桔梗多糖可食包装膜的制备及工艺研究

摘要

本课题研究了利用微波辅助法提取桔梗多糖的工艺;研究了以桔梗多糖为基料,制膜的配方,考察了配方中各成分对可食膜性能的影响,并选取了膜的TS和FE性能参数作为响应值指标,优化了成膜配方;研究了制膜工艺对膜性能的影响,并选取了膜的TS和FE性能参数作为响应值指标,优化了制膜的工艺;考察了三种供试液对食品常见细菌的是否具有抑制作用。结果如下:
　　 1.响应面优化桔梗多糖的微波辅助提取工艺。以桔梗干燥根茎为原料,采用微波辅助水提法提取桔梗多糖,得出因素影响桔梗多糖提取得率的顺序为:液料比＞微波时间＞微波功率。提取的最佳工艺条件为:微波功率为497W、微波时间为3.6min、液料比为41:1,在此条件下多糖利率的预测值可达29.18％,实际测得值为28.83％。
　　 2.桔梗多糖可食膜的成膜配比优化。多糖含量、海藻酸钠的含量和甘油的含量对膜的机械性能、阻隔性能和膜的外观均有不同程度的影响。甘油对膜的耐折度有很大增强作用,过量甘油的含量对膜的抗拉强度有削弱作用。选择膜的TS和FE性能参数作为量化指标,优化得到相应的成膜配方,结果如下:
　　 (1)以TS为响应值指标优化配方结果:因素影响膜TS的顺序为:海藻酸钠含量＞甘油含量＞桔梗多糖含量。配方最佳条件为:桔梗多糖含量2.16％、海藻酸钠含量2.66％、甘油含量1.88％。在此条件下制得膜的TS的预测值可达8.174MPa,实际测得值为7.875MPa。
　　 (2)以FE为响应值指标优化配方结果:因素影响膜FE的顺序为:甘油含量＞海藻酸钠含量＞桔梗多糖含量。配方最佳条件为:桔梗多糖含量2.04％、海藻酸钠含量1.92％、甘油含量1.97％。在此条件下制得膜的FE的预测值可达170双折次,实际测得值为167双折次。
　　 3.桔梗多糖可食膜成膜工艺优化。选取制备过程中可食膜膜液的pH值、搅拌速度、脱气时间、干燥温度做单因素实验,考察各因素对膜性质的影响,选择膜的TS和FE性能参数作为响应值指标,优化分别得到最佳的成膜工艺,结果如下:
　　 (1)单因素结果:pH值为7.0最适、搅拌速度为180r/min最适、适宜的脱气时间为40min、干燥温度以45℃为宜。
　　 (2)以TS为响应值指标优化工艺结果:因素影响TS的顺序为:搅拌速度＞脱气的时间＞干燥温度。工艺最佳条件为:磁力搅拌速度为206r/min,脱气时间为44min,干燥温度为47℃,在此工艺条件下膜的TS的预测值为8.65MPa,而实际测得值为8.45MPa。
　　 (3)以FE为响应值指标优化工艺结果:因素影响PE的顺序为:脱气时间＞干燥膜时的温度＞磁力搅拌速度。工艺最佳条件为:磁力搅拌速度为189r/min,脱气时间为43min,干燥温度为46℃,在此工艺条件下膜的FE的预测值可达190双折次,而实际测得值为187双折次。
　　 4.桔梗多糖膜的抑菌试验初探
　　 实验结果证明:桔梗多糖等三种供试液均对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌三种细菌均有抑制生长的作用,对于地衣芽孢杆菌和黑曲霉没有抑制生长的作用。桔梗多糖供试抑菌液浸泡过的滤纸片对三种菌落的抑菌效果最强的为枯草芽孢杆菌,其次是金黄色葡萄球菌然,最后是大肠杆菌。其结果抑制三种菌种生长的作用效果较为理想。
　　 综上所述,本研究从多糖的提取、成膜配方的优化及成膜工艺的优化共计五个响应面试验,得到的实验数据误差均在理想范围内,而抑菌效果也比较理想,实验结果为桔梗多糖可食包装膜可以在工业生产及应用中提供坚实的理论依据和数据支撑。