纳米SiOx/壳聚糖复合物特性及保鲜功能研究

摘要

壳聚糖应用于果蔬保鲜已经有较多报道，其主要是通过在果蔬表面形成一层可食性膜起到保鲜的作用。单一壳聚糖保鲜在膜机械性能、保鲜效果等上还存在改进，加入纳米材料强化壳聚糖保鲜作用已成为当前一个研究热点，本试验往壳聚糖中添加SiOx，制成纳米SiOx/壳聚糖复合物，研究了纳米SiOx/壳聚糖复合膜的拉伸强度、伸长率、透光率、透气性、水蒸气透过率等机械性能，并且通过滤纸片抑菌法研究了纳米SiOx/壳聚糖复合物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母、黑曲霉等微生物的抑制作用，同时将纳米SiOx/壳聚糖复合物应用于鲜切荸荠、番茄研究其保鲜效果。研究结果表明：
　　 1.通过正交试验发现纳米SiOx/壳聚糖复合膜的最佳制备条件为1％的壳聚糖、5％的SiOx、10min的超声时间，此条件下制备的复合膜具有最佳的拉伸强度，达到164.38±6.58MPa。
　　 2.测定了复合膜的相关机械性能，发现纳米SiOx的加入可以有效改善壳聚糖膜的溶胀率、水蒸气透过率、透气性和耐酸性，其中，溶胀率降低17.14％，QO2/QCO2降低38.78％。但纳米SiOx的加入对透光性没有改善效果。
　　 3.本试验发现，壳聚糖可以有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌，纳米SiOx的加入可以显著提高壳聚糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌的抑制效果，相比于对照组，纳米复合物处理组抑菌圈大小分别增大75.08％，60.90％和185.81％。由此，纳米SiOx/壳聚糖复合物应用于果蔬保鲜可以起到防腐保鲜作用。
　　 4.纳米SiOx/壳聚糖复合物可以有效地抑制荸荠贮藏期间PPO、POD的活性，贮藏第2天时，壳聚糖和纳米SiOx/壳聚糖复合物涂膜处理组的PPO活性相比于对照组，抑制率达48.29％和59.61％，而POD活性分别只有对照组的75.04％和71.07％，进而有效地延缓荸荠的褐变，显著抑制荸荠果实贮藏期间褐变指数的增加，5天时分别为对照组的78.6％和65.7％，壳聚糖和纳米SiOx/壳聚糖复合物涂膜处理都显著抑制了总酚含量的增加，2天时，分别是对照组的90.04％和82.43％。由于多酚氧化酶和过氧化物酶活性的增加，使总酚含量增加，导致切片褐变指数迅速增加，L值迅速下降。
　　 5.纳米SiOx/壳聚糖复合物可以有效地延缓番茄失重率、TSS含量和可滴定酸度的变化，贮藏第9天时，1％壳聚糖溶液和纳米复合物处理组的失重率分别比对照组减少17.43％和36.39％，TSS含量分别比对照组高1.18％和5.13％，而过氧化氢酶活性分别比对照组增加44.93％和63.23％。贮藏第12天，壳聚糖和纳米SiOx/壳聚糖纳米复合物处理组的PPO活性分别比对照组下降56.95％和70.34％，而总酚含量只有对照组的83.72％和77.98％。贮藏期间，POD活性最大值分别是对照组的96.62％和81.75％。第6天时，纳米复合物处理组的PAL含量相比对照组和壳聚糖处理组分别减少了56.94％，49.72％。贮藏第9天时，对照组、1％壳聚糖处理组和纳米复合物处理组的H°分别为65.58±1.72，86.94±3.24和102±2.47，a*分别为20.59±0.91，15.00±1.99和8.14±1.77。

目录

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致谢

第一章文献综述

1.1壳聚糖在果蔬保鲜中的应用研究进展

1.1.1壳聚糖及其理化性质

1.1.2壳聚糖的膜性能

1.1.3壳聚糖的果蔬保鲜研究

1.1.4存在的问题及展望

1.2壳聚糖抑菌性研究

1.2.1前言

1.2.2壳聚糖的抑菌机理

1.2.3壳聚糖抑菌影响因素

1.2.4存在的问题及展望

1.3纳米材料的改性

1.3.1前言

1.3.2改性的目的及原理

1.3.3改性的方法

1.3.4存在的问题与展望

1.4纳米复合保鲜材料研究进展

1.4.1纳米复合保鲜材料对机械性能的影响

1.4.2纳米复合保鲜材料对果蔬保鲜性能的影响

1.4.3存在的问题与展望

1.5研究背景与意义

1.6研究内容

第二章纳米SiOx/壳聚糖复合材料研制

2.1前言

2.2材料及方法

2.2.1试验材料

2.2.2试验设备

2.2.3试验试剂

2.2.4试验方法

2.2.5纳米SiOx/壳聚糖复合膜的性能表征

2.2.6数据处理

2.3结果与讨论

2.3.1 SiOx的改性对膜性能的影响

2.3.2 SiOx(未改性)添加量对膜机械性能的影响

2.3.3透射电镜观察SiOx在壳聚糖膜中的分散情况

2.3.4正交试验结果

2.3.5纳米SiOx/壳聚糖复合膜对溶胀率、透光性、水蒸气透过率的影响

2.3.6纳米SiOx/壳聚糖复合膜膜透气性测定

2.3.7不同膜在酸溶液中溶解情况

2.4结论

第三章纳米SiOx/壳聚糖复合物抑菌效果研究

3.1前言

3.2材料与方法

3.2.1试验材料

3.2.2试验方法

3.3结果与讨论

3.3.1不同处理对大肠杆菌抑菌效果的研究

3.3.2不同处理对金黄色葡萄球菌抑菌效果的研究

3.3.3不同处理对黑曲霉抑菌效果的研究

3.3.4不同处理对酵母抑菌效果的研究

3.3.5抑菌圈大小

3.4结论

第四章纳米SiOx/壳聚糖复合物对鲜切荸荠品质和生理的影响

4.1前言

4.2材料与方法

4.2.1材料与处理

4.2.2纳米SiOx/壳聚糖复合物(纳米复合物)的配制

4.2.3仪器与设备

4.2.4试剂

4.2.5测定方法

4.2.6数据处理

4.3结果与讨论

4.3.1纳米SiOx/壳聚糖复合物对鲜切荸荠失重率和可溶性固形物含量的影响

4.3.2纳米SiOx/壳聚糖复合物对鲜切荸荠褐变指数和总酚的影响

4.3.3纳米SiOx/壳聚糖复合物对鲜切荸荠PPO和POD的影响

4.4结论

第五章纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄品质和生理的影响

5.1前言

5.2材料与方法

5.2.1材料与处理

5.2.2纳米SiOx/壳聚糖复合物(纳米复合物)的配制

5.2.3仪器与设备

5.2.4试剂

5.2.5测定方法

5.2.6数据处理

5.3结果与讨论

5.3.1纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄失重率的影响

5.3.2纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄硬度的影响

5.3.3纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄可溶性固形物含量的影响

5.3.4纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄PPO和POD的影响

5.3.5纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄总酚含量的影响

5.3.6纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄苯丙氨酸解氨酶活性的影响

5.3.7纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄丙二醛含量的影响

5.3.8纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄过氧化氢酶活性的影响

5.3.9纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄可滴定酸度的影响

5.3.10纳米SiOx/壳聚糖复合物对番茄色差的影响

5.4结论

第六章研究总论

6.1研究结论

参考文献

作者简历