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木薯淀粉/壳聚糖可食共混膜的制备及在草莓保鲜中的应用

更新时间:2016-07-05

0 引言

草莓素有“水果皇后”之称,营养价值高,果肉细嫩多汁,但由于其缺少坚硬的保护性外皮,在运输过程中极易因受到损伤而腐烂变质,因此其保鲜难度大,货架期短[1]。目前国内外已有很多关于草莓保鲜技术的研究,如冷藏法、辐射法、气调包装法、速冻保鲜法、被膜处理法、常温保鲜法等[2],这些保鲜方法或成本较高、耗能较大,或设备要求高、操作繁琐,使其应用受到限制。故而急需研发一种成本低廉、绿色环保、操作简便的保鲜方法。

“金沂蒙在实现自我快速发展的同时,也从未忘记自身的社会责任,始终在围绕我国农业发展的痛点进行思考。”金沂蒙生态肥业有限公司总经理马晓丽表示,土壤修复改良是一项世纪工程,也是荫及子孙后代的伟大使命,金沂蒙责无旁贷。在今后的发展中,金沂蒙将继续以改善土壤环境质量为核心,以保障农产品质量为出发点,促进土壤资源有序利用,助力农业可持续发展,打响蓝天、碧水、净土三大保卫战,让环境更美好,让土壤更健康,让食品更安全,打造百年金沂蒙,助力生态中国梦!

通过长期的实践与探索,黄河流域已初步形成以流域为单元,流域与区域相结合、水利与环保相联合的黄河水资源保护管理体系,同时,黄河流域在构建流域水功能区划及水资源保护规划体系、依法强化以入河排污口为重点的水功能区管理、积极探索水生态系统保护与修复、完善突发性水污染事件应急机制、加强水质监测网络体系建设、不断提高水资源保护现代化水平和科技支撑能力等方面也取得了显著成效。这些有益的探索,为形成有黄河流域特色的水功能区纳污红线管理模式打下了坚实的基础。

可食共混膜,是一种以天然糖类、蛋白质、油脂等原料制成的膜,可通过添加增塑剂和交联剂来控制其成膜条件[3]。该类膜主要是通过涂抹、包裹、浸渍、喷洒等方法,在果蔬表面形成一个类似于微囊气调的半封闭环境,以减少或阻止水分、气体(如O2和CO2)、溶质等物质的迁移,来对内部环境进行微调,从而抑制果疏的呼吸作用,减少有机物的消耗[4-7]。因此利用可食共混膜进行保鲜是一种操作简便、成本低廉的保鲜方法,具有较好的应用前景。

从“造语益工,了无斧凿之痕”、“使事亦精”、“啄句之妙”的评语可见,李仁老对苏轼和黄庭坚作诗用事是赞赏的。徐居正《东人诗话》说:

在各种膜基材中,壳聚糖(chitosan,CTS)具有可降解性、易成膜性等优点,淀粉具有来源广泛、价格低廉、成膜后透明度高等优点,因而可广泛应用于可食共混膜的制备中[8-10]。M.A.Garc a等[11]利用稀碱对淀粉进行变性处理,再以甘油为增塑剂制备得到液体膜并应用于草莓保鲜,结果表明,涂膜组的草莓腐烂率只有30%,可延长草莓3 d货架期。赵玉清等[12]用不同有机酸溶解壳聚糖制备复合膜,通过对草莓涂膜保鲜,筛选出保鲜效果最佳的可食膜保鲜剂。N.B.Gol等[13]利用壳聚糖和羧甲基纤维素制备的复合保鲜膜液用于草莓涂膜保鲜,研究发现,其涂膜组的草莓腐烂率仅为未涂膜组的1/5,有效延长了草莓的保鲜期。

目前,单一木薯淀粉膜存在较脆、延长率低等缺点,而壳聚糖成膜后具有优异的力学性能和良好的阻氧性能。因此,本课题组将木薯淀粉(cassava starch,CST)和壳聚糖进行物理共混,并添加柠檬酸和吐温60对共混膜进行改性,以期制备得到综合性能优异的可食共混保鲜膜。

1 实验部分

1.1 实验原料与仪器

1)原料

壳聚糖,脱乙酰度为80%~95%,国药集团化学试剂有限公司;

称取一定量的木薯淀粉、壳聚糖,分别配制成各自最佳成膜质量分数的溶液,静置、消泡,然后以不同质量比进行物理共混。

冰醋酸,分析纯,博迪化工股份有限公司;

4)同时添加质量分数为1%的柠檬酸和吐温60时,保鲜效果优于单独添加质量分数为1%柠檬酸和吐温60的。

2)仪器

集热式恒温磁力搅拌器,DF-101S 型,巩义市科瑞仪器有限公司;

手动冲压机,SPECJH-120型,福建省中泰集团公司;

台式千分测厚仪,CH-1-S 型,上海六菱仪器厂;

智能电子拉力机,XLW(L)-500N型,济南蓝光机电技术有限公司;

电子天平,PL403型,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。

1.2 膜的制备

1)2种可食性单膜的制备

称取一定量的壳聚糖分别溶于质量分数为2%的醋酸中,在75 ℃下搅拌溶解,配制成质量分数为1.0%,1.5%,2.0%,2.5%,3.0%的壳聚糖混合液,静置脱泡后,将其分别置于培养皿中流延成膜。

“曲靖供电局在2014年、2016年和2018年分别开展了3轮配电网规划,更新规划问题库和项目库。重点关注较突出的低电压问题,开展了辖区内低电压台区的梳理、分析、整治工作;扶贫攻坚专项工作取得了一定的成效;积极应用规划信息化手段,利用规划辅助系统开展规划问题库编制,试点探索应用了数字化规划设计技术,提高规划设计的效率和精准度。”11月20日,在曲靖供电局召开的南方电网配电网规划建设专项督导反馈会上常务副组长方丽华在督导报告中如是说到。

称取一定量的木薯淀粉溶于蒸馏水中,在75 ℃下搅拌溶解,配制成质量分数为1%,2%,3%,4%,5%的乳液,糊化后流延成膜。

2)共混膜的制备

木薯淀粉,食用级,北京百顺生物科技有限公司;

1.3 柠檬酸用量的确定

2种膜基材所制备的单膜性能如表4所示。由表4可知,壳聚糖成膜性较好、拉伸强度大、断裂伸长率较小、耐水性一般,而木薯淀粉成膜性一般、拉伸强度小、断裂伸长率较大、耐水性极好。由于木薯淀粉分子内比分子间更容易形成氢键,因而木薯淀粉分子之间作用力更大,其耐水性好。

1.4 性能测试

1)厚度测试

参照GB/T 6672—2001《塑料薄膜与薄片厚度测定 机械测量法》[14]对膜的厚度进行测试。沿样品的纵向,距离端部1 cm的位置,横向截取试样。试样宽度约为 100 mm,且试样无折痕、无破损。在试样上取5个点,使用测厚仪测量厚度,记录每个点测量值,最后取平均值,单位用mm表示。

2)力学性能测试

参照GB/T 1040.3—2006《塑料拉伸性能的测定第3部分:薄膜和薄片试验条件》[15]对膜的力学性能进行测试。用冲压取样器裁取试样为Ⅱ型的样品,参照GB/T 2918—1998《塑料试样状态调节和试验的标准环境》[16],将样品在标准环境湿度下进行状态调湿,调湿时间在4 h以上,然后将处理过的样品在智能电子拉力试验机上进行拉伸试验,拉伸速度为50 mm/min,夹具间距为85 mm。

拉伸强度按公式(1)计算。

2)数值计算。数值计算包括数值类型转换、CRC校验等。CRC校验选择A001多项式码的CRC16校验。

式中:b为试样宽度,mm;

1)当木薯淀粉的质量分数为4.0%时,成膜效果最佳;壳聚糖溶于质量分数为2%的醋酸溶液中,质量分数为2.0%的壳聚糖溶液成膜效果最佳。

d为试样厚度,mm。

贵州省是旅游大数据示范省区,拥有旅游大数据示范性特质,具备充裕的基础设施和先天条件。国家旅游局和省政府及联通公司,大家通过三方数据整合,从景区等级方面、天气气候方面、游玩季节方面以及客源方面进行了大量数据分析,最后得出综合指数。期间分为景区等级指数内容、适游季节指数内容、景区饱和指数内容、交通拥堵指数内容和网上关注指数内容等。

断裂伸长率按公式(2)计算。

式中:L为试样被拉伸的长度,mm;

2.3 对信息脱贫的长期性认识不足 现有的研究对信息贫困的长期性认识不足,从给出信息贫困成因的相应对策中,解决区域性的经济贫困,只能说改善了当地信息贫困状况。在解决信息贫困的对策中,政策制定有一定的储备期,政策的落实有相当长的滞后期;信息贫困人群信息意识的培育也有一定周期;信息环境的改善和信息技术的普及也不是一蹴而就的,所以从诸多影响信息贫困的因素来理解,信息富集与信息贫困总是相对的,信息贫困人口总是会客观存在,并会长期存在。

L0为试样未拉伸的长度,mm。

3)水蒸气渗透率测试

以不同薄膜样品对装有等质量蒸馏水的一次性杯进行密封处理,称重记为M0,室温下静置24 h,再称重记为M24,则膜的水蒸气渗透率按公式(3)计算。

式中:M0为样品起始质量,g;

在室温条件下,每组草莓采用不同膜液涂膜。将所挑选草莓浸没于冷却的膜液中5 s,捞出草莓并在滤网中自然晾干,将每组晾干的草莓分别置于不同的干燥培养皿中,室温放置。准确称取此时各组中草莓的质量,记为m0;此后每12 h称取各组中草莓的质量,记为mi。失重率按公式(5)计算。

S为一次性杯口的内切面积,m2

t为 24 h。

4)耐水性测试

将膜固定在一次性杯的杯口,采用水滴透过法,在膜表面滴6滴水,记录水滴浸透薄膜直至滴落的所需时间。水滴透过时间越短,表明膜越容易溶解,膜耐水性越差。膜的耐水性按公式(4)计算。

式中:TP为水滴浸透薄膜至漏水所需时间;

F为膜厚。

1.5 草莓保鲜实验

1)失重率测定

M24为静置24 h后样品的质量,g;

随着信息化时代的深入变革,使市场各行业经济领域内的信息通讯交流重视程度逐步增大,特别是在畜牧产业发展中,由于受产业资源局限性的影响因素,为推动畜牧产业在现代经济形式下发展中形成规模扩大化、产业扩大化的链条式集群,打破传统畜牧产业的发展限制,畜牧业信息资讯以及产品市场未来走向成为今后主导畜牧业发展的重要手段之一,从长期交流实践中得知,为在市场经济条件下建立完备的畜牧产业信息体系,在原有讯息技术的基础上大量应用以RFID技术为主体的现代化物联网技术,确保畜牧产业进一步向正确的方向发展,主要应用路径有以下几种。

2)草莓感官评分

通过对比与分析杨必(女)与荣如德(男)的《名利场》译本,可以总结出,译者性别身份的不同对译文是有很大影响的。女性译者为了在译文中突出自己与男性译者同等的地位,经常采取重写的方法或采用不同的表达方式对原文进行能动地改写,使译文更加丰富形象化,也使自己的弱者形象得到改善。而男性译者通常遵循于原文的忠实,在译文中常常有意无意地表现出男性特征。

按10分制法对草莓色泽、褐变、气味等方面进行评分,评分标准如表1所示。

表1 草莓感官评分标准 Table 1 Strawberry sensory evaluation criteria

评分标准外观品质完好,新鲜、无腐烂,基本无萎焉,有浓郁的草莓香味外观品质较好,轻微黯淡,基本无褐变、无腐烂,萎焉程度很小,草莓香味较大外观品质一般,肉眼可见的褐变,轻微腐烂,萎焉略严重,香味较淡外观品质较差,局部出现褐变,腐烂且有汁液流出,萎焉很严重,香味快要消失分值/分8~10评价乐意接受6~8接受4~6一般接受0~4不接受

2 结果与分析

2.1 浓度对两种膜基材成膜性的影响

2.1.1 浓度对壳聚糖成膜性的影响

不同浓度的壳聚糖溶液的成膜性如表2所示。当壳聚糖溶液的浓度较低时,所制备的膜较薄,机械性能不好;当壳聚糖的质量分数为2.0%时,所制备的膜性能较好;但当壳聚糖的质量分数大于2.0%时,溶液不溶物增多,黏度增大,流延性差,所制备的膜较厚且厚度不均。因此,当壳聚糖质量分数为2.0%时,成膜效果相对较好。

表2 不同浓度的壳聚糖溶液的成膜性能 Table 2 Film forming properties of chitosan solution with different concentration

壳聚糖质量分数/%1.0 1.5 2.0 2.5 3.0溶解现象容易溶解,黏度小,黄色透明比较容易溶解,黏度略小,黄色透明搅拌后仍有不溶物,黏度适中搅拌后较多不溶物,黏度适中搅拌后大量不溶物,黏度较大成膜情况流延性好,膜较薄,溶液较稀流延性好,膜厚度一般流延性较好,溶液黏度适中流延性一般,膜厚度均匀流延性不好,膜厚且不均匀

2.1.2 浓度对木薯淀粉成膜性的影响

不同浓度的木薯淀粉溶液的成膜性如表3所示。由表3可看出,质量分数为1.0%和2.0%的木薯淀粉溶液黏度太小,成膜难度较大且所制备的膜较脆;当木薯淀粉的质量分数为3.0%,4.0%时,木薯淀粉成膜性较好,所制备的膜性能较好,但质量分数为3.0%时,所制备的膜略脆,不易揭下;而当木薯淀粉的质量分数为5.0%时,其黏度太大,所得膜厚薄不均。因此,当木薯淀粉质量分数为4.0%,成膜效果相对较好。

表3 不同浓度的木薯淀粉溶液的成膜性能 Table 3 Film forming properties of cassava starch solution with different concentration

木薯淀粉质量分数/%1.0糊化时的现象溶液很稀,少许气泡2.0黏度较小,有气泡3.0黏度一般,溶液有较多气泡4.0黏度较大,有很多气泡5.0黏度很大,有较大气泡成膜情况所得膜自动裂开,难以完整制备所得到的膜较薄,脆性大,难揭所得到膜厚一般,力学性能一般所得膜厚度均匀,力学性能较好膜较难干,厚度较大,韧性不好

2.1.3 2种膜基材成膜性的对比

取5等份最佳配比的壳聚糖/木薯淀粉成膜液,其它成膜条件不变,分别添加质量分数为1.0%,2.0%,3.0%,4.0%,5.0%的柠檬酸,放置在集热式恒温磁力搅拌器中加热搅拌,待柠檬酸完全溶解后,冷却、消泡,再流延成膜。

表4 壳聚糖膜与木薯淀粉膜性能比较 Table 4 Comparison of film properties of chitosan and cassava starch

成膜材料木薯淀粉壳聚糖P/MPa 5.07 35.40 ε/%15.0 8.7 TP/min 12 h后水滴未透过270.9 RW/(g·(24 h·m2-1)150 257

2.2 不同配比对共混膜性能的影响

2.2.1 不同配比对共混膜力学性能的影响

不同配比对共混膜拉伸强度和断裂伸长率的影响如图1所示。由图可知,共混膜的拉伸强度随着壳聚糖含量的增加而增大,其原因在于木薯淀粉膜拉伸强度很小(5.07 MPa),壳聚糖膜拉伸强度为其7倍,随着壳聚糖含量的增加,氢键数目增加,共混膜拉伸强度增大[9]。断裂伸长率随着壳聚糖含量的增加而减小。

图1 不同配比对共混膜拉伸强度和断裂伸长率影响 Fig.1 Effect of different proportion on tensile strength and elongation at break of blend film

2.2.2 不同配比对共混膜水蒸气渗透率的影响

不同配比对共混膜水蒸气渗透率的影响见图2。

图2 不同配比对共混膜水蒸气渗透率的影响 Fig.2 Effect of different ratio on water vapor permeability of blend membrane

由图2可知,随着共混膜中壳聚糖含量的增加,水蒸气渗透率逐渐增大。由于纯木薯淀粉水蒸气渗透率较差,壳聚糖膜水蒸气渗透率高于木薯淀粉,因此5组共混膜水蒸气渗透率介于二者之间。

2.2 放射诊断科医生建议 通过X光显影,明确了导管线和电极线的位置及走向,导管末端位于上腔静脉第7后肋,在右心耳外侧,电极导线放置在右心房。当患者体位发生较大变化时,导管尖端会向右心房端前进2~3 cm,为安全起见,建议拔出PICC导管2 cm,让导管尖端位置远离右心房,避免两者相互影响。

2.3 柠檬酸对共混膜性能的影响

2.3.1 柠檬酸对共混膜力学性能的影响

柠檬酸对共混膜拉伸强度和断裂伸长率的影响如图3所示。由图可知,随着柠檬酸含量的增加,共混膜的拉伸强度呈现先减小后增加的趋势[10],其原因在于共混膜与柠檬酸分子之间存在交联结构,从而导致共混膜的拉伸强度发生变化,随着柠檬酸含量的增加,共混膜的断裂伸长率先增加后减少,这是因为当柠檬酸添加量较小时,柠檬酸使得大分子间的距离增大,从而使断裂伸长率增加,而随着柠檬酸含量的增加,此时柠檬酸起到大分子间交联的作用,使断裂伸长率减少。

图3 柠檬酸对共混膜力学性能的影响 Fig.3 Effect of citric acid on mechanical properties of blend film

2.3.2 柠檬酸对共混膜水蒸气渗透率的影响

不同质量分数的柠檬酸对共混膜水蒸气渗透率影响如图4所示。由图可知,随着柠檬酸含量的增加,共混膜水蒸气渗透率先减小后增加再减小。当柠檬酸质量分数为1%时,共混膜水蒸气渗透率达到最小值,比未添加时的120 g/(24 h·m2)减少了20%。添加少量的柠檬酸使透水汽性降低,其原因可能是小分子柠檬酸起到交联作用,从而使分子之间作用力增大,大分子结合更加紧密,膜的致密性增加。此后,随着柠檬酸含量的不断增加,少部分起到交联作用,其余的作为小分子增大成膜大分子间的距离,使膜的微观结构变得疏松。又因柠檬酸含有多个亲水羧基,添加到共混膜中,使膜的亲水性增大,故随着柠檬酸浓度的增加,膜的水蒸气渗透率随之增加。

图4 柠檬酸对共混膜水蒸气渗透率影响 Fig.4 Effect of citric acid on water vapor permeability of blend membrane

2.4 共混膜对草莓保鲜效果影响

2.4.1 草莓失重率

当基材组成相同,不同添加成分的共混膜对草莓失重率的影响如图5所示。

图5 不同添加成分的共混膜对草莓失重率影响 Fig.5 Effect of different additives on weight loss ratio of strawberry

由图5可知,24~36 h,添加质量分数为1%的吐温60组较其他组失重率略低,其余各组差别不大;36~48 h,添加质量分数为1%的吐温60和1%柠檬酸与只添加质量分数为1%的吐温60组的草莓失重率较另外4组低;48~60 h,添加质量分数为1%的吐温60和1%柠檬酸组失重率最小,保鲜效果最好,而只添加质量分数为1%的柠檬酸组的草莓失重率最大,保鲜效果最差。其原因可能是:1)添加柠檬酸(铸膜液)与草莓表面结合不好,使得表面膜不均匀,干膜过程使得草莓脆弱的表面有所破损,因而草莓内部物质损耗比空白组略大;2)失重率最小的一组因吐温60的加入,改善了膜与草莓表面的结合性,同时柠檬酸在其中起到一定抗菌的作用,从而降低了草莓的呼吸作用,减少了草莓的内部损耗,因而失重率最小;3)空白组的草莓裸露在空气中,呼吸作用和蒸腾作用明显,因而失重率较大。

2.4.2 草莓感官评分

草莓的感官评定结果如表5所示。由表可知,保存48 h时,空白组、共混膜组以及共混膜+柠檬酸组的草莓感官评分均达4.0分及以下,已失去食用价值;而共混膜+吐温60组的草莓在48 h后评分骤降,60 h后霉变;共混膜+柠檬酸+吐温60组中的草莓保鲜效果最好,感官评分最高,60 h时感官评分为4.6分,品质还能接受。其原因可能是柠檬酸的加入具有一定的抗菌效果,而吐温则改善了涂膜与草莓表面的结合性能,二者结合有效抑制草莓失水,从而减缓了果实内部组织的软化及果胶的散失,从而在一定程度上很好地保持了草莓的品质。

表5 草莓感官评分 Table 5 The sensory score of strawberry 分

时间/h 12 24 36 48 60空白组7.5 6.0 5.7 3.0 1.6共混膜9.1 7.2 5.0 3.8 4.0共混膜+吐温60 9.0 7.5 6.6 6.0 1.5共混膜+柠檬酸8.0 7.0 5.5 4.0 2.0共混膜+柠檬酸+吐温60 9.3 8.0 7.6 7.0 4.6

3 结论

通过以上单膜和混合膜的性能测试与保鲜实验,可得到以下结论:

教育是学生生活的重要一环,不得不让每位老师必须加以重视。“生活写作”对于寄宿的初中生的写作水平有着深远的影响,主要表现在以下几个方面:

F为试样拉断时所承受的最大拉力,N;

2)当mCSTmCTS=1∶1时,共混膜拉伸强度为25 MPa,断裂伸长率为10.6%,共混膜综合力学性能比较好。

3)随着柠檬酸添加量的增加,共混膜拉伸强度先增大后下降,断裂伸长率先降低再增加。添加质量分数为4%的柠檬酸时综合力学性能较好。

柠檬酸,食用级,广州番禹力强化工厂。

膜孔径的大小会影响膜的性能,但是膜蒸馏中所处理的溶液的性质会影响膜的孔径[7]。从图 1和图 4可见,膜4的通量大于膜 3的通量。另一方面因为膜 3是PTFE膜,它的强度比膜 4小,所以增加支撑层来提高膜强度,与此同时,膜的传质阻力也增加,导致膜 3 的膜通量减小。膜 4是偏聚氟乙烯,具有极强的疏水性,它的耐冲性能和耐磨性能优良,此外它的化学稳定性良好,在室温下不被酸、碱等强氧化性试剂腐蚀[8-11],所以选择膜 4为膜蒸馏实验用膜。

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就协商内容而言,它是人民内部各方面就社会公众共同关心的、利益相关的议题进行广泛而自由的讨论、商量,从而实现民主管理、民主的决策。在现实层面,社会公众能够就改革发展稳定重大问题和涉及群众切身利益的实际问题进行自由、深入的讨论,从而达成广泛的共识,形成科学、民主决策,实现人民当家作主。协商民主将统一战线作为党联系群众的纽带、作为执政党进行利益表达、利益协调、利益整合的有效机制,并上升到民主政治制度的层次。这不仅有利于扩大公民有序政治参与,而且体现“有事好商量,众人的事情由众人商量,找到全社会意愿和要求的最大公约数,是人民民主的真谛”[3],使国家治理和社会治理具有深厚的基础。

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吴梦君,钟环宇,李樟华,朱钦林,喻慕琳,刘赐,杨明明,周晓媛,刘文勇
《包装学报》 2018年第1期
《包装学报》2018年第1期文献

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