SPI/PVA/MMT复合膜的制备及其在金针菇、白玉菇保鲜中的应用

摘要

大豆分离蛋白作为一种天然的有机原料，不仅广泛应用于食品之中，而且在其他领域的应用也得到了广泛的研究。随着人们对环境污染的意识不断加强，开发可降解的材料成为了如今研究的热点，大豆分离蛋白由于其具有的来源广、成膜性好等特性，成为了可降解材料的原料之一。聚乙烯醇（PVA）作为可以其他生物大分子作用的高分子材料，成为了提高生物材料性能的方法之一。纳米蒙脱土（MMT）由于其所具有的特殊结构，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有强烈的吸附以及固定作用而被广泛应用于包装材料的领域。利用大豆分离蛋白、甘油、聚乙烯醇以及纳米蒙脱土进行复合膜的制备，进而用于农产品贮藏保鲜，对于拓展大豆蛋白应用领域，开发新型复合膜，提升农产品保鲜技术水平具有重要意义。 本论文以大豆分离蛋白、甘油、聚乙烯醇以及纳米蒙脱土为主要原料制备大豆分离蛋白/聚乙烯醇/纳米蒙脱土复合膜。通过单因素试验以及正交试验，以复合膜的抗拉伸强度、断裂延伸率、水蒸气透过率、氧气透过率、二氧化碳透过率、透光率、颜色、接触角、吸湿曲线等为指标，得到了大豆分离蛋白添加量、甘油添加量、聚乙烯醇添加量以及纳米蒙脱土添加量的最佳工艺条件，利用扫描电镜（SEM）、X-衍射（XRD）以及热重分析（TGA）对复合膜进行微观结构的表征，并将其应用于金针菇以及白玉菇的贮藏保鲜中，以大豆分离蛋白膜为试验的对照组，通过测定金针菇和白玉菇在贮藏期间感官品质、失重率、褐变度、可溶性固形物含量、可溶性蛋白含量、抗坏血酸含量以及丙二醛含量的变化，研究大豆分离蛋白/聚乙烯醇/纳米蒙脱土复合膜对两种食用菌保鲜效果的影响。主要研究内容和结论如下： （1）大豆分离蛋白/聚乙烯醇/纳米蒙脱土复合膜的制备工艺条件的研究，结果表明：通过单因素试验，以复合膜的抗拉伸强度、断裂延伸率、水蒸气透过率、氧气透过率、二氧化碳透过率、透光率、颜色、接触角、吸湿曲线等为指标，得到复合膜的最佳工艺条件为：大豆分离蛋白添加量为5%，甘油添加量为2.5%，聚乙烯醇添加量为0.7%，纳米蒙脱土添加量为0.7%，在单因素试验的基础上，以各性能为指标，通过正交优化试验，并综合考虑，最终确定复合膜的最佳工艺成参数为：大豆分离蛋白添加量为5%、甘油添加量为2.5%、聚乙烯醇添加量为0.6%、纳米蒙脱土添加量为0.8%。利用扫描电镜、XRD以及热重分析等评价方法对大豆分离蛋白/聚乙烯醇/纳米蒙脱土复合膜进行微观结构表征，结果表明由于不同物质之间存在的相互作用力，使复合膜内形成了更为紧密的空间三维网状结构，使复合膜的表面更加平整、光滑，具有更高的相容性以及热稳定性。 （2）选取金针菇为研究对象，研究大豆分离蛋白/聚乙烯醇/纳米蒙脱土复合膜在金针菇储藏保鲜中的应用，结果表明：金针菇在4℃储藏过程中出现感官品质、可溶性固形物含量、可溶性蛋白含量以及抗坏血酸含量降低，而失重率、褐变度以及丙二醛含量出现上升，并且相较于对照组（大豆分离蛋白膜），大豆分离蛋白/聚乙烯醇/纳米蒙脱土复合膜包装的金针菇在14d的储藏后，感官品质、可溶性固形物含量、可溶性蛋白含量以及抗坏血酸含量均显著高于对照组，失重率、褐变度以及丙二醛含量均显著低于对照组，感官品质为23.12、失重率为0.82%、褐变度为0.97、可溶性固形物含量为4.02%、可溶性蛋白含量为5.73%、抗坏血酸含量为18.42μg·mg-1、丙二醛含量为17.94nmol·mg-1。 （3）选取白玉菇为研究对象，研究大豆分离蛋白/聚乙烯醇/纳米蒙脱土复合膜在白玉菇储藏保鲜中的应用，结果表明：白玉菇在储藏过程中出现感官品质降低、可溶性固形物含量、可溶性蛋白含量以及抗坏血酸含量降低，而失重率、褐变度以及丙二醛含量出现上升，并且相较于对照组（大豆分离蛋白膜），大豆分离蛋白/聚乙烯醇/纳米蒙脱土复合膜包装的白玉菇在14d的储藏后，感官品质、可溶性固形物含量、可溶性蛋白含量以及抗坏血酸含量均显著高于对照组，失重率、褐变度以及丙二醛含量均显著低于对照组，感官品质为23.21、失重率为0.82%、褐变度为0.92、可溶性固形物含量为14.02%、可溶性蛋白含量为9.73%、抗坏血酸含量为5.42μg·mg-1、丙二醛含量为1.80nmol·mg-1。

目录

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1 研究背景

2 研究现状

3 食用菌保鲜技术的研究进展

4 研究目的、意义及主要内容

4.2.1 SPI/PVA/MMT复合膜的制备、工艺优化及微观结构的表征

4.2.2 SPI/PVA/MMT复合膜在金针菇保鲜中的应用

4.2.3 SPI/PVA/MMT复合膜在白玉菇保鲜中的应用

1 材料与方法

1.3.1 SPI/PVA/MMT复合膜的制备

1.3.1.1 制备工艺流程

1.3.1.2 大豆分离蛋白添加量对复合膜性能的影响

1.3.1.3 甘油添加量对复合膜性能的影响

1.3.1.4 聚乙烯醇添加量对复合膜性能的影响

1.3.1.5 纳米蒙脱土添加量对复合膜性能的影响

1.3.1.6 厚度的测定的测定

1.3.1.7 拉伸强度的测定

1.3.1.8 断裂延伸率的测定

1.3.1.9 水蒸气透过率的测定

1.3.1.10 氧气透过率的测定

1.3.1.11 二氧化碳透过率的测定

1.3.1.12 透光率的测定

1.3.1.13 颜色的测定

1.3.1.14 吸湿曲线的测定

1.3.2.1 正交试验优化

1.3.2.2 厚度的测定

1.3.2.3 拉伸强度的测定

1.3.2.4 断裂延伸率的测定

1.3.2.5 水蒸气透过率的测定

1.3.2.6 氧气透过率的测定

1.3.2.7 二氧化碳透过率的测定

1.3.2.8 透光率的测定

1.3.2.9 颜色的测定

1.3.2.10 吸湿曲线的测定

1.3.2.11 接触角的测定

1.3.3 SPI/PVA/MMT复合膜的微观结构的表征

1.3.3.1 扫描电镜分析

1.3.3.2 X-衍射分析

1.3.3.3 热重分析

2 结果与讨论

2.1.1 大豆分离蛋白添加量对复合膜性能的影响

2.1.2 甘油含量对复合膜性能的影响

2.1.3 聚乙烯醇添加量对复合膜性能的影响

2.1.4 纳米蒙脱土含量对复合膜性能的影响

2.3.1 扫描电镜分析

2.3.2 X-衍射分析

2.3.3 热重分析

3 本章小结

1 材料与方法

1.3.1 感官品质评价标准与方法

1.3.2 失重率的测定

1.3.3 褐变度的测定

1.3.4 可溶性固形物含量的测定

1.3.5 可溶性蛋白含量的测定

1.3.6 抗坏血酸含量的测定

1.3.7 丙二醛含量的测定

2 结果与讨论

3 本章小结

1 材料与方法

1.3.7 丙二醛含量的测定

2 结果与讨论

3 本章小结