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壳聚糖-淀粉水不溶性可食薄膜的制备工艺研究

医案日记 2023-06-19 07:28:08

目前,我国食品包装仍旧普遍采用塑料袋,塑料不但易产生有害气体和异味,对人体有一定毒性,且使用后在环境中不易分解而引起环境污染。可食性包装材料与合成包装材料一样,可以阻止食品吸水或失水,防止食品氧化串味,也可作为食品风味剂、营养强化剂等成分的载体,可食性包装材料正日益受到重视。但由于普通淀粉制成的可食性薄膜是水溶性的,要求待包装的食品要预先干燥处理,这就影响食品的风味和质量;而由胶原制成的薄膜,制造成本高,外观不理想,其应用受到限制。壳聚糖作为天然的高分子膜材料,若加入淀粉,即可改变膜的水不溶性,就能使之成为具有较高机械强度的可食性包装材料。

复合膜的合成工艺条件试验结果表明,壳聚糖含量越高,薄膜的抗拉强度和水不溶性越好。当壳聚糖与水淀粉的混合比(W/W)低于1∶1时,膜的机械强度和水不溶性开始下降。超过此比例,膜的强度变化不明显,但当淀粉含量增大时,膜的强度降低,而且水溶性剧增。在壳聚糖与淀粉混合时,干燥温度越高,水浸后薄膜抗拉强度越高,因此干燥温度宜超过80℃。膜制成后,是自然干燥还是加热干燥,对膜的机械强度有影响。壳聚糖膜具有吸水性,壳聚糖分子链的晶区有很强的氢键,对水的吸附主要是在无定形区。加热膜可减少膜中的吸附水,可提高膜的结晶度,因此膜强度提高。壳聚糖是天然的成膜物质,所成膜不溶于水,其含量增高,有利于提高复合膜的水不溶性。复合膜制作过程的有关问题壳聚糖首先溶于醋酸,再与淀粉混合,这时配制壳聚糖的浓度不应超过5%,否则可因溶液黏度过高,导致加工困难。壳聚糖成膜后,氨基上带有HCl。用碱液处理可除去氨基上的HCl使之成为自由氨基,壳聚糖的非离子化使之失去了水溶性。因此,所制得的壳聚糖-淀粉复合膜若不经碱液处理,则薄膜在水中膨润性极大,湿润后立即失去强度。所以,所制薄膜须用4%的稀碱液浸泡一段时间。

壳聚糖-淀粉复合膜的机械强度和水不溶性受壳聚糖与淀粉比例的影响,最适宜的混合质量比为1∶1,干燥温度在80℃以上,可明显改善其机械强度;壳聚糖宜配制成浓度小于5%的醋酸溶液与淀粉混合;最后要经过碱处理过程,以防止复合膜在水中的膨胀。这样所制得的薄膜具有较高的机械强度、水不溶性和阻气、阻湿性能,在水中放置一昼夜,其性能变化不明显,即使在沸水中加热一段时间,其水溶性不发生明显的变化。(作者:沈阳农业大学)

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