纳米复合膜的制备及其对双孢蘑菇保鲜效果的研究

摘要

本研究以卡拉胶/魔芋胶可食性复合膜为基料，通过添加纳米SiO2，甘油等修饰并进行超声波处理制成纳米复合膜，对其透水性，透O2性，透CO2性，水溶性，溶胀度，透光率等性能进行了研究，并通过X射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（FTIR）、电子扫描显微镜（SEM）和紫外光谱分析（UV）进行了复合膜的结构表征，以及对双孢蘑菇保鲜效果的研究，具体研究内容包括以下几个方面：
　　确定了添加纳米SiO2、经超声波处理的复合膜对双孢蘑菇的保鲜效果较好。通过添加纳米SiO2，纳米TiO2不同纳米粒子在卡拉胶/魔芋胶复合膜中对双孢蘑菇进行涂膜保鲜，在贮藏12d时，纳米复合涂膜处理组的白度值 L*，硬度值，可溶性固形物含量分别为87.75（菇肉）和82.48（菇皮）、9.00×105Pa、6.90％，分别高于对照组的白度值84.22（菇肉）和78.48（菇皮）、硬度值7.60×105Pa、可溶性固形物含量5.30%。经超声波处理的卡拉胶/魔芋胶/纳米 TiO2/SiO2复合膜延缓了双孢菇失重率和相对电导率的升高，显著抑制了过氧化物酶（POD）的活性，推迟了多酚氧化酶（PPO）活性高峰的出现，对双孢菇的保鲜有明显效果。
　　利用纳米SiO2对卡拉胶/魔芋胶可食性复合膜进行改性，采用三因素二次旋转组合正交设计研究了纳米SiO2、卡拉胶和魔芋胶等因素对卡拉胶/魔芋胶复合膜透水率的影响，得到相应二次回归模型，并通过电子扫描显微镜（SEM）、红外光谱分析（FTIR）和紫外光谱分析（UV）进行了结构表征，结果表明，纳米SiO2用量0.03%，卡拉胶用量0.60%，魔芋胶用量0.48%时，卡拉胶/魔芋胶复合膜具有较低的透水率，膜的综合性能最好。
　　对纳米SiO2添加量，卡拉胶与魔芋胶质量比，甘油添加量进行L9(3)4正交试验设计，研究了三个因素对纳米复合膜性能的影响。结果表明，当纳米 SiO2添加量，卡拉胶（0.60%）与魔芋胶质量比，甘油添加量分别为0.03%，3:1，0.70%时，复合膜的性能达到最佳，其透光率为86.39%，透O2性值为0.010g/(m2·d)，水溶性值为68.84%，溶胀度为20.85%，透水率为75.86%，比未优化的纳米卡拉胶/魔芋胶复合膜的性能更优。
　　对膜液施加适当强度的超声波，以超声波处理的功率、时间、温度作为主要的考察因子（自变量）分别以X1、X2、X3表示，采用二次旋转正交设计进行试验，研究了超声波对其性能的影响。超声波处理使膜的性能提高，改善了膜面均一性，在试验范围内，当超声波功率为141W，在温度为52℃对膜液处理22min，膜的性能达到最佳。
　　在不同湿度条件下对纳米复合膜性能的变化进行了研究，纳米 SiO2特殊的结构特性可以改善复合膜中羟基的状态从而形成致密的网状结构，同时会增强卡拉胶、魔芋胶分子之间的交联，从而改变了气体分子和水分子在膜中的渗透路径；纳米SiO2改性能显著提高卡拉胶/魔芋胶基复合膜的阻隔性，尤其是阻湿阻水阻气性等成膜包装效能特性，扩大了复合膜湿度适应的范围，并且改善了其食品包装保鲜效果。
　　研究了卡拉胶/魔芋胶/纳米SiO2复合膜不同的保鲜方式对采后双孢蘑菇生理品质的影响，结果表明，卡拉胶/魔芋胶/纳米SiO2复合膜包装保鲜和涂膜保鲜可以更好地延缓双孢蘑菇子实体的失重率的升高，白度和硬度降低，从而保持子实体较好质地特性，以适宜双孢蘑菇贮藏保鲜。卡拉胶/魔芋胶/纳米SiO2复合膜使双孢蘑菇有效保持良好的感官品质，延长其贮藏时间，可以根据各种需求，对其进行不同的保鲜方式以提高其商品价值，在食用菌的贮藏保鲜中具有广泛的应用前景。

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第一章 前言

1.1研究背景

1.2双孢蘑菇保鲜研究现状

1.3本课题研究意义及目的

第二章 不同纳米粒子复合膜对双孢蘑菇保鲜效果的研究

2.1试验材料

2.2试验过程

2.3测量指标与方法

2.4数据统计分析

2.5结果与分析

2.6本章小结

第三章 纳米SiO2复合膜的制备及表征

3.1试验方法

3.2测定指标与方法

3.3复合膜的微观结构表征

3.4结果与讨论

3.5本章小结

第四章 纳米复合膜制备工艺优化的研究

4.1试验药品

4.2试验方法

4.3复合膜各性能的测定

4.4结果与分析

4.5结论

第五章 超声波处理对复合膜性能的影响

5.1试验安排

5.2指标测定方法

5.3结果与分析

5.4本章小结

第六章 不同相对湿度下纳米复合膜性能的变化

6.1卡拉胶/魔芋胶复合膜及纳米复合膜的制备

6.2复合膜指标的测定

6.3结果与分析

6.4本章小结

第七章 不同纳米复合膜保鲜方式对采后双孢蘑菇生理品质的研究

7.1卡拉胶/魔芋胶/纳米SiO2复合涂膜保鲜

7.2卡拉胶/魔芋胶/纳米SiO2复合膜包装保鲜

7.3指标的测定

7.4结果与讨论

7.5本章小结

第八章结论及建议

1结论

2建议及不足

参考文献

致谢

攻读硕士期间成果