明胶添加量对兔皮明胶膜特性与结构的影响

从兔皮中提取明胶制备明胶膜,通过测定不同明胶添加量下膜的机械性能、水蒸气透过率、亚基组成和结构,探究明胶添加量对明胶膜特性与结构的影响。结果表明随着明胶添加量的增加,明胶膜体系内网络空间结构变大,从而膜的厚度增加。力学结果显示,明胶添加量为4 g/100 m L(w/v)时,明胶膜抗拉强度最高(p0.05);明胶添加量为6 g/100 m L(w/v)时,明胶膜断裂伸长率最低(p0.05)。水蒸气透过率结果表明随着明胶添加量的增加,水蒸气透过率呈现上升趋势。凝胶电泳结果显示,明胶添加量为4 g/100 m L(w/v)时,低分子量的蛋白组分产生更多交联,形成蛋白质-蛋白质交联的结构,此浓度下明胶膜的抗拉强度最大。FT-IR分析表明:当明胶添加量增加至4 g/100 m L(w/v)时,酰胺A带向高波数移动,说明肽链上的N-H基团并没有与甘油的-OH基团相互反应,而是明胶分子的官能团之间产生更强的相互作用,形成独特的网络结构。同时,酰胺Ⅰ带曲线拟合结果也表明当明胶添加量为4 g/100 m L时,膜内稳定结构较多,明胶分子之间的相互反应达到最大化,明胶膜的稳定性和成膜性能较优。     

兔皮、鸡皮和三文鱼皮明胶成膜性的对比

明胶作为可食性和可降解包装的主要材料,由于近年来食品安全问题及个人宗教信仰等,使得传统明胶不能大量应用,现亟需新型明胶材料的研究开发。为寻求最合适的明胶成膜材料,通过对阻隔性能、水溶性、力学性能、红外光谱分析和热稳定性分析来测定鸡皮、兔皮和三文鱼皮明胶的成膜性。最终表明:兔皮明胶膜的水蒸气透过率、水溶性、透氧率在三者中最低,也能表现出良好的机械性能,鸡皮明胶膜的热稳定性较好,但与兔皮明胶膜没有显著性差异。通过红外光谱图表明兔皮明胶膜酰胺A带的吸收峰最低,说明兔皮明胶中的羟脯氨酸和脯氨酸含量较多,酰胺Ⅰ分离子峰高斯拟合后发现兔皮明胶膜的三螺旋结构含量较多,同时甘油特征峰表示出甘油与兔皮明胶膜发生更多的交联。因此,兔皮明胶膜的各项性能优于鱼皮和鸡皮明胶膜,可以作为新型的明胶膜材料。     

马哈鱼鱼皮明胶提取温度和甘油质量浓度对其成膜特性的影响

明胶提取温度和甘油质量浓度是影响明胶膜性质的基本因素。本研究以马哈鱼（Oncorhynchus keta） 鱼皮为原料,采用不同温度（40、50、60、70、80、90 ℃）提取明胶,考察不同甘油质量浓度（1.1、1.2、 1.5 g/100 mL）下明胶膜的厚度、机械性能、光学性质、微观结构和红外特性。研究发现,40、50、60 ℃明胶 膜的厚度高于70、80、90 ℃明胶膜的厚度（P＜0.05）。50、60 ℃膜的拉伸强度（tensile strength,TS）高于 70、80、90 ℃膜的（P＜0.05）;添加1.5 g/100 mL甘油,膜的断裂伸长率随提取温度升高而上升（P＜0.05）; 50、70、80 ℃膜的TS随甘油质量浓度升高而下降（P＜0.05）。色差分析表明,膜的a*值随提取温度升高而上升 （P＜0.05）。水蒸气透过率随提取温度和甘油质量浓度的升高而升高（P＜0.05）。明胶膜于200、280 nm波长处 的透光率为0.00%,350～800 nm范围内的透光率为46.53%～74.57%,60 ℃膜的透光率低于40、50 ℃膜的透光率 （P＜0.05）。衰减全反射傅里叶变换红外光谱分析表明膜的图谱呈现典型酰胺A、B、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ带,酰胺A带随 提取温度的升高向低波数移动,且振幅随甘油质量浓度升高而增加。扫描电子显微镜结果显示,膜的截面和表面未 呈现明显断裂或空隙。以上结果表明,温度对马哈鱼鱼皮明胶膜的机械性能、透水性、颜色、透光率影响显著,甘 油质量浓度仅对前二者影响显著,可通过优化提取温度与甘油质量浓度改善马哈鱼鱼皮明胶膜性质。     

4 种改性方式对明胶膜性能的影响

研究了共混改性、增塑改性、交联改性和乳化改性对明胶膜性能的影响。结果表明,明胶分别与壳聚糖、海藻酸钠共混溶解性较好,成膜均匀透明,同时具有较低的水蒸气透过率和透氧率,阻隔性增强;添加甘油作为增塑剂可提高明胶膜的断裂伸长率,机械性能增强;与柠檬酸钠交联改性后降低了明胶膜的水蒸气透过率,增强阻隔性能,提高抗拉强度,增强力学性能,但是膜的透光率下降;添加质量分数为0.1%的乳化剂吐温-80可以降低可食膜的水蒸气透过率,增强膜的阻隔性能,同时增大抗拉强度,改善机械性能。研究认为,共混、增塑、交联、乳化4 种改性方式均能不同程度地影响明胶膜的阻隔性能和机械性能,改善明胶膜的综合性能以满足其在不同领域的应用。     

香豆素对鱼鳞明胶可食性膜结构及性能的影响

为开发天然的可食性包装材料,以罗非鱼鱼鳞明胶为原料制备可食性膜,将不同添加量（0、0.03、0.06、0.09、0.12、0.15?g/100?mL）香豆素添加到鱼鳞明胶膜中,研究其对鱼鳞明胶膜物理性质及微观结构的影响。结果表明,香豆素的加入对明胶膜的厚度和含水量无显著影响,但明显降低明胶膜的水蒸气透过率（water vapor permeability,WVP）,且香豆素添加量为0.09?g/100?mL时WVP最小。随着香豆素添加量的增加,明胶膜的拉伸强度和断裂伸长率呈现先上升后下降的趋势,在添加量为0.09?g/100?mL时达到最大值。差示扫描量热分析结果表明香豆素与明胶膜有较好的相容性,且明显提高明胶膜的玻璃化转变温度。扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱结果表明香豆素与明胶发生交联作用,在香豆素添加量0～0.09?g/100?mL范围内,随着添加量的增加,二者作用增强,明胶膜表面更均一紧致;继续增加香豆素添加量,复合明胶膜性能和结构发生劣变。添加香豆素能有效降低明胶膜的紫外和可见光透光度。结果表明：0.09?g/100?mL添加量的香豆素更有利于开发阻湿性能好、机械性能高和表面均一的包装材料,具有良好应用前景。     

鲢鱼皮明胶提取方法和谷氨酰胺转氨酶改性对明胶结构和膜性能的影响

研究鲢鱼皮明胶的酶法、酸法、热水法3种常用的工业提取方法对其凝胶强度、黏度以及膜性能指标的影响,在此基础上进一步使用谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG)改性以达到改善膜性能的效果。同时以市售猪皮明胶为对照,采用圆二色谱、红外光谱分析3种提取方法对明胶高级结构的影响;通过红外光谱、原子力显微镜分析了鲢鱼皮明胶TG改性前后明胶高级结构和表面结构变化。结果表明,3种提取方法中酶法明胶的比黏度和凝胶强度最大,成膜后的酶法明胶膜抗拉强度最大、断裂延伸率最大、水蒸气透过率最低。继续经过TG改性后,抗拉强度、断裂延伸率指标显著增加(P0.05),接近猪皮明胶膜,水蒸气透过率进一步降低。圆二色谱及红外光谱结果发现酶法明胶α-螺旋相对含量增加、无规卷曲相对含量减少,并可保留更多的分子内氢键。而TG改性后明胶分子内氨基转变为亚氨基,同时增强了肽链间相互作用。原子力显微镜图像分析结果证明,TG改性的明胶膜具有更为致密均匀的表面结构。明胶膜的机械强度与明胶结构中α-螺旋的含量呈正相关。因此,酶法提取并通过TG改性是一种提高可食性明胶膜性能的有效方法。     

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。     

流苏花黄酮类化学成分的分离鉴定

为了提高可食性膜的透明度和阻隔性,制备一种速溶的普鲁兰多糖-明胶可食性膜。将普鲁兰多糖添加到明胶膜中,普鲁兰多糖和明胶的添加质量比为2∶5（PG2）。在此配比下,普鲁兰多糖-明胶可食性膜的抗拉强度是明胶可食性膜的120%,氧气透过率是明胶可食性膜的1/13。可食性膜PG2中普鲁兰多糖和明胶分子间具有较强的氢键作用,并且此时可食性膜具有较好的相容性,因此使可食性膜PG2抗拉强度增强和氧气透过率降低。可食性膜PG2具有较低的氧气透过率（0.15 mL/（m2•d））、较高的抗拉强度（97.21 MPa）和溶水时间（29.5 s）,而且具有不透油和低水蒸气透过率（109.08 g/（m2•d））的性质,因此,可食性膜PG2是适合应用于可食性内包装的材料。     

普鲁兰多糖-明胶可食性膜的特性

为了提高可食性膜的透明度和阻隔性,制备一种速溶的普鲁兰多糖-明胶可食性膜。将普鲁兰多糖添加到明胶膜中,普鲁兰多糖和明胶的添加质量比为2∶5（PG2）。在此配比下,普鲁兰多糖-明胶可食性膜的抗拉强度是明胶可食性膜的120%,氧气透过率是明胶可食性膜的1/13。可食性膜PG2中普鲁兰多糖和明胶分子间具有较强的氢键作用,并且此时可食性膜具有较好的相容性,因此使可食性膜PG2抗拉强度增强和氧气透过率降低。可食性膜PG2具有较低的氧气透过率（0.15 mL/（m2•d））、较高的抗拉强度（97.21 MPa）和溶水时间（29.5 s）,而且具有不透油和低水蒸气透过率（109.08 g/（m2•d））的性质,因此,可食性膜PG2是适合应用于可食性内包装的材料。     

壳聚糖明胶可食用复合膜的制备与抗菌性能研究

以壳聚糖和明胶为复合膜骨架材料,通过加入0.3%(体积比)甘油增塑剂,制备具有显著抗菌性能的可食用复合膜。以较高的抗拉强度、较大的断裂伸长率、较低的水蒸气透过系数为主要性能指标,对成膜骨架材料壳聚糖和明胶的配比进行优化。研究结果表明,当壳聚糖浓度为1.5%、明胶浓度为1.25%时,以6∶4的体积比混合,制备获得机械性能良好(抗拉强度为13.24 MPa,断裂伸长率为112.45%),水蒸气透过系数较低(0.4032 mg·mm·kPa-1·h-1·m-2)的最优化复合膜。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段对复合膜进行表征。结果表明,与壳聚糖膜和明胶膜相比,复合膜的内部分子之间有较强的氢键和分子间作用力,膜内部致密且水蒸气不易通过,同时复合膜液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均具有显著的抑制效果。     

壳聚糖-肉桂醛复合抗菌降解膜的制备及性能

为改善壳聚糖膜的抗菌效果,将肉桂醛添加到壳聚糖基膜中制成壳聚糖-肉桂醛复合膜,研究肉桂醛体积分数对复合膜的物理性质、力学性能、水蒸气透过系数、官能团结构、结晶程度、微观结构以及抗菌性能的影响。结果表明：随着肉桂醛体积分数的增加,复合膜的色差、水蒸气透过系数和断裂伸长率减小,膜的厚度显著增加;当肉桂醛体积分数为2%时,膜的抗拉强度最大,为（15.77±1.13）MPa;根据傅里叶变换红外光谱分析,壳聚糖与肉桂醛有较好的相容性;肉桂醛体积分数的增加会导致膜表面结晶程度、裂纹、粗糙程度增加;复合膜的抑菌性能也随着肉桂醛体积分数的增大而显著增大。该研究可为壳聚糖-肉桂醛复合降解膜的应用提供理论依据。     

阿魏酸改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜工艺优化

以鮰鱼皮胶原蛋白与壳聚糖为原料制备可食用复合膜,用阿魏酸进行改性。通过正交试验考察阿魏酸添加量、热处理温度和热处理时间对复合膜性能的影响,以期降低复合膜的水蒸气透过率和增强复合膜的机械性能。结果表明：阿魏酸添加量、热处理温度、热处理时间对复合膜的性能影响显著。最佳改性条件为：阿魏酸添加量2%、热处理温度70 ℃、热处理时间30 min。在此条件下,得到复合膜拉伸强度（24.72±0.86） MPa、断裂伸长率（102.99±1.58）%、水蒸气透过率（0.25±0.01） （g·mm）/（h·m2·kPa）、溶解度（27.96±0.76）%、透光率（84.1±0.9）%。     

壳聚糖-乳清分离蛋白复合膜的制备、形态结构及理化性质

以壳聚糖（chitosan,CTS）和乳清分离蛋白（whey protein isolate, WPI）为成膜基质,制备壳聚糖-乳清分离蛋白复合膜（chitosan/whey protein isolate composite film,CWF）,并分析CWF的理化性质。通过测定CWF的拉伸强度、断裂延伸率、水蒸气透过率、透明度,优化CWF的成膜条件为CTS脱乙酰度90%、分子质量300 kD,成膜液pH 3,甘油添加量1.5%,WPI添加量0.5%。CWF的机械性能和剥离性比CTS膜显著改善,WVP和透明度有良好的改善。扫描电镜分析显示CWF的横截面更规则、均匀,且外观为均匀半透明膜。傅里叶红外光谱扫描结果显示CTS、WPI制备CWF时在其分子之间形成了强烈的相互作用,二者有良好的相容性。     

Effect of plasticizer content on the functional properties of extruded gelatin-based composite films

Beef gelatin, in combination with varying levels of glycerol, was used to manufacture films by extrusion. A twin-screw co-rotating extruder was employed to produce the films and the mechanical and barrier properties of the films were investigated. Increasing the plasticizer content increased (P < 0.05) elongation at break (EAB) values but decreased (P < 0.05) tensile strength (TS) values. Oxygen permeability (OP) values for gelatin-based composite films increased (P < 0.05) as the concentration of glycerol increased. Additionally, the solubility of films in water and seal strength increased as glycerol content increased. FTIR results indicated that increasing glycerol concentration increased and displaced the peak situated around 1032 cm⁻¹, which corresponded to glycerol. Gelatin-based composite films with a concentration of 0.2% glycerol possessed the lowest water vapor permeability (WVP) and OP values. From the data generated in this study, it is clear that the use of a plasticizing agent in film formulations should be carefully considered because of the negative effects that the plasticizing agent could have on extruded film barrier properties.     

Development of Gelatin Bionanocomposite Films Containing Chitin and ZnO Nanoparticles

The gelatin-based nanocomposite films (GNCFs) containing 0, 1, 3, and 5% zinc oxide nanoparticles (N-ZnO) and/or 0, 3, 5, and 10% chitin nanofibers (N-chitin) were prepared, and their water vapor permeability (WVP), chemical structure and microstructure, and their mechanical, thermal, and antifungal properties were investigated. Results showed that incorporation of N-ZnO improved WVP, mechanical, thermal, and antifungal properties of the gelatin-based films. Moreover, physicochemical and antifungal properties of the nanocomposite films improved by increasing N-ZnO concentration. However, applying N-chitin in gelatin films could not enhance barrier properties of the films against water vapor, probably due to the hydrophilic nature of N-chitin. On the other hand, tensile strength of the GNCFs containing N-chitin increased by an increase in nanoparticle concentration, up to 5%, Incorporation of N-chitin in the gelatin film raised both thermal stability and antifungal activity. Simultaneous incorporation of chitin and ZnO nanoparticles in the GNCFs had the interactive effect on improving the physicochemical and antimicrobial properties of GNCFs. For instance, thermograms of differential scanning calorimetry (DSC) showed that the GNCF containing both nanoparticles increased melting point and ?H _m in comparison with net gelatin film. Furthermore, thermograms of thermogravimetric analysis (TGA) indicated that applying both of nanoparticles in gelatin films led to higher thermal stability of polymer against decomposition at higher temperatures, compared to the gelatin film containing each of them.     

壳聚糖木薯淀粉明胶复合可食抗菌保鲜膜性能的研究

研究了壳聚糖/木薯淀粉/明胶/甘油共混膜的机械性能、透湿性能、透气性能及共混涂膜的防腐保鲜效果。结果表明,木薯淀粉、明胶、甘油、木薯淀粉与明胶交互作用对共混膜的抗拉强度影响显著;对断裂伸长率影响显著的因素为木薯淀粉、明胶、甘油及其二次项、明胶与甘油的交互项;对共混膜透湿系数影响显著的主要因素是木薯淀粉、甘油、木薯淀粉与木薯淀粉之间的交互作用;木薯淀粉、明胶、木薯淀粉与木薯淀粉之间的交互作用对共混膜的透气系数影响也是显著的。此外,此共混涂膜具有一定的防腐作用。     

添加丁香精油对玉米醇溶蛋白膜性能及结构的影响

以玉米醇溶蛋白为原料制备可食性膜,将丁香精油添加到玉米醇溶蛋白膜中,研究其对玉米醇溶蛋白膜物理性能及微观结构的影响。结果表明,丁香精油体积分数在0.5%～2.0%范围内时,随着体积分数的增加,玉米醇溶蛋白膜的厚度、断裂伸长率和水蒸气透过系数逐渐增加。丁香精油体积分数为0.5%～1.0%时,玉米醇溶蛋白膜的拉伸强度显著增加（P＜0.05）。添加丁香精油改善了膜的机械性能,增加了阻光性和透湿性。通过红外光谱和扫描电镜分析表明,添加丁香精油并未显著改变玉米醇溶蛋白的结构,且添加丁香精油的成膜液在干燥过程中会产生微孔,使得玉米醇溶蛋白膜的表面粗糙不均匀。