w）增加至1.00%（w/w）,海藻酸钠/壳聚糖双层复合膜表面出现颗粒团聚,粗糙度Ra从3.12 nm增加至3.53 nm。红外和热重分析表明,氧化锌纳米颗粒与海藻酸钠和壳聚糖之间存在较强的氢键相互作用,使得双层复合膜的热稳定性增强。综上,氧化锌纳米颗粒-海藻酸钠/壳聚糖双层复合膜具有优良的包装特性和适用性。     

交联体系对海藻酸钠/印度树胶复合膜性能的影响

为探究交联体系对海藻酸钠/印度树胶复合膜性能的影响,本文选取氯化钙-柠檬酸、氯化钙-乳酸、氯化钙-苹果酸三种不同的Ca2+-H+交联体系,以力学性能、水蒸气透过率及水溶性为指标进行评价;同时,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜技术(SEM)进行微观结构表征。结果表明,选用氯化钙-柠檬酸交联体系,Ca2+浓度为1.5%,H+浓度为1.0%,交联时间为5 min时,拉伸强度为34.11 MPa,断裂伸长率为15.27%,水蒸气透过率为6.99×10-11 g/(m·s·Pa),水溶性为6.41%,海藻酸钠/印度树胶复合膜综合性能最佳。此外,傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜也表明氯化钙-柠檬酸交联体系形成的交联膜微观结构紧密、均匀、交联度高。本研究成功制备了一种新型复合膜,为其在食品包装领域的应用提供理论依据。     

Fe~(3+)交联海藻酸钠/聚乙烯醇/SiO_2纳米复合膜的制备及性能研究

以海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)、二氧化硅为原料,FeCl_3为交联剂,制备了Fe~(3+)交联的SA/PVA/SiO_2纳米复合膜,分析了交联剂Fe~(3+)的含量对复合膜力学、结构性能的影响。对复合膜的颜色、厚度和透光度进行观察和测量,并通过拉伸、热重测试对复合膜的力学性能、热力学性能进行研究,通过X-射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对复合膜进行结构分析,最后对复合膜的水蒸气透过率进行了测量。结果表明,当Fe~(3+)含量大于2.0 mg时,海藻酸钠复合膜的力学性能得到了很大的提升,断裂伸长率(E)提高了50.8%,最高拉伸强度(Ts)提升到了77.8%,拓宽了该共混膜在食品包装领域的应用。     

明胶/淀粉复合膜的界面相容性

采用溶液共混法制备了明胶/淀粉复合膜,探索不同增塑剂对明胶/淀粉复合膜界面相容性的影响。通过紫外可见分光光度计、差示扫描量热分析仪、红外光谱分析仪和扫描电镜,研究了水、甘油、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)作为增塑剂对明胶/淀粉复合膜界面相容性的影响,采用拉力试验机和透湿性测试仪对其机械性能和水蒸气透过性进行测定。结果表明:甘油和PEG可以显著提高复合膜的透光率和玻璃化转变温度,提高复合膜的拉伸强度,改善其断裂伸长率,但同时也造成其透湿性增加。红外光谱和扫描电镜表明以上原因可能是因为甘油和PEG不仅可以作为增塑剂,还可以作为界面相容剂,改善了明胶/淀粉复合膜的界面,使其相容性更好;相比于甘油,聚乙二醇的效果更佳。     

海藻酸钠-鱼明胶复合可食膜的制备及特性研究

为改善鱼明胶和海藻酸钠单一可食膜的各项性能,以鱼明胶为主体,辅以不同浓度的海藻酸钠,以3%(质量浓度)甘油为增塑剂,使用流延法制备海藻酸钠/鱼明胶复合可食膜。将海藻酸钠和鱼明胶单一膜为对照,分析不同海藻酸钠-鱼明胶比例对可食膜水蒸气透过率、溶解性、含水量、色差值、抗拉强度、抗菌能力及保鲜效果的影响。结果表明,通过复合,可食膜的各项性质较单一膜均有所改善。随着海藻酸钠∶鱼明胶质量配比由1∶9增至1∶1,复合膜的水蒸气透过率由6.19 gm^-1d^-1MPa^-1降至2.80 gm^-1d^-1MPa^-1,溶解率由61.60%增至73.92%,阻水性与溶解性均显著提高;而随着鱼明胶质量浓度由25 g/L增至45 g/L,复合膜拉伸强度显著增加,且当鱼明胶质量浓度为45 g/L时,膜的拉伸强度达到最大值(458.00 g·f)。此外,单一膜和复合膜均表现出对金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌有良好的抑菌活性。     

纳米纤维素添加量及干燥温度对海藻酸钠可食用膜性能的影响

为研究纳米纤维素对海藻酸钠可食用膜的影响,首先通过改变纳米纤维素添加量制得海藻酸钠复合膜液,研究成膜溶液静态流变性能,随后在不同干燥温度下制得复合膜,研究其透光率、水溶性、水蒸气透过率、氧气透过率及红外光谱特性。结果表明:所有膜液均为假塑性流体,且随着纳米纤维素添加量增加,膜液的假塑性程度升高,黏度变大。在相同干燥温度下,随着纳米纤维素含量增加,复合膜的透光率降低,水溶时间变长;50℃干燥制得的膜阻隔性能最佳,纳米纤维素添加量为15%的复合膜比纯海藻酸钠膜的水蒸气透过率下降了28.7%,添加量为5%的复合膜比纯海藻酸钠膜的氧气透过率下降了22.1%;红外光谱表征发现,在加入纳米纤维素后,复合膜官能团吸收峰发生位移,这可能是两者之间发生了氢键相互作用,从而改善了海藻酸钠膜的阻隔性能。     

果胶-纤维素-儿茶素可食复合膜的制备及性能

为提高果胶/纤维素可食复合膜的保鲜性能,添加儿茶素制备果胶-纤维素-儿茶素可食复合膜,考察不同儿茶素用量对可食复合膜的透光率、水蒸气透过率、拉伸强度、拉伸模量和DPPH 自由基清除能力的影响,并利用傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR）和扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）对可食复合膜的结构进行表征。结果表明,随着儿茶素用量的增加,可食复合膜的透光率和拉伸模量均逐渐降低,而水蒸气透过率和拉伸强度均呈现先增大后减小的趋势。抗氧化试验结果显示,当儿茶素用量从3%增加到12%时,复合膜DPPH 自由基清除率从25.18%显著提高到87.31%。FTIR 和SEM 结果表明,儿茶素与复合膜基质相互作用,形成了新的氢键,具有良好的相容性。该可食复合膜具有良好的性能和结构,具备在食品活性包装行业的潜在应用价值。     

结冷胶-沙蒿胶-蓝莓花青素可食性膜的制备及其性能分析

利用蓝莓花青素对pH值的指示作用制备智能包装膜,以期解决食品保鲜过程中新鲜度的检测难题。以结冷胶、沙蒿胶和蓝莓花青素为主要原料,采用流延法制备智能指示膜,研究膜的色差、机械性能、水溶性、水蒸气透过率以及微观结构等分析其性能。结果表明,红外扫描和电镜分析表明沙蒿胶与结冷胶及蓝莓花青素之间具有良好的相容性;沙蒿胶能够提高结冷胶/沙蒿胶-蓝莓花青素膜的厚度、膜的断裂延伸率、水蒸气透过率,降低膜的抗拉伸强度和水溶性;结冷胶/沙蒿胶复配比8∶2(质量比)时,花青素膜的断裂延伸率最大为47.36%,水蒸气透过率为7.643×10^-6 g·m/(d·Pa·m^2),抗拉强度22.08 MPa,复配比4∶6(质量比)的膜厚度达到0.079 mm;复合膜对pH值的指示作用显著,可作为pH指示膜。本研究为新型食品保鲜智能指示膜的应用提供理论基础。     

基于静电相互作用的聚丙烯酸钠强化胶原纤维膜

为了提高胶原纤维膜的性能,基于聚丙烯酸钠的负电性与酸膨胀的胶原纤维的正电性,利用其静电相互 作用原理,采用质量分数为0.1%～1.0%的聚丙烯酸钠强化胶原纤维膜,评价了其对膜性能的影响。结果发现： 随着聚丙烯酸钠质量分数的增加,成膜液的Zeta电位有显著变化（P＜0.05）,表明其静电相互作用增强。加入 聚丙烯酸钠后,复合膜的拉伸强度逐渐增大,最高达到纯膜的1.50 倍;断裂延伸率、透光率和水蒸气透过率下 降,其中,水蒸气透过率最低为1.30×10－12 g/（cm·s·Pa）;膜热稳定性分析表明,复合膜降解温度提高, 膜厚无明显变化,扫描电子显微镜显示聚丙烯酸钠-胶原纤维复合膜更致密。当聚丙烯酸钠的质量分数为0.3% 时,复合膜的综合性能较佳,拉伸强度为37.60 MPa,断裂延伸率为14.20%,透光率为48.70%,水蒸气透过率为 1.30×10－12 g/（cm·s·Pa）。此外,红外分析也显示复合膜的构象发生了变化。静电相互作用导致了聚丙烯酸钠 与胶原蛋白的作用增强及其膜性能的变化,适宜的添加量可有效地改良胶原纤维膜的性能。     

阿魏酸-米渣蛋白复合膜的结构及性能

通过测定膜的机械性能、水蒸气透过率、水溶性研究了阿魏酸对米渣蛋白膜性能的影响,通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热法、X-射线衍射、扫描电子显微镜表征了膜的结构特征。结果表明,当阿魏酸添加量为0.1%(W/V)时,与对照组相比,膜的抗拉强度提高20.33%,水蒸气透过率降低20.58%,水溶性降低23.88%。傅利叶红外光谱(FTIR)显示,添加阿魏酸后酰胺带吸收峰发生红移,β-折叠转变为易变的随机螺旋分子结构,蛋白质的二级结构发生改变;差示扫描量热法(DSC)分析表明阿魏酸增强了分子间的相互作用,提高了膜的玻璃化转变温度,使膜具有更好的热稳定性;X-射线衍射(XRD)分析表明阿魏酸与蛋白质分子间发生共价交联,膜的结晶度提高;扫描电镜(SEM)结果显示复配阿魏酸后的米渣蛋白膜的表面结构更均匀平整。因此,阿魏酸的添加使米渣蛋白膜具有更优的性能和更稳定的空间结构。     

桔子精油优化鱼鳞明胶膜性能的作用研究

为改善鱼鳞明胶膜的性能,测定添加明胶质量的0%、25%、50%、75%、100%桔子精油的可食膜的厚度、机械性能、水溶性、水蒸汽透过率、色泽、透明度和透光率、热性能、红外光谱和抑菌活性。结果表明:随着精油浓度的增加,鱼鳞明胶膜的厚度、断裂伸长率增加,拉伸强度、透光率、水溶性降低,水蒸汽透过率呈现先增加后降低的趋势;差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析结果表明,鱼鳞明胶分子与桔子精油的部分成分发生相互作用,在一定程度上改善了明胶膜的热稳定性;桔子精油的添加还赋予了鱼鳞明胶膜抑菌作用。综合评价得出75%质量浓度的桔子精油添加量对鱼鳞明胶膜各项性能优化效果最好,本实验结果可为生产高性能的鱼鳞明胶膜提供理论基础。     

羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、瓜尔豆胶三元混合膜配比优化及膜性能分析

具有阻隔性的可食性膜应用于食品中,可起到抑制食品氧化酸败、提升贮藏保鲜效果的作用。本研究以羧甲基纤维素钠、海藻酸钠和瓜尔豆胶为成膜材料,以阻氧性、水蒸气透过系数为指标,通过单因素实验和D-最优混料设计对羧甲基纤维素钠-海藻酸钠-瓜尔豆胶三元混合膜进行工艺优化,并对可食性膜之间膜液和膜的透光率、流变学特性、傅里叶红外光谱图、扫描电镜图、热力学特性等进行分析对比,结果表明:当1.25%羧甲基纤维素钠:2%海藻酸钠:0.75%瓜尔豆胶为35:49:16时,可食性膜的水蒸气透过系数倒数为505224,阻氧性为0.52,阻隔性最佳,与单一膜相比,优化后的混合膜各性能明显提升,各成分协同性良好,混合膜结构具有良好的相容性及完整性。本可食性三元混合膜的研究可为新型可食性膜的开发提供参考。     

Whey protein-polysaccharide blended edible film formation and barrier, tensile, thermal and transparency properties

BACKGROUND: Films made from different protein (P) or polysaccharide (PS) materials have widely different properties. The objective of this study was to determine whether whey protein isolate (WPI)‐PS blended films possess a combination of properties intermediate and possibly superior to WPI or PS film alone. RESULTS: Oxygen permeability (OP) and tensile strength (TS) for PS‐WPI blended films were intermediate between the OP and TS properties of pure methycellulose (MC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) or sodium alginate (SA) film and pure WPI film. Starch‐WPI blends gave the weakest films. Water vapor permeability values for all pure and blended films were similar. Blended films made of MC, HPMC or SA with WPI had lower transparency than pure MC, HPMC, SA or WPI films. Differential scanning calorimetry thermograms obtained from the blended films exhibited a single glass transition temperature (T_g) at an intermediate value between the T_g values of the pure films. CONCLUSIONS: Whether properties of PS‐WPI blended films are intermediate to properties of the pure PS and WPI film depends on the particular PS and specific property. In the case of MC or HPMC with WPI, the blended films reflect the higher TS of the PS and lower OP of the WPI. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry     

4种改性淀粉与明胶共混膜的制备与性质比较

该研究对4种改性淀粉（羟丙基二淀粉磷酸酯、羟丙基淀粉、氧化淀粉、氧化羟丙基淀粉）的溶解度、膨胀势、糊化特性、老化值进行了分析和比较。溶解度高、膨胀势小、糊化特性好、老化值低的淀粉,较适宜作为制备共混膜的原料。在此基础上加入甘油或聚乙二醇400（Polyethylene Glycol,PEG400）作为增容剂,并对配方中水和甘油加入量进行了初步摸索,运用紫外、扫描电镜和拉伸试验机测定共混膜的透光性、透水气性、微观形貌和机械性能。结果表明：羟丙基淀粉溶解度最高,为86.42%;膨胀势最低,为0.086%,稳定性更好;黏度较低,老化值较大,流动性高,易于成膜。为4种改性淀粉中最适宜和明胶共混的原料。利用紫外分光光度计进行全波长扫描测量透光率;利用不同时间水保留质量反应透水汽性;用扫描电镜放大500~6 000倍对微观形貌观察,用拉伸材料试验机对机械性能进行测试。通过比较,发现以羟丙基淀粉为原料的共混膜,具有较好的透明度（优于纯明胶样品的透光度）,良好的透水汽性和机械性能。微观形貌也是呈现出相容性较好的形态（SEM显示）,相较于PEG400,甘油作为增容剂时共混膜的微观形貌横截面均匀光滑,内容物相容性好。明胶:甘油:水质量比为1:9:3:13制得共混膜透光性、透水气性、机械性能最佳,具有较好的实际应用价值。     

麦麸纤维/小麦麸质蛋白复合膜碱性乙醇成膜体系影响因素研究

将小麦麸质蛋白(wheat gluten,WG)和麦麸纤维(wheat-bran cellulose,WC)通过溶液共混于碱性乙醇系统,采用流延成膜法制备复合膜。探讨成膜体系中料液比、麦麸纤维含量、甘油添加量、乙醇浓度、体系pH值及黄原胶添加量对复合膜物理性能抗拉强度(tensile strength,TS)、断裂伸长率(elongation at break,EAB)、水蒸气透过系数(water vapor permeability,WVP)、水溶性和透光性等的影响。结果表明:添加麦麸纤维能明显增强小麦麸质蛋白膜的抗拉强度,降低其水蒸气透过系数和水溶性,抗拉强度最高为20.44 MPa,比纯小麦麸质蛋白膜(TS=8.65 MPa)提高了140%;成膜体系各因素对复合膜各物理性能都存在不同程度的影响,其中甘油添加量影响最大,其次为麦麸纤维含量,黄原胶添加量影响最小。该研究可为进一步制备性能优异的小麦麸质蛋白复合膜提供技术参考。     

鲢鱼皮明胶-海藻酸钠复合膜的制备与性能

鲢鱼皮明胶膜因具有安全性高和来源丰富等优点受到广泛关注。然而鲢鱼皮明胶膜的力学性能和阻隔性能 较差,若作为食品包装膜将会受到限制。为了改善鲢鱼皮明胶膜的性能,将海藻酸钠与鲢鱼皮明胶共混制成复合 膜。结果发现,制成的复合膜外观透亮,有阻隔紫外线和油脂的性质;当添加体积分数为20%的海藻酸钠时,复合 膜的水溶性和水蒸气透过率达到最小,抗拉强度达到最大。说明复合膜的阻隔性能和力学性能都优于鲢鱼皮明胶 膜。对膜的傅里叶变换红外光谱图和X射线衍射图进行分析,表明鲢鱼皮明胶和海藻酸钠存在较强的相互作用,这 可能是复合膜性能发生变化的主要原因。     

海藻酸钠/玉米醇溶蛋白抗菌复合膜的制备及其性能

以海藻酸钠作为基质,加入玉米醇溶蛋白共混制备食品复合包装膜,通过对其物理性能和机械性能的测定分析,从而得到复合膜的最佳海藻酸钠-玉米醇溶蛋白配比,并进一步制作并加入百里香精油抗菌包合物,最终制备具有缓慢释放抗菌物质的活性抗菌复合膜并对其表征和抗菌性能进行分析。结果显示,海藻酸钠与玉米醇溶蛋白成膜液质量比为1∶1时,复合膜具有最佳物理性能和机械性能,此时的复合膜水蒸气阻隔性能和透光率较好,抗拉强度达到最大3.75 MPa,断裂伸长率达到最大42.13%。百里香精油包和物添加量为制膜液总质量的0.2%时,抗菌复合膜的表面平整度和抗菌性有较好的综合效果,并且抗菌效果与百里香精油包合物添加量呈正向关,可以根据此趋势调整添加量,生产所需物化及抗菌性能的抗菌复合膜。