壳聚糖复合果蔬保鲜涂膜的制备及应用效果的研究（可编辑）

1、壳聚糖复合果蔬保鲜涂膜的制备及应用效果的研究 独创声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,学位论文的知识产权属于山西师范大学。除了文中特别加以标注的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得山西师范大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。本声明的法律后果将完全由本人承担。刀肛?岁签字日期:作者签名:于荫伟学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解山西师范大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权山西师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有

2、关数据库进行网络出版,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书。签字日期:沙伫、岁作者签名:子夜碲签字日期:护.导师签字:气乏嚎.。.一硕士生:于有伟 签名:签名:指导教师:任引哲摘 要本论文将环糊精、植酸、纳米二氧化硅、醋酸铈锌掺杂到壳聚糖溶液中,制备了系列壳聚糖复合果蔬保鲜涂膜,并对复合膜的红外光谱、晶型和形貌进行了表征。同时,在葡萄、鲜切莲藕、冬枣和樱桃番茄上进行了保鲜效果研究。在壳聚糖一环糊精复合涂膜中,一环糊精与壳聚糖分子上的氨基和羟基形成氢键,改变了壳聚糖膜的晶型,形成一种类似麦穗的疏密相间的涂膜。涂膜葡萄后,葡萄的腐烂出现时间推迟,

3、并且在贮存期间维持较低的呼吸速率和较高的保护酶活性。涂膜同时能抑制丙二醛的增加和失重率的降低。在壳聚糖植酸复合涂膜中,植酸与壳聚糖上的羟基形成了氢键。在复合膜中,壳聚糖图谱中.。的特征峰消失,只保留.。的特征峰,壳聚糖植酸复合膜形貌上呈现均一连续的薄膜。复合涂膜能够降低鲜切莲藕的失重率和含量,减缓褐变,其效果优于壳聚糖单独涂膜。复合涂膜使鲜切莲藕的维生素和多酚含量维持在较高水平,同时能够抑、活性。在壳聚糖纳米二氧化硅复合涂膜中,壳聚糖的晶型发生了改变。壳聚糖纳米二氧化硅所形成的复合膜颗粒变小,聚集处呈不规则团状,团与团之间有较大的距离。复合涂膜能够有效降低红枣的转红率和腐烂率,并维持较低的呼吸

4、速率和失重率,其性能优于单一的壳聚糖涂膜。复合涂膜维持较高的活性和活性,保持最高的活性和最低的活性,并且含量也低。在壳聚糖铈锌复合膜中,锌或铈与壳聚糖上的羟基发生螯合作用,所形成的复合膜大孔隙增加。壳聚糖锌复合涂膜保持了壳聚糖涂膜的晶型结构,但壳聚糖的结晶度下降,形成的膜比较均一。壳聚糖铈复合膜中,壳聚糖的晶型发生改变,膜的形貌类似小颗粒聚集成的,但比壳聚糖膜更加致密。在贮存期间,复合涂膜使樱桃番茄保持较低的呼吸速率,维持、和较高的活性,保留较多的维生素和番茄红素。山西师范大学学位论文【关键词】壳聚糖掺杂涂膜果蔬【论文类型】基础: :, , ,. ,.,.,?,? , , .,. ,. ,.

5、. ., , . 卅, . . . , , , .,:山西师范大学学位论文 ,.,., , , , . .,., 【 】 【 录目文献综述?.引言?.壳聚糖的结构?.壳聚糖膜的性质.壳聚糖复合涂膜的种类.壳聚糖复合保鲜涂膜的制备方法:?.壳聚糖在果蔬保鲜方面的应用?.壳聚糖涂膜对果蔬指标的影响?.本文研究的目的和主要内容?.实验材料和测试方法?.主要材料和试剂?.主要设备.涂膜说明.膜材料的表征?.保鲜效果评价?.壳聚糖一环糊精复合涂膜的制备及对葡萄的保鲜应用?.引言.材料与方法.结果与讨论.讨论.本章小结.结果与分析.讨论.本章小结.范大学学位论文涂膜的制备及对冬枣的保鲜应用?.?.?.?.

6、?.?.的制备及对樱桃番茄的保鲜应用?.?.?.?.?.?.?.?.?.?.?.?.文献综述文献综述.引言来源于自然界的天然高分子材料是非常丰富的可再生资源。科学家的工作目标之一是合成环境友好的化学物质川。近年来天然高分子材料的研究硕果累累,人们利用纤维素、木质素、淀粉、壳聚糖和蛋白质等制备了许多具有实用价值的天然高分子材料幢。在生产食品过程中为增加包装袋或涂膜的稳定性和透明度,经常人为添加一些极易渗入食物的增塑剂和稳定剂,从而导致食品中有害物质严重超标。天然高分子源于生物体,食品安全性相对较高,开发天然高分子材料对于促进食品安全具有重要的意义。壳聚糖存在于微生物如菌类、酵母等、低等植物的细胞

7、壁中;节肢动物如虾、蟹和昆虫的外壳和软骨中也存在大量的壳聚糖。壳聚糖具有许多优良的性能,并且可生物降解,是一种具有天然生物活性的高分子材料。壳聚糖所具有的这些性状使其非常适合做保鲜涂膜,在此,我们制备壳聚糖与植酸、一环糊精、纳米二氧化硅、醋酸铈锌等复合涂膜,研究复合涂膜对果蔬的保鲜效果,以期扩大壳聚糖复合涂膜的应用范围。.壳聚糖的结构.壳聚糖的结构,是自然界中目前发现的唯一含游离氨基碱性阳离子壳聚糖相对分子质量约的多糖。学名为一氨基脱氧一一,葡萄糖,是甲壳素脱一乙酰基的产物,通常以甲壳素脱去%以上的乙酰基称为壳聚糖,如图卜所示。硼 盟童暴哪图壳聚糖结构壳聚糖有非常复杂的结构,呈双螺旋式,螺距是

8、.,每个螺旋平面由个葡萄糖残基组成,螺旋结果如图所示。图壳聚糖双螺旋结构盟碡一山西师范大学学位论文.壳聚糖的 光谱红外光谱对于研究高分子化合物的结构十分重要。不同的原料制备的壳聚糖以及不同的制备方法得到的壳聚糖,其红外光谱也有一定的差异。赵国骏等研究了种原料采用同一方法制备壳聚糖的红外光谱侣一,见图卜。镀咖。图卜壳聚糖的光谱卜鳌虾壳;一河虾壳;一对虾壳;一海蟹壳;一蚕蛹壳表卜壳聚糖的红外光谱说明波数基团备注一?伸缩振动与一的伸缩振动吸收峰重叠而成衍生化反应峰变尖锐.氨基葡萄糖残基上的甲基伸缩振动吸收峰比较稳定.一氨基葡萄糖残基上的次甲基的一伸缩振动吸收峰 比较稳定.酞胺谱带有时可相差一级羟基一

9、棚羟基发生反应时,一峰变窄二级羟基一。?多糖的一构型糖苷键.壳聚糖的晶型图卜是脱乙酰度大于%的壳聚糖膜的?,纯壳聚膜的衍射峰在.。、.。、.。和.附近且峰形较宽。图壳聚糖膜的衍射图谱壳聚糖膜加入./醋酸锌的壳聚糖膜加入./醋酸锌的壳聚糖膜醋酸锌由于氢键类型不同,甲壳素表现出三种结晶体,分别为型两条反向平行的糖链组成;型两条同向平行的糖链组成和型三条糖链组成,一条反向,两条同向,见图。不同的结晶状态,其理化性质有很大差别。从图卜可见,一型和一型甲壳素、一型和一型壳聚糖明显不同。图甲壳素和壳聚糖的射线衍射图甲壳素, 甲壳素, 壳聚糖, 壳聚糖.壳聚糖膜的性质.壳聚糖的性质.食品安全性壳聚糖与生物体

10、具有良好的亲和相容性,研究表明壳聚糖进入人体或在人体的组织处,对组织的生长发育影响非常小。正是基于这一点,许多缓释药物采用壳聚糖作为载体材料阳训。.生物降解性壳聚糖是一种多糖类物质,在生物体内几丁质酶的作用下,壳聚糖水解生成几丁二糖。最后在几丁二糖酶的作用下, 一乙酰葡萄糖胺生成。一乙酰葡萄糖胺再经过脱氨基作用,生成葡萄糖。.成膜性能塑料包装材料目前在食品、农业等行业中应用比例比较大,塑料难于降解,对环境的污染日益严重,据报道,塑料埋在地下的半衰期约年左右,并且会影响土壤的耕作性能,而塑料材料在降解时释放的单体可能污染地下水等,造成有害物质在人体内富集,导致各种山西师范大学学位论文疾病。壳聚糖

11、原料来源丰富,安全无毒,易于生物降解,因此科研工作者考虑尝试将壳聚糖制备成果蔬涂膜材料或食品包装材料。壳聚糖是多糖类的高分子化合物,易于成膜,壳聚糖制备的膜,在不同的食品用途中,可能存在一些缺陷,人们可以通过膜的掺杂和改性等改善壳聚糖膜的性能副。壳聚糖膜保留了壳聚糖的安全、生物降解、生物相容和抑菌等特性外,自身还有一些特别的性质。.抗菌性能壳聚糖作为一种生物抗菌剂,人们研究的非常多,但是机理尚不是很清楚,归纳起来主要有三种模型。第一种机理认为在细菌表面形成一层复合物屏障阻碍营养物质进入细胞内部,细菌由于营养不良而导致死亡。第二种机理认为壳聚糖能够穿过细胞壁和细胞膜,进入到细菌细胞的内部,与内部

12、的结合,阻止了的转录,最终导致细胞死亡。第三种则认为壳聚糖阻止微量元素的摄取,导致细菌的酶失活,影响生理生化反应,引起细菌死亡引。.壳聚糖膜的性质壳聚糖膜除了具有壳聚糖的安全、抑菌、生物相容和生物降解的性能,还有良好的机械性能、阻气性能和阻湿性能。.机械性能羧甲基壳聚糖作为一种成膜材料,所成的膜脆性比较强,易于断裂。等研究鱿鱼壳聚糖发现大量的乙酰基能够增强壳聚糖聚合物链的延伸,增大分子间的距离,同时提高分子的交联度。低脱乙酰度的壳聚糖分子间的氢键作用加强,膜的机械性能增大。不改变脱乙酰度而降低分子量,膜的的渗透性和膨胀性增强,但是机械特性降低。壳聚糖的交联度对机械性能影响非常大,所以选择合适的

13、交联剂对于改善膜的性质是至关重要的。.等采用丙三醇作为交联剂,改性浓度为.和. /的壳聚糖膜,存放两周后,与单一的壳聚糖涂膜相比,发现拉膜的抗拉强度下降,而伸长率有所提高,表明交联剂能够调节膜的机械性能引。.阻气性能果蔬在贮存过程中,由于呼吸作用产生的二氧化碳,壳聚糖膜能部分阻隔二氧化碳,使果蔬组织内部的二氧化碳适当积累,同时能够部分阻挡大气中的进入果蔬组织内部。维持适度较高的/二氧化碳能够使果蔬的有氧呼吸保持在较低水平,同时也不致于因无氧呼吸引起发酵导致果蔬品质下降壳聚糖在浓度高时,所成的膜孔径非常致密,对二氧化碳和氧气的透过率低。选用适当的增塑剂.有助于改善孔径大小。改进阻隔气体性能。申景

14、博等在制备壳聚糖一淀粉一聚乙烯醇共混膜时发现,随着聚乙烯醇和甘油浓度的提高,膜阻隔氧气的能力增大。当壳聚糖含量为%,甘油含量为%,戊二醛含量为%,聚乙烯醇和淀粉比例为:时,壳聚糖混合膜的透氧系数为.。 ?。羧甲基纤维素的添加有助于改善膜的透氧性能,可能与羧甲基纤维素钠对氧气的选择透过性有关 。董文艳研究发现,蔗糖脂肪酸酯对透氧率影响较大,而大豆分离蛋白对二氧化碳的透过滤影响较大。而对氧气和二氧化碳的透过率皆随着大豆分离蛋白或二氧化碳浓度的提高而降低。其原因可能是大豆分离蛋白石球状颗粒,加入到壳聚糖膜中,使壳聚糖的网格结构更加紧密;而蔗糖脂肪酸酯是乳化剂,促进了膜中各成分的紧密结合。二氧化碳的透

15、过率比氧气高,因为二氧化碳的极化率比氧气大,呈现出较强的诱导极性,能够与壳聚糖分子之间的极性基团产生较大的分子间作用力,故二氧化碳在膜中的透过,组织内部与衰老有关的基和一乙酰基,能够与水分子的氢或氧形成氢键,阻止水分的挥发,故具有一定的保湿性。王亚芬等研究发现,在制备壳聚糖膜时加入硬脂酸,能够改善膜的水蒸气通透性引。硬脂酸作为固态脂,在室温下具有较好的阻湿性,然而固态脂在成膜时分布不均匀,成膜时容易出现孔洞、龟裂等,因而成膜后阻湿性不好。将壳聚糖与硬脂酸混合,可以综合二者的优势,改进壳聚糖的阻湿效果。.壳聚糖复合涂膜的种类.壳聚糖与高分子化合物的复合.壳聚糖蛋白复合膜蛋白质是天然高分子材料,分

16、子中存在大量的氢键、疏水键和离子键等作用,具有优良的成膜性能。近几年,利用天然高分子制备环境友好型生物材料越来越受到人们的重视。壳聚糖蛋白质可食性涂膜因为无毒安全易降解,成为食品和药品领域的研究热点比州。孙秀秀以大豆分离蛋白和壳聚糖为成膜基材,研究各种材料配比对膜性能的影响,发现膜的最佳配比为:。李梦琴制备了玉米醇溶蛋白壳聚糖复合膜,考察了各因素对膜拉伸强度的影响,得出制备复合膜的最佳条件为料液比/:,烘干温度为,乙醇体积分数为%,此时膜的抗拉伸强度为.幢。.壳聚糖多糖复合膜魔芋葡甘聚糖水溶液粘度高,成膜性好。成膜后,膜的吸水性强,稳定性高。彭凌等以壳聚糖和魔芋葡甘聚糖为原料,利用其混合溶胶的

17、成膜特性涂膜青椒,研究了青椒涂膜保鲜的最佳工艺参数。在壳聚糖浓度为.%,魔芋葡甘聚糖浓度为.%,丙三醇浓度为%,氯化钙浓度为.%,为.的条件下,青椒的失重率减少,保存期延长堙射。林宝凤等采用热压、涂布的方法制备了壳聚糖涂布淀粉基的复合材料。这种材料具有良好的相容性,壳聚糖溶液与基材淀粉通过氢键作用而形成致密层,耐湿热性能提高。水蒸气熏蒸后,材料的吸水率由.%降低至.%,拉伸强度保留率从.%增加.%幢乳。.壳聚糖与聚醇类化合物的复合壳聚糖分子是刚性分子,单一壳聚糖涂膜的力学性能较差,易碎裂,限制了其应用范围。聚乙二醇为人工合成的高分子聚合物,分子量可由几百变化到上百万,高分子量的聚乙二醇具有良好

18、的柔韧性。且聚乙二醇生物相容性较好,目前已被用作许多药物的载体心引。丁明惠等利用溶剂挥发法制备了聚乙二醇壳聚糖共混膜。结果表明,聚乙二醇能够明显改进壳聚糖膜的脆性,当聚乙二醇的质量比%时,壳聚糖与聚乙二醇组分间具有较好的相容性幢引。何领好研究发现,随着聚乙二醇含量的增多,复合膜的玻璃化转变峰变宽,膜的韧性提高,结晶度、刚度和玻璃化转变温度降低幢。.壳聚糖与有机小分子化合物的复合.壳聚糖与维生素的复合许多维生素具有抗氧化等功能。将其与壳聚糖复合在一起,不仅可以增加维生素的稳定性,而且能够改善壳聚糖膜的生物活性口引。莫风奎等研究了壳聚糖维生素复合物的合成及性能,壳聚糖在酸性介质中具有质子化的氨基与

19、维生素的羟基官能团形成复合山西师范大学学位论文物。复合物具有良好的水溶性,且对。的清除作用优于壳聚糖心。孙浩等研究了壳聚糖及其衍生物与维生素:和维生素的相互作用。结果表明,随着浓度、和时间的改变,壳聚糖与维生素有不同程度化学反应发生。.壳聚糖与精油的复合精油来源于天然香辛料和食用中草药,作为一种天然植物源提取物,其成分均有诸多的生物活性。它能够通过抑制真菌性腐败而显著延长果蔬的贮藏时间,改善贮藏品质,而且安全环保瞄。关文强等研究发现,丁香精油与壳聚糖复合物能够抑制水果采后的病原菌,抑菌效果优于单一的精油引。.壳聚糖与有机酸的复合有机酸不仅对人体具有重要的生理功能,而且有助于促进壳聚糖的溶解。鞠

20、国泉等以壳聚糖为主料,研究种壳聚糖复合保鲜涂膜液对草莓的保鲜作用,发现.%的壳聚糖和.的酒石酸配制的复合液保鲜效果最好,草莓在常温下贮存后,果实品质类似鲜果,贮存天后.好果率仍然可以达.%拍。.壳聚糖与无机化合物的复合.壳聚糖与纳米材料的复合人们在研究壳聚糖涂膜的应用中发现其作为果蔬保鲜材料存在一些缺陷,主要是湿态的壳聚糖机械性太差,膜的强度和韧性不够。果蔬在存放了一段时间后,由于膜的破碎,而使其表面部分裸露,壳聚糖膜起不到应有的保鲜作用,甚至会加速果蔬的裂变。纳米材料是当前的研究热点之一,它具有表面效应、量子效应、小尺寸效应和宏观隧道效应,呈现出许多宏观物质所不有的性质,如抑菌杀菌、防止紫外

21、线、超亲水和超亲油等特性啪。目前,在食品方面已经有所应用,主要用于食品包装材料改性、食品检测和食品保鲜涂膜等。在食品涂膜保鲜方面应用的纳米材料主要有纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙等,这些都是公认的食品安全性比较高的纳米材料。将纳米材料与壳聚糖适当复合,能够改善壳聚糖涂膜的机械特性,增强其抑菌效果。罗自生等研究了%的壳聚糖溶液中添。复合物对鲜切竹笋在条件下的生理和品质的影响。结果表明,涂膜后鲜切竹笋在贮藏期间,多酚氧化酶、过氧化物酶等酶的活性增加,促进了酚类化合物的积累,而乙烯释放率和呼吸速率降低口。徐瑛采用均匀沉淀法制备了壳聚糖二氧化钛复合光催化剂,这种催化剂的表面与壳聚糖之间因氢键而

22、发生吸收波峰数移动,当在中性制各条件下壳聚糖与二氧化钛质量比例为:时,复合物具有优良的抗大肠杆菌的能力引。.壳聚糖与金属离子的复合钙、锌等都是人体的必须元素,有较高的食品安全性。它们作为二价金属离子,有良好的桥连作用,与壳聚糖上的氨基或羟基发生作用,从而改善壳聚糖涂膜的性状。宋瑞等将乙酸锌加入到壳聚糖溶液里制备壳聚糖锌复合膜,结果表明壳聚糖分子中的氨基、羟基、一乙酰基等活性基团和锌离子发生了配位反应盯。蒋侬辉采用不同浓度的钙结合壳聚糖涂膜处理芒果,在一定程度上抑制芒果的果肉褐变和果面的转黄,抑制果实的腐烂指数,增加了芒果的耐贮性、抗病性及品质。其中%壳聚糖涂膜处理的效果优于和%。壳聚糖的处理效

23、果口引。.壳聚糖与稀土元素的复合稀土金属离子不仅具有降解有机磷农药的能力,而且具有一定文献综述的抑菌作用。但是稀土金属离子在中性条件下呈凝胶状态,限制了其生物学效应的发挥。壳聚糖分子上有一氨基、一羟基和一羟基等基团,对稀土等金属离子有良好的络合作用。铈等稀土元素在剂量比较低的情况下,对人体的毒性小于食盐,食品安全性相对比较高引。汪东风等将壳聚糖溶在%的醋酸溶液中,然后添加不同浓度铈、镨等稀土,用此溶液对黄瓜进行涂膜处理。室温贮藏后,壳聚糖稀土复合物涂膜能较好的保持黄瓜的外观、营养成分和质地,并且对毒死蜱农药的降解率达到%以上。壳聚糖稀土复合物降解有机磷农药可能主要包含个方面,一方面是壳聚糖稀土

24、复合物通过稀土元素与有机磷形成络合物,稀土元素的亲电性增大了键或键的极性,有利于壳聚糖上的羟基进攻磷原子,引起农药的降解;另一方面是复合物刺激植物体内的酶,诱导与降解有机磷农药有关的酶活性增加;再一方面是复合物本身可能对有机磷有降解作用。.壳聚糖涂膜与物理方法综合处理壳聚糖涂膜果蔬保鲜方面,除了壳聚糖与各种化合物制备复合涂膜以外,近年来壳聚糖涂膜与热激、辐照等综合处理方法也有所应用。冯寅沽等采用的热水浸泡去壳茭白,然后采用.%的壳聚糖溶液涂膜处理。经综合处理后,可以降低茭白的失重率、呼吸强度、丙二醛的含量,并能使茭白保持较高的硬度、可溶性还原糖的含量。热激处理可以抑制酶的活性和杀菌,壳聚糖膜能

25、够减少水分散失,调节果蔬的内外气体交换速度,同时减少氧气进入,所以二者综合应用对果蔬保鲜是有利的。荣瑞芬等在冬枣采收前喷施.%的壳聚糖溶液,采收后采用短波紫外线?辐照,然后将冬枣贮存在条件下,统计冬枣果实着色、发病情况和品质特性。发现经过./紫外辐照,可保持冬枣果实较高的糖分、有机酸和维生素引。.壳聚糖复合保鲜涂膜的制备方法:壳聚糖复合果蔬涂膜是由壳聚糖与各种成分的混合溶液在果蔬表面干燥形成的,混合液的成分对膜的性状影响非常大。在一般混合的基础上,可采用辐照、加热等方式,促进各种成分的反应,以期制备性能更加优良的保鲜涂膜。.微波法微波是一种电磁波,频率在一,具有波粒二象性。微波加热不同于常规的

26、传热方式如传导、对流、辐射等。常规的传热方式先加热周围的环境,然后再通过热传导的方式将热量传到被加热物质的内部。而微波加热的是利用极性分子能够吸收微波而发热。周长忍等采用微波辅助制备壳聚糖接枝聚乳酸共聚物,发现在微波条件下,壳聚糖接枝聚乳酸共聚物能快速有效的被合成屯。.紫外法紫外线为波长到电磁波。杨冬芝等发现壳聚糖与聚乙烯醇质量比为:时,向溶液中加入质量分数%的交联剂时,采用紫外线照射,所得的无纺布纤维直径比较均一。.普通混合法将一定浓度的壳聚糖溶液直接与蛋白质、多糖等高分子,或者与维生素、乳酸等小分子物山西师范大学学位论文质溶液混配在一起,搅拌均匀,制备成果蔬涂膜液。然后在果蔬表面涂膜,吹干

27、,形成果蔬保护文献综述速率高峰的到来,但是并不影响峰值哺引。.在新鲜蔬菜方面的应用新鲜蔬菜柔嫩多汁,非常可口。蔬菜在贮运过程中,由于失水等原因导致呼吸速率升高,蔬菜凋萎、发黄,品质下降。壳聚糖涂膜能够有效防止水分散失,保持蔬菜良好的感官性状。张慧君等将菠菜用的.%的碳酸钠溶液漂烫后,然后在的条件下采用%的壳聚糖柠檬素复合溶液浸泡,在条件下贮藏天,测定失重率、总糖和维生素等指标,发现涂膜能够降低菠菜的失重率,延缓菠菜的衰老悔引。.在千果类产品的应用与新鲜果蔬相比,干果类产品通常水分含量低,脂肪含量较高,在贮存过程中,容易发生脂肪氧化,导致营养价值降低,产品出现苦味,花生、核桃等油料丰富的干果皆有

28、此现象。壳聚糖涂膜能够阻止空气中的氧气进入干果内部,应用壳聚糖涂膜有可能适当延长干果的保质期。.壳聚糖涂膜对果蔬的影响果蔬采收后,仍然进行代谢活动。涂膜能够调节果蔬的代谢活动,适当延长果蔬的货架期。涂膜对果蔬的相关指标影响如下:.对生理指标的影响.失重引起采后果蔬失重的原因包括呼吸作用对底物的消耗和蒸腾作用引起的水分挥发损失,其中,失水损失约占总失重的%。果蔬失水后,质地由脆嫩变得柔软老化。不仅口感降低,而且对采后的各种生理病害和微生物病害的抵抗能力也下降。在果蔬表面涂上一层可食性膜后,能够减少果蔬组织内部的水分散失,保持果蔬的良好性状。涂膜减少果蔬的失重,无论对果蔬保持本身的性状还是商品价值

29、,都非常有意义。.呼吸有氧呼吸是采后果蔬保持自身性状的一个必要条件。果蔬在呼吸过程中,会消耗自身的营养物质,随着呼吸的持续进行,底物消耗渐次殆尽,果蔬的营养价值降低,商品性状也劣化哺引。因此,适当降低采后果蔬的呼吸速率有助于延长果蔬的贮存。研究发现,在比较低的氧气/氧化碳的比例下,果蔬的呼吸速率能够降低。在果蔬表面涂膜后,能够调节果蔬表面的氧气和二氧化碳的通透性,降低呼吸速率。当然,涂膜的厚度需合适,不能太薄或太厚。太薄了起不到调节气体通透性的作用;太厚了,可能积累过多的二氧化碳,导致无氧呼吸而产生乙醇,使采后果蔬遭受乙醇毒害。.硬度新鲜果蔬在贮存过程中,由于水分挥发损失、果胶物质的降解和营养

30、成分的代谢消耗,导致其硬度降低。同时可以抑制果蔬的蒸腾作用,保持更多的水分,使果蔬细胞保持较高的膨胀压。因此,涂膜能在在一定程度上减少果蔬的硬度降低。.对保护酶系的影响采后果蔬的环境条件发生了变化,容易引起活性氧的积累。这些物质是高活性基团,氧化能力非常强,对果蔬的生物膜系统产生伤害。果蔬体内的活性氧主要通过保护酶系统完成,抗氧化物质也起一定的系统防御作用。专一催化一,使其发生歧化反应生成无毒的和毒性较低的山西师范大学学位论文.主要设备表实验主要仪器风干燥察各种速度标准校/定干燥一测转红级别:级,果面无红色; 级,/果面着色;级,/果面着色;级,/一/果面着色:级,/果面着色。.硬度的测定直接

31、用果实硬度计进行测定。.褐变度的检测引采用色差计测定,参照罗金国等方法。以值表示是黑色,是白色,其它介于之间。.与果蔬保鲜有关的内源酶的测定.超氧化物歧化酶活性的检测哺酶液提取:取样品.,力/ .的磷酸缓冲液,冰浴研磨匀浆,下/离心,上清液为粗提液。活性的测定:取支试管透明度好,材质相同,规格为,按表加入试剂。表测定活性时加入的试剂混匀后,将三号对照管采用黑纸套避光。然后置于日光灯下,照射。以三号管为对照,在波长测所有管的吸光值,活性计算如下。活性?/霄.一。/.。式中,;对照管的吸光度;:样品管吸光值;:测定时样液用量: :样品鲜重; :样液总体积; :光照时间.过氧化物酶活性的检测泓酶液提

32、取:取样品.,加/ .的磷酸缓冲 ,冰浴研磨匀浆,下/离心,上清液为粗提液。活性的测定:加入/ .磷酸缓冲液 ,. /愈创木酚. ,加热后,加入. 搅拌 酶液,加. %启动反应,测吸光度的变化,间隔记录吸光度,记录次。山西师范大学学位论文过氧化物酶的活性按下式计算:活性/?/?/.式中,:粗酶液; .样品鲜重; :测定用酶液;:反应时间;.: 内下降.的酶量为个酶活单位。.过氧化氢酶活性的检测钉酶液提取:样品.,采用乩含有%聚乙烯吡咯烷酮.磷酸缓冲液,采用冰浴匀浆,下/离,上清液为粗提液。酶活性的测定:取/ .酸缓冲液 加入 蒸馏水,预热,再加入酶液. 稀释倍的%,在下测吸光值的变化,每读一次

33、数,记。以瑚减少.为酶活基本单位。按下列公式计算的活性:活性/?们/.式中,:粗酶液体积; .样品鲜重: :用于检测的粗酶液;.:下降.为基本单位;:读数时间.苯丙氨酸解氨酶活性的测定一紫外分光光度法旧酶液提取:取样品.,加. /.硼酸缓冲 内含%聚乙烯吡咯烷酮,冰浴研磨成匀浆,下/离,上清液为粗提液。活性的测定:取. 粗酶液,加入 . / .一苯丙氨酸、 / .硼酸缓冲液、 蒸馏水,于水浴反应后,立即用 / 的盐酸终止反应,测波长处的吸光值以不加一苯丙氨酸为对照。以处每的吸光值变化.为基本单位。活性/.?/.式中,:粗酶液总体积;.样品鲜重;:用于检测的粗酶液;:反应时间;.:以下降.为基本

34、单位.多酚氧化酶活性的检测哺取藕组织加入磷酸缓冲液,.冰浴研磨后过滤,滤液即为粗提液。吸取磷酸缓冲液.于比色管中,加入的邻苯二酚,尽快在处比色,加入酶液.后,隔记录吸光值,记录次。在条件下改变.吸光值用到的酶量为基本单位为。.丙二醛的检测旧,溶液的提取:取样品.,加 / .磷酸缓冲液冰浴研磨成匀浆,加.%的硫代巴比妥酸,煮沸。迅速冷却离心得上清液。的测定以硫代巴比妥酸溶液为空白测、下的吸光值,丙二醛含量结果计算:鲜重%草酸溶液,冰浴捣成匀浆后,下/离一凸,样液提取:称取样品,加取上清液。吸取上清液 样液定容至锥形瓶中,用,一二氯靛酚钠盐溶液滴定至粉红色。维生素含量的计算:抗坏血酸含量 /式中,

35、:消耗染料体积;:样品的鲜重;:坏血酸被氧化的质量,;:测定所取溶液量.多酚的测定一一分光光度法盯至标曲的绘制:取. 没食子酸定容至 ,分别移取,.,.,.,.,.蒸馏水容量瓶中定容,从不同浓度标液中分别移取. 加入. 福林酚试剂,再加入.%。摇匀,反应后,测定处的吸光值。得回归混匀,静置 后,加入方程:.。,冰浴研磨后下/离一心多酚的提取:取样品,用%乙醇溶液上清液即为含有多酚的样液。的福林酚试剂,. 蒸馏水,静置,再多酚的测定:取. 的提取液,加入.加入 .%。溶液,摇匀,测定处的吸光度。多酚含量的计算以没食子酸计,单位为 /。.总黄酮的测定标曲的绘制:芦丁粉.置于容量瓶中,向其中加入%乙

36、醇定容,摇匀,分别吸取,.,.,.,.,.,. 置于 容量瓶中,加入. %,摇匀放置,再加入 %,定容至 ,静止,在加入. ,摇匀放置处测定吸光值。得回归方程:.一.。%/醇溶液冰浴研磨后下/离一 ,总黄酮的提取:取样品,用上清液即为黄酮的提取液。,加入.总黄酮的测定:取. 的提取液,加入. %,摇匀,放置 ,%的,定容至 ,静止,在处测定吸光值。摇匀放置 ,再加入.番茄红素的检测,分别移取.、.、.、.、标曲的绘制:称苏丹红号,用丙酮定容至. 至容量瓶中定容,即相当于.、.、.、.、./番茄红素标准溶液浓度。然后,在处比色,测吸光值,平行次。山西师范大学学位论文磨后。下/离,/,式中为样品中

37、番茄应用子物质。壳聚糖安全无毒,具有良好的生物相容性和生物降解性,同时具有抑菌、成膜的优良性能比。一环糊精是由?一葡萄糖以,一糖苷键结合而成的闭环结构的低聚糖,聚合度为个葡萄糖单位。环糊精结构具有高度对称性,呈圆筒形立体结构,空腔深度和内径均为.;分子中糖苷氧原子是共平面的,分子上的亲水基葡萄糖残基上的伯羟基均排列在环的外侧,而疏水基?键则排列在圆筒内壁,使中间的空穴呈疏水性口。葡萄是我国的主要果品之一,用于贮存的葡萄要求同时具备良好的商品性状和耐贮运,葡萄在贮存过程中最易发生的问题是腐烂。本试验将壳聚糖和环糊精制备成一种复合果蔬涂膜,将壳聚糖优良的成膜、抑菌性能与环糊精作为超分子的一些独特性

38、质融合为一体,以其制备性能更优良的可食性涂膜应用于葡萄的贮存。.材料与方法.实验材料葡萄,品种为巨峰,挑选成熟度一致,无腐烂和虫害,无机械损伤,大小一致的葡萄。在天气晴朗的上午采收后,用带孔的纸箱包装,迅速运到实验室。.涂膜液的制备分别将 %的壳聚糖溶液和 %的一环糊精溶液, %的壳聚糖%的一环糊精的混合液,用去离子水定容到。然后用微波辐照 ,得%的壳聚糖涂膜液一环糊精涂膜液%壳聚糖和%一环糊精复合涂膜液,另取去离子水作为对照涂膜液。.葡萄涂膜将葡萄清洗干净,分别完全浸泡于各种涂膜液中分钟。然后取出,在在室温下自然晾干。将涂膜的葡萄放入保鲜盒中储存天。贮存过程中控制温度为,湿度为%,定期测定相

39、关指标。.结果与讨论.壳聚糖一环糊精复合涂膜的表征.红外光谱山西师范大学学位论文图壳聚糖一环糊精复合涂膜的红外光谱图?是水溶性壳聚糖、壳聚糖一环糊精复合膜的红外光谱图。从图中可以看出,在复合涂膜中,壳聚糖位于一一和 的一向低波数移动,位于 。的也向低波数移动, 仲羟基振动消失,这说明壳聚糖上的羟基或氨基与环糊精上的羟基形成了氢键。而位于 。的一和一向低波数移动,也可以作为发生反应的印证。 可能被此区间一环糊精中的键及一一键覆盖,总体表现出向高波数移动。.图谱图?壳聚糖一环糊精复合涂膜的图谱图是水溶性壳聚糖膜、壳聚糖环糊精复合膜的衍射图谱。.。和.。是水溶性壳聚糖的两个特征衍射峰;而复合膜在.。

40、的衍射峰消失,出现了.。、.。、.。和.。的特征衍射峰。何翊等研究表明,环糊精粉末在.。、.。、.。和.。的有比较强的特征衍射峰引。本实验中出现的.。和.。两个特征峰可能为壳聚糖晶型发生转化后形成的,也可能是环糊精的特征峰,或者是环糊精和壳聚糖叠加在一起形成的。壳聚糖与环糊精制备成复合膜后,壳聚糖的晶型发生了改变,也可能变成无定型态。.显微照片图壳聚糖一环糊精复合涂膜的显微照片一一 和分别为壳聚糖膜和壳聚糖一环糊精复合膜图?是壳聚糖涂膜的显微照片。是单一水溶性壳聚糖的涂膜,是壳聚糖与环糊精的复合涂膜。从图中可以看出,单一壳聚糖涂膜形成的膜比较致密均匀;而复合涂膜整体上则形成类似麦穗状的结构。在

41、每个“麦穗”上,复合物聚集成比较紧密的丛状结构。而丛与丛之间,则有比较大的间隙。密的丛状和宽的间隙形成一种错落有致的形貌。环糊精的一位于桶形分子的外侧,而的疏水结构位于内部,环糊精在与壳聚糖形成复合物时,环糊精上的羟基与壳聚糖上的羟基或氨基相互作用,在形成保鲜涂膜时,由于环糊精的调控,改变了壳聚糖的晶型,从而形成了麦穗似的独特疏密相间的结构。.对葡萄的保鲜效果.对腐烂率和失重率的影响琶褥毅毽 毋辫栅水贮存天数贮存天数图不同涂膜对葡萄腐烂率和失重率的影响从图可以看出,葡萄的腐烂率随贮存天数的延长陆续开始腐烂。对照组的葡萄在贮存天后开始腐烂,壳聚糖单一涂膜的葡萄天后开始腐烂,壳聚糖环糊精复合涂膜的

42、葡萄直到贮存山西师范大学学位论文天后才开始腐烂。贮存至天,对照组的腐烂率为,复合涂膜组的腐烂率为%,仅为对照的/。从图?可以看出,葡萄的失重率随贮存天数的延长而增加,在四组处理的葡萄中,壳聚糖复合涂膜的葡萄失重率最少,对照组的失重最大,在贮存至第天,对照组的失重约是复合涂膜的.倍。.复合涂膜对呼吸速率和可溶性固形物的影响筋加埔一 坫坫、一霉嫠埒叵掣一毒专葛目褂蝴昏堂挖缝甘加贮存天数贮存天数图不同涂膜对葡萄呼吸速率和可溶性固形物的影响从图?可以看出,葡萄的呼吸速率随着贮存天数的增加都有所升高,然后发生不同程度的下降。其中环糊精涂膜处理的总体呼吸速率最高,其次是对照组;而壳聚糖和复合涂膜处理的呼吸

43、速率最低。在贮存的前天,壳聚糖涂膜的低于复合涂膜的,在第天到第天,复合涂膜的低于壳聚糖涂膜的。呼吸消耗葡萄的营养成分,低速率的呼吸有利于果蔬的贮存。由图知,葡萄的可溶性固形物随着贮存天数的增加呈现下降的趋势。对照组的可溶性固形物减少的最多,其次是环糊精涂膜的,而壳聚糖和复合涂膜处理的可溶性固形物保留较多。.、和活性的变化、和 活性的影响图不同涂膜对鲜切莲藕由图?知,壳聚糖环糊精复合涂膜处理的采后葡萄的活性随着贮存天数的延长先增加后升高,贮存天后达到最低点,随后又升高,第天有所下降。而对照组、壳聚糖涂膜和环糊精涂膜处理的葡萄则是先升高后降低,天后达到最低点后则一直呈现增加的趋势。在前天,复合涂膜

44、处理的葡萄活性一直保持最高状态。在所有处理葡萄的第一个峰值中,复合涂膜的峰值最大为. /,比对照高.%。由图?知,采后葡萄的活性随着贮存天数的延长先增加后降低。其中复合涂膜的葡萄在整个贮存期间的活性最高,对照组最低,壳聚糖和环糊精的涂膜处理的介于中间。由图知,采后葡萄的活性变化与变化表现出了相似的趋势,随着贮存天数的延长先增加后降低。壳聚糖涂膜和对照组的葡萄在贮存天后达到峰值,而复合涂膜的和环糊精处理的在贮存天后达到峰值,且复合涂膜的峰值比对照组高.%。.对含量的影响冒、,捌缸舌董图不同涂膜对葡萄含量的影响丙二醛是细胞膜被自由基氧化后的终产物,其含量的高低可以表征膜的完好程度。由图?可以看出,

45、采后葡萄的丙二醛含量随着贮存天数的延长呈现增加的趋势。其中,对照组和环糊精处理组的丙二醛增加较多;而壳聚糖和复合涂膜处理的丙二醛增加较少,复合涂膜的略微好于壳聚糖涂膜的。贮存天后,复合涂膜的丙二醛含量为.,比对照组低.%。说明复合涂膜有山西师范大学学位论文助于保持细胞膜的完整性,减少自由基对细胞膜的氧化损伤。.讨论壳聚糖与环糊精复合液涂膜葡萄后,形成一种类似麦穗的疏密排列较有序的结构,这种结构的晶型不同于壳聚糖膜本身的晶型,这种结构可能与壳聚糖上的羟基与环糊精上的氧形成氢键有关。葡萄涂膜保存后,在贮存期间能够维持、和处于较高的水平,从而迅速清除葡萄组织内由于代谢等原因产生的自由基,减少自由基对

46、细胞膜的伤害,因而显示出较低的含量。复合涂膜同时能够调整和的通透性,使葡萄处于低的呼吸速率,减少养分的消耗,这样葡萄的可溶性固形物降低较少,因此葡萄的失重较低。由于采后葡萄的细胞保持在较好状态,呼吸速率也较低,葡萄在贮存过程中一直保持比较好的生理状态,其抗病性也相应提高。对照组的葡萄在天后出现腐烂,而复合涂膜的葡萄天后才出现腐烂。说明复合涂膜非常有利于葡萄的贮存。.本章小结环糊精掺入壳聚糖涂膜后,与壳聚糖分子上的氨基和羟基形成氢键,改变了壳聚糖膜的晶型,形成一种类似麦穗的疏密相间的涂膜。涂膜葡萄后,葡萄的腐烂出现时间推迟,并且在贮存期间维持较低的呼吸速率和较高的、和活性。涂膜同时能抑制失重率、

47、丙二醛的增加和失重率的降低。用壳聚糖化学名为聚。氨基脱氧一葡萄糖,是来源于动物甲壳素的一种天然高分子多糖,具有优良的成膜性能。研究发现,壳聚糖安全无毒,具有抑菌功能和生物降解性,在医药、食品等方面具有广阔的应用前景。王兆升等采用壳聚糖涂膜大蒜延长蒜米的贮存期,等研究了壳聚糖和乙醇复合涂膜对采后葡萄的灰霉病控制效果盯鸺。植酸具有螯合、抗氧化等作用,毒性小于食盐,属天然营养品。安全、营养、天然是当前食品行业的追求,目前人们已经开展了许多天然保鲜剂方面的研究陋。壳聚糖和植酸都源于天然产物,营养无毒,符合现代食品发展要求。莲藕营养丰富,是人们喜爱的大众蔬菜之一,随着社会经济的发展和生活水平的提高,鲜切

48、莲藕已经逐渐商品化。目前人们主要用保鲜膜封装来延长鲜切莲藕的货架期,鲜切莲藕在贮存期间,容易发生褐变、失水等现象,导致营养价值和商品性状下降哺。本试验采用壳聚糖、植酸天然复合涂膜处理鲜切莲藕,研究贮存期间的失重率、褐变、丙二醛、维生素和多酚的变化,同时测定、等酶的活性变化,以期为莲藕等鲜切果蔬的加工提供参考。.材料与方法.实验材料莲藕,购于临汾市尧丰农贸市场,品种为鄂莲五号,选择肉质白、组织结实、孔道较细、无损伤和腐烂的莲藕。早晨购回后立即存于冰箱中预冷,备用。.复合涂膜液的制备将 %的植酸溶液缓缓加入%的壳聚糖溶液中,边加入边快速搅拌壳聚糖溶液,以便于形成均匀的壳聚糖植酸悬浊涂膜液。.莲藕的

49、处理将莲藕清洗干净,切成薄片,分别在去离子水,.%壳聚糖,.%植酸,.%壳聚糖.%植酸复合液中浸泡,取出室温沥干。处理后分别放入塑料盒中用保鲜膜包装,置于条件下冷藏,检测失重率、褐变值、酶活力、如、维生素和多酚的变化。本试验中为对照,为复合涂膜液。.结果与分析.壳聚糖植酸复合涂膜的表征.红外光谱山西师范大学学位论文壳聚糖植酸复合涂膜的制备及对鲜切莲藕的保鲜应用图?壳聚糖植酸复合涂膜的显微照片和分别为壳聚糖膜和壳聚糖植酸复合膜从倍图和倍图上可以看出,壳聚糖植酸复合膜上的大孔隙比较多。在倍图上可以观察到壳聚糖植酸复合膜呈现均一连续的薄膜,而壳聚糖膜则是由许多小颗粒组成的。植酸加入壳聚糖后,通过与壳

50、聚糖上的羟基作用,改变了壳聚糖的晶型结构,从而改变了壳聚糖的成膜性状。聚糖植酸复合膜所形成的小孔有可能改善气体通透性和保水性,有助于果蔬的保鲜。.对莲藕的保鲜效果.复合涂膜对鲜切莲藕失重率的影响加坫乎瓣俩水天数图不同涂膜对鲜切莲藕失重率的影响鲜切莲藕在贮存期间由于新陈代谢作用出现水分减少现象,轻者新鲜度下降,重者品质劣化,口感变差。由图?知,鲜切莲藕的失重率随着贮存天数的延长而增加,对照的失重率增加最多;其次是壳聚糖和植酸单独处理的;而复合涂膜的水分减少最少,第天时失重率为.%,而对照为.%,复合处理的失重率仅为对照的/。表明经过复合涂膜后,能够有效减少水分的散失,有利于保持鲜切莲藕的质量。究其原因,壳聚糖在鲜切莲藕表面形成一层半透膜,有助于保持水分,降低蒸腾作用阳引。植酸可能也有类似作用,但植酸是较大的单体分子,其成膜性劣于高分子化合物壳聚糖:植酸和壳聚糖复合涂膜,可能改善了膜的结构性状,更有利于水分保持。.复合涂膜对鲜切莲藕褐变的影响山西师范大学学位论文伯制轻如天数图?不同涂膜对鲜切莲藕褐变的影响鲜切莲藕在贮存过程中极易发生褐变,一旦褐变,营养价值减少,商品性状下降。由图?知,鲜切莲藕的褐变程度随着贮存天数的延长而加深。复合涂膜处理的莲藕褐变最轻,其次是植酸和壳聚糖单独处理的,对照的莲藕褐变最深。贮存至第