蓝莓花青素智能指示膜的制备及应用

以蓝莓花青素(BA)作为新鲜度指示剂,以玉米淀粉(CS)、羧甲基纤维素(CMC)为成膜基材,采用流延法制备智能指示膜.分析不同质量分数花青素对复合膜在机械性能、含水率、水蒸气透过率、热稳定性、红外光谱、表面微结构以及灵敏度等的影响.结果表明:当BA质量分数为3％时,指示膜的断裂伸长率最高,含水率与水蒸气透过率最低,且灵...     

紫薯花青素与淀粉/PVA复合膜的制备与表征

本研究以紫薯淀粉/聚乙烯醇(PVA)复配作为成膜基质,并添加紫薯花青素提取物(PSPE)制备可用于牛奶新鲜度检测的智能复合包装膜。通过对复合膜机械、光谱和显色等方面性能的研究,研究表明PSPE的加入使复合膜的机械性能提高,浓度为24%时,复合膜的断裂伸长率最大,为87.73%,抗拉强度和厚度适中;复合膜的紫外-可见光谱(UV-Vis)与色素溶液的光谱变化规律一致,表明PSPE与成膜基质相容性好,生理活性高;傅里叶红外光谱(FT-IR)表明PSPE的羟基基团与成膜基质中的羟基基团形成分子间氢键相互作用,而化学组分未受影响。将复合膜应用于牛奶新鲜度检测,新鲜牛奶中复合膜呈现淡紫色,随着时间的推移牛奶逐渐变质,pH下降,复合膜颜色变红变浅。因此,PSPE复合膜可以实现牛奶腐败的智能指示,研究可为牛奶新鲜度智能指示膜的开发提供参考。     

基于pH驱动法的姜黄素/明胶指示膜制备、表征及对刀额新对虾的新鲜度指示

摘 要：目的 为拓宽姜黄素(Curcumin, Cur)作为pH指示剂在水产品新鲜度可视化检测中的应用。 方法 本研究以明胶(Gelatin, Gel)为成膜基质, 姜黄素为指示剂, pH驱动法制备指示膜, 比较不同成膜pH值对指示膜微观结构、机械性能及颜色响应能力等指标的影响, 并应用于刀额新对虾(Metapenaeus ensis)新鲜度检测。结果 pH驱动法显著提高了姜黄素和明胶的相容性, 傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR)分析表明, 姜黄素在pH驱动过程中主要通过氢键和疏水相互作用包埋于明胶网络中。X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)结果显示, 姜黄素在pH驱动过程中以无定形形态存在, 而不同成膜pH导致了姜黄素在指示膜内的溶解性差异, 影响了指示膜的微观结构。当最终成膜液为pH=7.0时, 指示膜具有最优异的柔韧性(断裂伸长率为49.46%)、阻隔性能(水蒸气透过率为18.64±0.31 10-10 g/m·Pa·s)和颜色响应能力。此外, 将性能最优的指示膜用于刀额新对虾(Metapenaeusensis)(4℃)新鲜度指示实验, 在实验期间指示膜出现明显的颜色变化, 并对应鲜度等级划分, 相关性分析表明指示膜色差值(ΔE)与pH值、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen, TVB-N)含量存在显著正相关(R2=0.92806), 表明指示膜能够对鲜虾的新鲜度进行可视化实时监测。结论 pH驱动法制备的Gel/Cur指示膜可以作为水产品新鲜度实时检测的智能包装。[基金项目：国家重点研发计划(2018YFD0901003)、国家自然科学基金项目(31801607)、贺州学院博士科研启动基金项目(HZUBS202106) Fund：Supported by National Key Research and Development Program (2018YFD0901003), National Natural Science Foundation of China Project (31801607), Hezhou College Doctoral Research Start-up Fund Project (HZUBS202106) *通信作者：宋慕波，博士，教授，主要研究方向为农产品加工及贮藏工程。E-mail：202009002@hzxy.edu.cn *Corresponding author: SONG Mu-Bo, Ph.D, Professor, Hezhou University, No.3261 Xiaohe Dadao, Babu District, Hezhou City, Guangxi 542899, China. E-mail：202009002@hzxy.edu.cn ]     

结冷胶-沙蒿胶-蓝莓花青素可食性膜的制备及其性能分析

利用蓝莓花青素对pH值的指示作用制备智能包装膜,以期解决食品保鲜过程中新鲜度的检测难题。以结冷胶、沙蒿胶和蓝莓花青素为主要原料,采用流延法制备智能指示膜,研究膜的色差、机械性能、水溶性、水蒸气透过率以及微观结构等分析其性能。结果表明,红外扫描和电镜分析表明沙蒿胶与结冷胶及蓝莓花青素之间具有良好的相容性;沙蒿胶能够提高结冷胶/沙蒿胶-蓝莓花青素膜的厚度、膜的断裂延伸率、水蒸气透过率,降低膜的抗拉伸强度和水溶性;结冷胶/沙蒿胶复配比8∶2(质量比)时,花青素膜的断裂延伸率最大为47.36%,水蒸气透过率为7.643×10^-6 g·m/(d·Pa·m^2),抗拉强度22.08 MPa,复配比4∶6(质量比)的膜厚度达到0.079 mm;复合膜对pH值的指示作用显著,可作为pH指示膜。本研究为新型食品保鲜智能指示膜的应用提供理论基础。     

黑米花青素-结冷胶可食用膜的性能分析

多酚与多糖复配制备的可食性膜具有无污染、可降解等特点，是目前食品包装研究热点。以结冷胶为成膜原料，添加不同浓度的黑米花青素，制备可食性复合膜，研究了复合膜的机械性能和微观结构，并分析了成膜材料间的相互作用对膜的影响。结果显示添加黑米花青素的结冷胶可食用膜抗拉强度升高，断裂延伸率下降，添加2.0%黑米花青素的复合膜抗拉强度为1565.15 MPa，断裂延伸率为7.67%；水蒸气透过率增大至5.06×10^-8 g·m/(h·Pa·m²)。红外光谱、扫描电镜和X-射线衍射结果都表明结冷胶和黑米花青素具有良好的相溶性；热重分析结果表明加入黑米花青素有利于形成分子间氢键，并提高了复合膜的热稳定性。黑米花青素膜对pH敏感，在不同的pH下表现出明显颜色变化，可以作为颜色变化的指示剂。     

玉米粉静态流变特性及成膜特性

对不同的玉米粉粒度、水浴温度、料液比及甘油添加量的玉米粉糊体系的静态流变特性及成膜机械性能进行了研究,并初步探讨了玉米粉糊的流变性能及膜机械性能之间的关系。结果表明:玉米粉糊呈现剪切变稀的假塑性,且黏度会影响触变行为,而触变性最大时所制备的玉米粉膜的抗拉伸强度也最大。玉米粉膜的抗拉伸强度与玉米淀粉膜基本一致。水蒸气透过率和溶解性测试表明,玉米粉膜水蒸气透过率略小于玉米淀粉膜,而溶解性与玉米淀粉膜无显著差异。电镜扫描结果显示,玉米粉膜与玉米淀粉膜表面均较为平整、光滑,表明玉米粉具有良好的成膜特性。     

可食性大豆分离蛋白膜制备和基础特性分析

研究了制备可食用大豆分离蛋白(SPI)包装保鲜薄膜性能的影响因素,包括热处理和碱处理。在不同的加热温度和pH值下处理成膜液,试验结果表明适当的加热和调节pH可以降低SPI膜的水蒸气透过系数(WVP)和透氧率。调节成膜液pH为10在80℃水浴中加热20min得到的可食用膜性能最佳。     

热处理和碱处理对可食性大豆分离蛋白膜性能的影响

研究了热处理和碱处理对可食性大豆分离蛋白(SPI)膜性能的影响。对成膜液进行适当的加热和调节pH可以提高SPI膜的抗拉强度(TS)和伸长率(E),降低水蒸气透过系数(WVP)。调节成膜液的pH到9,在70℃加热20min,所得到的膜机械性能和阻湿性能最好。     

改性蒙脱土/PVA/淀粉复合膜的制备及其抗菌性能

采用高温灼烧法制备纳米氧化铜蒙脱土(MMT-CuO),然后用十四烷基二甲基苄基氯化铵(1427)进行蒙脱土的阳离子改性。以聚乙烯醇(PVA)、红薯淀粉为基材,甘油为塑化剂,蒙脱土为抑菌剂和强化剂,制备改性蒙脱土/PVA/淀粉复合膜。结果表明,随着未改性蒙脱土的含量增加,复合膜的抗拉强度也逐渐增加,添加量为8%时,膜的抗拉强度为(7.132±0.201)MPa,断裂伸长率为(145.747±5.039)%;季铵盐改性MMT-CuO的添加量的增大,膜的拉伸强度变化不显著,但是断裂伸长率、水溶性和水蒸气透过性均降低,改善了膜的水溶性和水蒸气透过性;改性蒙脱土可以提高膜的抗菌性,尤其对金黄色葡萄球菌,这种复合改性蒙脱土在抗菌包装上具有潜在应用价值。     

阿魏酸对马铃薯淀粉基复合膜性能的影响

以马铃薯淀粉、普鲁兰多糖、明胶为成膜物质,甘油为增塑剂,阿魏酸为交联剂,采用流延法制备马铃薯淀粉基复合膜,研究了阿魏酸含量对复合膜物理机械性能的影响.结果表明:阿魏酸能够改善复合膜的机械性能和阻湿性能,减小复合膜的水溶性,但会显著降低复合膜的透光率,且使复合膜的颜色发黄.其中,添加1％阿魏酸的复合膜性能较好,其抗拉强度为14.33MPa,断裂伸长率为9.36％,水蒸气透过率为4.52g· mm·m-2·d-1·kPa-1,水溶性为28.46％,透光率为77.37％.     

托盘装生鲜猪肉新鲜度指示卡的制备与性能研究

以玉米淀粉/聚乙烯醇(PVA)复合薄膜为载体,溴甲酚紫为指示剂,制备一种应用于托盘包装生鲜猪肉的新鲜度指示卡。将不同浓度的溴甲酚紫乙醇溶液,分别与两组不同配比的复合薄膜溶液混合,流延制备指示卡,再与生鲜猪肉一同置于托盘包装中,在20℃条件下贮藏。贮藏期内定期测定猪肉的挥发性盐基氮(TVB-N)含量、感官品质、p H以及新鲜度指示卡的色差值(ΔE),分析指示卡的颜色变化与猪肉新鲜度的相关性,从而判断指示卡的有效性。结果表明,指示卡的颜色变化与猪肉新鲜度变化呈现出较好的同步性。在猪肉TVB-N含量超出国家标准(15 mg/100 g)之前,溴甲酚紫浓度为0.3%的指示卡B1指示效果最佳。     

冻融处理对淀粉膜结构、热稳定性、机械性能及物理性质的影响

本实验分别以天然马铃薯淀粉（potato starch,PS）、改性马铃薯淀粉（包括羟丙基二淀粉磷酸酯（hydroxypropyl distarch phosphate,HDP）、醋酸淀粉（acetate starch,AS）和氧化淀粉（oxidized starch,OS））为基材,通过流延法制备可食用淀粉膜,考察冻融处理对膜物理性质、机械性能、阻隔性能、微观结构和热稳定性的影响。X射线衍射结果表明,马铃薯来源的淀粉颗粒具有典型的B型晶体结构,在成膜过程中淀粉结晶度降低,冻融处理后淀粉膜晶体峰强度明显减弱。扫描电子显微镜观察结果显示,冻融处理破坏了淀粉膜的微观结构,其中PS膜上出现明显裂纹,AS膜上出现蜂窝和层状结构,而HDP和OS淀粉膜具有更完整的形态。热重分析结果表明,随着温度的升高,淀粉膜的热重曲线出现4 个质量损失阶段,分别对应水分散失、甘油挥发、淀粉解聚及淀粉分解,而冻融处理对膜热稳定性影响较小。常温条件下,PS膜具有最佳的机械性能,其拉伸强度为2.29 MPa,断裂伸长率为68.82%。在3 个冻融循环后,淀粉膜的拉伸强度至少增加了2 倍,断裂伸长率普遍降低,而溶解度和水蒸气透过率仅有轻微变化。综合考虑不同淀粉膜微观结构、机械性能、水蒸气透过率及水溶性,HDP膜表现出更好的冻融稳定性,可应用于冷冻低水分食品的保藏。     

基于细菌纤维素改性的明胶/姜黄素指示膜的制备与性能研究

为进一步拓宽姜黄素（Curcumin,Cur）在指示膜领域中的应用,本研究以姜黄素为指示剂,明胶（Gelatin,Gel）为成膜基质,细菌纤维素（Bacterial cellulose,BC）为改性剂制备Gel/BC/Cur指示膜。以GeL/Cur为对照,研究不同组分比例（Gel∶BC=1∶1、2∶1、1∶2）对指示膜微观结构、机械性能及颜色响应等指标的影响。傅里叶红外光谱（FT-IR）分析表明,GeL/BC共混膜基质与Cur之间存在分子相互作用。X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）结果显示,当BC引入到指示膜后,指示膜的结晶度明显增加。当Gel∶BC=11时,指示膜具有最优异的机械性能[抗拉强度为（7.06±0.34）MPa]、阻隔性能[水蒸气透过率为（4.69±0.49）g/m2·h]和颜色响应（ΔE>5）。上述结果为姜黄素在指示膜中的应用提供了良好的研究思路。     

预糊化对挤压吹塑制备淀粉/PVA纳米复合膜性能的影响

为了获得高性能的淀粉基复合膜,选取羟丙基交联淀粉(HP)和2种预糊化羟丙基交联淀粉(PC、PE)为成膜基材,分别与2种聚合度的PVA(1 700、2 400)复合,添加有机改性蒙脱土为增强剂,采用挤压吹塑法制备了淀粉/PVA纳米复合膜。结果表明:PC/PVA、PE/PVA复合膜表面不存在淀粉颗粒碎片,HP/PVA复合膜表面分布着未糊化的淀粉颗粒;同种淀粉和高聚合度的PVA之间,界面亲合力更强,相容性更好,形成的复合膜力学性能较好,疏水性能更强;预糊化淀粉有利于良好、有序插层结构的形成,与PVA分子之间联结更紧密,阻碍了水分子的吸附和透过。     

基于甜菜红素的pH指示膜性能研究

以甜菜红素为指示剂,木薯淀粉、花生壳纤维素为成膜基材,采用流延法制备pH指示膜,对指示膜进行性能表征,并分析不同甜菜红色素含量对指示膜热稳定性、机械性能、光学性能、含水量、水溶性以及pH敏感性的影响。通过红外光谱及扫描电镜分析发现甜菜红素与成膜基质相容性良好,各基团交联稳定。结果表明,40%(质量分数)的甜菜红素提高了指示膜的热稳定性能、紫外光阻隔性、断裂伸长率和水润胀率(33.54%至45.94%),降低了指示膜的含水率(15.33%至13.00%)和拉伸强度(7.69 MPa至2.22 MPa),熔点从105℃升至125℃。指示膜表现出良好的pH敏感性,在酸性环境下呈暗红色,中性时呈酒红色,碱性时呈黄色/紫色,色差均大于5,肉眼可视。表明甜菜红素pH指示膜具有广阔的开发前景。     

柠檬醛/纳米SiO_2交联改性PVA复合材料阻水性能和结构研究

本研究采用柠檬醛和纳米SiO_2交联改性聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)膜材料,以提高PVA膜材料的阻水性,并对改性膜材料的结构进行表征。结果表明,柠檬醛和纳米SiO_2能显著(P0.05)降低PVA膜材料的成膜溶胀率及水蒸气透过率,当柠檬醛和纳米SiO_2的添加量分别为3.93 mL/100 mL、0.62 g/100 mL时,PVA膜材料水蒸气透过率最低,为(768.73±20.51) g/(m~2·d)。采用水接触角、扫描电镜、红外光谱和X射线衍射等对膜的结构进行表征,结果表明,在上述添加条件下,柠檬醛和纳米SiO_2通过化学交联法可以均匀的填充在PVA膜材料中,降低其水接触角并改变其结构和结晶性能,从而显著提高复合膜材料的阻水性能。     

黑豆皮乙醇提取物/玉米淀粉/卡拉胶复合膜的物化性质及生物活性表征

该研究以玉米淀粉为基材,卡拉胶作为增强剂,甘油作为增塑剂,制备复合膜,并探讨了不同添加量的黑豆皮乙醇提取物对复合膜的物化性质及生物活性的影响。结果表明,提取物的加入使得复合膜的颜色加深,不透明度增大,并且影响了复合膜的微观结构;红外光谱和X-射线衍射结果表明,提取物的加入可抑制淀粉分子的重结晶现象,影响复合膜的机械性能和水蒸气透过率,并降低复合膜的玻璃化转变温度;改善复合膜的生物活性,提高复合膜的抗氧化性能和抑菌性能。该研究结果可为黑豆皮乙醇提取物/玉米淀粉/卡拉胶复合膜的生产和应用提供理论基础。     

超声波对玉米淀粉成膜性能影响的研究

利用超声波对玉米淀粉糊进行处理,使其成膜,并对膜的抗拉强度、断裂伸长率、透光率、水蒸气透过系数、透油系数及表面微观结构进行分析。超声波处理的玉米淀粉溶液所成膜的机械性能、阻隔性以及表面微观结构都有所改善。其中1200 W处理15 s时效果最佳,抗拉强度达到最大13.68 MPa、断裂伸长率27.8%、水蒸气透过系数0.1098(g/cm2.d),透油系数0.0113(g.mm/cm2.d)。     

基于甲基纤维素改性聚乙烯醇指示膜的制备、表征及对南美白对虾的鲜度指示

为实现水产品鲜度可视化实时监测,本研究以甲基纤维素（methyl cellulose,MC）共混改性聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）为成膜基材,复配溴甲酚紫甲基红制备指示膜,比较基材配比对结构、物理及检测性能的影响,并应用于南美白对虾鲜度检测。结果表明：各组分相容性强,流变学结果表明m（MC）∶m（PVA）＝3∶1时分子间作用力最强烈。MC的引入可改善PVA性能,当PVA和MC质量比为1∶3时,指示膜具有最高的抗拉强度（（65.36±4.29）MPa）、疏水性能（水接触角（57.30±0.81）°）和阻隔性能。各指示膜均能对pH值响应,且具良好颜色稳定性。将性能最优的指示膜用于南美白对虾（4 ℃）鲜度检测,4 d时指示膜由红褐色转为紫褐色,对应次级鲜度;8 d时pH值和总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen,TVB-N）含量分别达7.73±0.01和（60.90±7.00）mg/100 g,指示膜变为黑色,对应完全腐败。差异显著性分析表明指示膜颜色在不同鲜度区间具有明显差异,相关性分析表明指示膜色差值与pH值、TVB-N含量呈显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）相关。鉴于伴随虾不同程度的腐败,指示膜可产生肉眼可辨的颜色变化,故可根据指示膜颜色对所保鲜虾类的鲜度等级进行划分,实现食品鲜度实时监控,具良好应用前景。     

淀粉成膜性和疏水性对表面施胶包装纸的影响

本文研究了添加甘油对疏水改性木薯淀粉膜力学性能及阻隔性能的影响,甘油的添加降低了疏水改性淀粉膜的玻璃转化温度、储能模量及水蒸气透过量.当温度低于临界温度上限时,疏水改性淀粉将会出现固态及液态两种形式.热的淀粉溶液中加入适量的甘油可以抑制淀粉微粒的沉淀.与羟丙基淀粉相比,疏水改性淀粉中添加不同量的甘油并涂覆干基材表面,对基材的阻隔性、水蒸气透过量、接触角及可勃吸水值均有一定影响.从表面施胶基材的可勃吸水值和水蒸气透过量的变化上可以看出,淀粉的成膜性对基材的性能有非常重要的影响.良好的成膜性可以改善基材的阻气、阻湿性,而对基材表面润湿性的影响不大.随着甘油含量的逐渐增加,基材的水蒸气透过量不断减少;但仍无法得到较好的阻湿性能.本文中所用的疏水改性淀粉具有较好的氧气阻隔性能和接触角,因此,表面施胶后的基材具有较好的疏水特性.同时在实验条件下研究了淀粉沉淀对基材性能的影响,利用淀粉沉淀对基材表面进行施胶后即使淀粉成膜性较差,也可以得到较低的水蒸气透过量和较高的接触角.通过增加疏水改性淀粉中甘油的含量,表面施胶基材的可勃吸水值可以得到显著改善.