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您当前位置:创联食用胶网 » 行业快讯 » 海藻酸钠与鱼皮明胶复配在食品包装膜中的应用

  • 海藻酸钠与鱼皮明胶复配在食品包装膜中的应用
  • 来源:爱学术        2019-11-29         3655
【摘要】

在可食用包装膜的制备中,单纯的明胶膜质脆,而海藻酸钠由于亲水性使其在湿度较高的环境中容易吸潮发黏,形成的膜热性能较差,机械性能也有待改善。将明胶与海藻酸钠共混制膜可以制备出集二者优点,具有更加广泛功能特性的复合膜,其阻隔性好、强度及热稳定性高。

明胶是由动物结缔组织中的天然胶原质在适当条件下其三级、二级和部分一级结构被破坏,胶原的三股螺旋结构松开,相互缠绕的链解开以后得来的产物。明胶具有凝胶特性,成膜性能良好,与其他蛋白膜相比,明胶膜具有机械性能强、阻隔性能好、透明度高等特点,在可食性包装膜的应用方面有不可替代的优越性。

海藻酸钠是白色或淡黄色粉末状的一种聚阴离子的电解质,一定浓度的海藻酸钠溶液通过干燥的方法,可以制得水溶、透明、阻氧性和机械性能较为优良的膜。但单纯的明胶膜质脆,而海藻酸钠由于亲水性使其在湿度较高的环境中容易吸潮发黏,形成的膜热性能较差,机械性能也有待改善。将明胶与海藻酸钠共混制膜可以制备出集二者优点,具有更加广泛功能特性的复合膜,其阻隔性好、强度及热稳定性高。

海藻酸钠与鱼皮明胶复配在食品包装膜中的应用

海藻酸钠与鱼皮明胶复配在食品包装膜中的应用

复合膜的力学性能分析

复合膜中海藻酸钠添加比例低于40%时,随着复合膜中海藻酸钠添加比例的提高,复合膜的抗拉强度逐渐增加,断裂伸长率也较单一的明胶膜有明显增加,说明加入海藻酸钠有利于改善明胶膜的力学性质,纯明胶膜的抗拉强度和断裂伸长率分别为5.5MPa和64%,纯海藻酸钠膜抗拉强度和断裂伸长率分别为4.6MPa和88%,当复合膜中海藻酸钠:明胶=60:40时,复合膜的抗拉强度和断裂伸长率均达到最大值,分别为6.6MPa和120%,抗拉强度相对于纯明胶膜和纯海藻酸钠膜分别增加了20%和43%,断裂伸长率分别增加了87.5%和26.7%。

海藻酸钠加入明胶膜后使复合膜的抗拉强度增大,是由于海藻酸钠的正电荷与明胶带的负电荷之间能形成聚两性电解质,使两种成膜材料之间产生较强的分子间作用力,从而提高了其抗拉强度,但继续提高复合膜中海藻酸钠的比例(>40%),膜的拉伸强度有一定程度降低,表明过多的海藻酸钠用量不利于提高共混膜样品的拉伸强度,这可能是因为海藻酸钠含量过多,不能完全充分地与明胶分子间生成离子键以及氢键。

另一方面,纯明胶膜的断裂伸长率最小,低于纯海藻酸钠膜,说明其韧性较差。海藻酸钠含量较低时,复合膜的性质与纯明胶膜的性质相似,膜较脆,断裂伸长率低。海藻酸钠的加入可提高复合膜的韧性,复合膜的断裂伸长率均高于单一明胶膜。这是由于海藻酸钠分子中含有较多的极性基团(-OH),在同等湿度的条件下,海藻酸钠含量高的复合膜吸湿率较大,水分子在膜中有增塑的作用,使得共混膜的自由体积增加,改善了分子链段的运动性,从而提高其断裂伸长率。

复合膜的水溶性分析

常温下,单一海藻酸钠膜在24h内的水溶性接近100%,即几乎完全溶解,这是海藻酸钠膜在可食性食品包装膜上应用受到限制的主要原因,而单一明胶膜的水溶性最小。海藻酸钠与明胶共混后形成的复合膜水溶性显著降低,达到55%以下,主要是因为2种成膜物质之间发生较强烈的分子之间离子键和氢键键合作用,形成新的复合物,导致复合膜的水溶性低于单一海藻酸钠膜。

复合膜的吸湿性分析

随着时间的延长,膜的吸湿率逐渐增大,在前20h各样品膜的吸湿速率升高很快,40h以后已基本到达平衡的状态。单一海藻酸钠膜吸湿率最高,平衡后达50%,单一明胶膜平衡后吸湿率最低。复合膜的吸湿率介于两种单一膜之间,在25%-40%之间,且吸湿程度随着复合膜中海藻酸钠含量的增加而增大,这是由于2种膜材料混合后,海藻酸钠的亲水基团与明胶分子间产生氢键作用,使明胶所形成的胶原纤维渐渐分散开,大部分亲水基团被暴露在外,使膜的吸湿性有一定程度的提高。

复合膜的透光率分析

从膜的外观可知,不同配比的混合膜外观均呈现透明状。当海藻酸钠质量分数低于80%时,复合膜的透光率皆在80%以上,呈现较好的透光性。当复合膜中海藻酸钠质量分数高于80%时,复合膜的透光率降低至70%左右,这可能是因为海藻酸钠本身是乳白色,随复合膜中海藻酸钠含量的升高,其自身的颜色对共混膜的颜色产生的影响逐渐增大。

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参考文献

林琳.鱼皮胶原蛋白的制备及胶原蛋白多肽活性的研究[D].青岛:中国海洋大学,2006

胡国华.功能性食品胶[M].2版.北京化学工业出版社,2014

肖酱.多糖基可食用膜成膜机理及水分子对膜的影响[D].无锡:江南大学,2012

刘云,张川,张传杰等.氧化淀粉的氧化度对其交联海藻酸/明胶互穿网络膜性能的影响[J].高分子学报,2015(4):374-381


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