鄭 優(yōu),賈 亮,段 蓉,馬瑩瑩
(西南大學(xué)榮昌校區(qū),重慶 402460)
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響應(yīng)面法優(yōu)化殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜的制備工藝
鄭 優(yōu),賈 亮,段 蓉,馬瑩瑩
(西南大學(xué)榮昌校區(qū),重慶 402460)
為了研究殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜的制備工藝,采用響應(yīng)面分析法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。以殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比、甘油添加量、pH及戊二醛添加量為單因素,對(duì)膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和水蒸氣透過系數(shù)進(jìn)行測定,得出各指標(biāo)的二次回歸模型。結(jié)果表明,殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比0.50、甘油添加量2.00 g、pH3.23、戊二醛添加量0.10 g時(shí)膜的各項(xiàng)性能最佳。該工藝參數(shù)下膜各性能指標(biāo)分別為:(18.985±1.102) MPa、72.79%±2.172%、(4.41±0.125) g·mm/(m2·d·kPa)。
殼聚糖,核桃蛋白,可食膜
可食性膜是一種以天然可食用物質(zhì)(如多糖[1]、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)[2]、纖維素[3]等)為基質(zhì)制成的可生物降解、可食、無毒的包裝材料,可作為某些功能性成分(如抗褐變劑[4]、防腐劑[5-6]、抑菌劑[7]等)載體,已成為食品、藥品和包裝領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[8-9]。
殼聚糖(CTS,chitosan)又稱可溶性甲殼素,是甲殼素2位碳上的乙?;幻撊ズ蟮漠a(chǎn)物,屬天然多糖類高分子化合物,廣泛存在于蝦、蟹、昆蟲等低等動(dòng)物的外殼或真菌、藻類等低等植物的細(xì)胞壁中[10]。殼聚糖無毒無味,具有優(yōu)良的天然抗菌性、成膜性能及生物相容性,以其為基質(zhì)制備的可食性膜可以滿足抗菌包裝材料的要求,在食品包裝領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[11-12]。
核桃是公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)植物蛋白資源,核桃蛋白的營養(yǎng)價(jià)值與動(dòng)物蛋白相近,氨基酸含量豐富,8種必需氨基酸的含量比例合理,接近聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)氨基酸配比,具有很高的食用價(jià)值和保健功能,在人體內(nèi)的消化率高[13]。核桃蛋白具有較好的溶解性、乳化性、熱穩(wěn)定性、氣泡性、保水性、成膜性和凝膠性等功能特性,其中成膜性是一個(gè)十分重要的功能性質(zhì),但對(duì)核桃蛋白成膜性能的研究鮮見報(bào)道。
以殼聚糖為成膜基質(zhì)的單一膜的研究較多,但殼聚糖單一膜的機(jī)械性能較差、膜脆且易碎[14],限制了其在商業(yè)中的應(yīng)用。目前,國內(nèi)外已有研究人員嘗試?yán)脷ぞ厶桥c蛋白質(zhì)共混制備復(fù)合膜,主要研究殼聚糖與蛋白質(zhì)之間的相容性[15]及復(fù)合膜的機(jī)械性能和成膜條件。Abugoch等[16]通過掃描電鏡(SEM)和傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)考察了殼聚糖-藜麥蛋白復(fù)合膜的特性,結(jié)果表明,殼聚糖和藜麥蛋白具有很好的相容性,制成的復(fù)合膜的斷裂伸長率、阻濕性能均比單一殼聚糖膜好。本文以殼聚糖和核桃蛋白為原料,探討制備工藝參數(shù)(殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比、甘油添加量、pH及戊二醛添加量)對(duì)膜性能的影響,以期獲得最佳制備工藝,為殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜的制備提供基礎(chǔ)參考。
1.1 材料與儀器
核桃 購于重慶榮昌永輝超市,四川薄皮核桃品種;殼聚糖(脫乙酰度90%、分子量300 ku) 購自青島海匯生物工程有限公司;冰醋酸、甘油、戊二醛、亞硫酸鈉等均為市售分析純?cè)噭?/p>
CH-1-B手持式測厚儀(0.001 mm) 濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司;90-2型定時(shí)恒溫磁力攪拌器 金壇市科欣儀器有限公司;XYW(L)-100N智能電子拉力測試機(jī) 濟(jì)南蘭光機(jī)電發(fā)展有限公司;DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;PB-10 sartorius精密pH計(jì) 德國賽多利斯公司;KQ5200DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;JXL型沉淀離心機(jī) 上海醫(yī)用分析儀器廠;LGJ-18 型冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科學(xué)有限公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 核桃蛋白粉的制備工藝 核桃→去殼→核桃仁→去皮→粉碎(過40目篩)→浸泡(加亞硫酸鈉)→調(diào)pH為8.5→4000 r/min離心20 min→去油層和下層沉淀→加活性炭進(jìn)行脫色→過濾→調(diào)pH為4.6并攪拌→4000 r/min離心20 min→沉淀層水洗至中性→冷凍干燥→核桃蛋白粉[17]
1.2.2 殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜的制備 核桃蛋白水溶液+改性殼聚糖醋酸溶液→攪拌加入增塑劑甘油、交聯(lián)劑戊二醛→調(diào)節(jié)pH→定容至100 mL→冷卻至室溫→超聲波脫氣→流延成膜(塑料板)→干燥→揭膜→貯存→待測
操作要點(diǎn):
殼聚糖溶液的制備:準(zhǔn)確稱取一定量的殼聚糖粉末溶于1%的冰醋酸溶液中,勻速攪拌至完全溶解,抽濾,備用。
核桃蛋白溶液的制備:準(zhǔn)確稱取一定量的核桃蛋白粉溶于蒸餾水中,磁力攪拌30 min,60 ℃水浴30 min,過濾,備用。
1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 選取殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比、甘油添加量、pH及戊二醛添加量為實(shí)驗(yàn)因素,研究這4個(gè)因素對(duì)膜性能的影響,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
固定甘油添加量為2 g,pH為2.0,戊二醛添加量為0.06 g,研究不同殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比(0∶8,2∶6,3∶5,4∶4,5∶3,6∶2,8∶0)對(duì)膜性能的影響;
固定殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比,pH為2.0,戊二醛添加量為0.06 g,研究不同甘油添加量(1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 g)對(duì)膜性能的影響;
固定殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比和甘油添加量,戊二醛添加量為0.06 g,研究不同pH(1、2、3、4、5)對(duì)膜性能的影響;
固定聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比、甘油添加量和pH,研究不同戊二醛添加量(0、0.03、0.06、0.09、0.12、0.15 g)對(duì)膜性能的影響。
1.2.4 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)面分析Design-Expert軟件,制定4因素3水平的Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行工藝優(yōu)化。因素水平表為表1。
表1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels in response surface design
1.2.5 指標(biāo)測定
1.2.5.1 膜厚的測定 用測厚儀在膜上隨機(jī)取3點(diǎn)測定,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,單位為mm。
1.2.5.2 機(jī)械性能的測定 參照GB/T13022-91的規(guī)定,用電子拉力機(jī)測定,采用II型試樣模具裁切膜樣,設(shè)定膜的初始夾距為80 mm,實(shí)驗(yàn)拉伸速度為50 mm/min。通過以下公式得出膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率[18]:
式(1)
式(2)
式(1)中,TS為拉伸強(qiáng)度(MPa);F為膜所受的最大拉力(N);S為膜的橫截面積(m2);式(2)中,E為斷裂伸長率(%);L0為膜的原始長度(mm);ΔL為膜斷裂時(shí)增加的長度(mm)。
1.2.5.3 水蒸氣透過系數(shù)的測定 參照GB1037-88的方法,用擬杯子法測定[19],通過下式計(jì)算水蒸氣透過系數(shù)。
式(3)
式(3)中,WVP為水蒸氣透過系數(shù)(g·mm/(m2·d·kPa));Δm為時(shí)間t內(nèi)水蒸氣透過量(g);d為膜厚(mm);A為試樣面積(m2);t為測試時(shí)間(d),本實(shí)驗(yàn)為2 d;ΔP為試樣兩側(cè)水蒸氣壓差(kPa)。
1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 利用Design-Expert7.0軟件對(duì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析(p<0.05)。
2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.1.1 殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比對(duì)殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜性能的影響 由圖1和圖2可以看出,隨著殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比的增大,膜的拉伸強(qiáng)度呈不斷上升趨勢,而膜斷裂伸長率先上升后下降,膜水蒸氣透過系數(shù)呈先下降后上升趨勢。這可能是因?yàn)楫?dāng)殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比增大時(shí),殼聚糖的添加量增加,較強(qiáng)的多糖間的結(jié)合力取代了較弱的多糖和蛋白質(zhì)間的結(jié)合力,因此復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度不斷上升[20]。但殼聚糖和核桃蛋白的結(jié)合位點(diǎn)是有限的,當(dāng)殼聚糖添加量增加到一定程度,二者的分子間結(jié)合趨向飽和,當(dāng)殼聚糖含量繼續(xù)增加時(shí),二者的作用位點(diǎn)不再增加。當(dāng)殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比為0∶8~4∶4時(shí),膜斷裂伸長率不斷上升并在4∶4處達(dá)最大值,膜水蒸氣透過系數(shù)不斷下降并在4∶4處達(dá)最小值,此時(shí)膜亦具有較高的拉伸強(qiáng)度。綜合考慮各個(gè)因素,較適的殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比為4∶4。
圖1 殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比對(duì)膜機(jī)械性能的影響Fig.1 Effect of ratio of chitosan and walnut protein on mechanical properties of film注:圖中a,b,c等表示用鄧肯氏新復(fù)極差法檢驗(yàn) 膜同一性能在0.05水平上的差異性,字母相同表示 差異不顯著,字母不同表示差異顯著,圖2~圖8同。
2.1.2 甘油添加量對(duì)殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜性能的影響 由圖3和圖4可看出,當(dāng)甘油添加量從1.5 g變化至3.5 g時(shí),膜的拉伸強(qiáng)度呈不斷下降趨勢,膜的斷裂伸長率呈不斷上升趨勢,但二者的變化趨勢均在甘油添加量為2.5 g處放緩;膜的水蒸氣透過系數(shù)呈先下降后上升趨勢,在甘油添加量為2.5 g處達(dá)最小值4.531 g·mm/(m2·d·kPa)。這可能是因?yàn)楦视偷募尤胂魅趿舜蠓肿娱g的相互作用,增強(qiáng)了膜的柔韌性;低添加量的甘油能促進(jìn)復(fù)合膜形成阻濕性能更好的膜,但高添加量的甘油更趨向于增加膜的親水性,因此WVP會(huì)先下降后上升。綜合考慮膜的各項(xiàng)性能,選擇2.5 g為最適甘油添加量。
圖3 甘油添加量對(duì)膜機(jī)械性能的影響Fig.3 Effect of glycerol addition on mechanical properties of film
圖4 甘油添加量對(duì)膜水蒸氣透過系數(shù)的影響Fig.4 Effect of glycerol addition on WVP of film
2.1.3 pH對(duì)殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜性能的影響 由圖5和圖6可以看出,隨著pH的增大,膜拉伸強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢,并在pH為3時(shí)達(dá)最大值18.95 MPa;膜的斷裂伸長率呈上升趨勢,膜的水蒸氣透過系數(shù)呈下降趨勢。這可能是因?yàn)閜H為1~3時(shí),殼聚糖和核桃蛋白在酸性環(huán)境下越來越容易成膜,拉伸強(qiáng)度不斷上升,膜的柔韌性和阻濕性能也進(jìn)一步提升;但當(dāng)pH大于3時(shí),逐漸靠近核桃蛋白的等電點(diǎn)(pH為4~5),部分核桃蛋白從溶液中析出和凝聚,膜的結(jié)構(gòu)不再完整,拉伸強(qiáng)度顯著下降;但析出的核桃蛋白分子是富有彈性的物質(zhì)且能滲入膜的孔隙使膜的結(jié)構(gòu)趨向致密,因此此時(shí)膜的斷裂伸長率出現(xiàn)進(jìn)一步的增大的趨勢,膜的WVP值進(jìn)一步下降。綜合考慮膜的各項(xiàng)性能,選定3為最適pH。
圖5 pH對(duì)膜機(jī)械性能的影響Fig.5 Effect of pH on mechanical properties of film
圖6 pH對(duì)膜水蒸氣透過系數(shù)的影響Fig.6 Effect of pH on WVP of film
2.1.4 戊二醛添加量對(duì)殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜性能的影響 由圖7和圖8可以看出,隨著戊二醛添加量的增大,膜的拉伸強(qiáng)度呈上升趨勢,膜的斷裂伸長率和水蒸氣透過系數(shù)均呈下降趨勢。這可能是因?yàn)榻宦?lián)劑小分子與蛋白質(zhì)、多糖分子產(chǎn)生了鍵合作用,使膜結(jié)構(gòu)變得更加致密,因而提高了膜的拉伸強(qiáng)度和阻濕性能。由圖中亦可以看出,膜性能的變化趨勢在戊二醛添加量為0.09 g處變緩,這可能與蛋白質(zhì)中的氨基酸結(jié)構(gòu)和含量有關(guān),它們決定了成膜過程中交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行的程度和鍵合作用的強(qiáng)度。綜合考慮,選擇0.09 g為最適添加量。
圖7 戊二醛添加量對(duì)膜機(jī)械性能的影響Fig.7 Effect of glutanaldehyde addition on mechanical properties of film
圖8 戊二醛添加量對(duì)膜水蒸氣透過系數(shù)的影響Fig.8 Effect of glutanaldehyde addition on WVP of film
2.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
2.2.1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果 因素水平表為表1,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為表2。
2.2.2 擬合方程方差分析 由表3可以看出,三個(gè)響應(yīng)值的模型回歸均極顯著(p<0.001),且三個(gè)模型的失擬檢驗(yàn)p>0.05,這表明三個(gè)模型失擬不顯著,能較好地描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。三個(gè)回歸模型的決定系數(shù)R2分別為0.9868、0.9981、0.9719,這表明該模型的擬合度較好,分別能夠解釋98.68%、99.81%、97.19%響應(yīng)值的變化,因此可用這些回歸模型代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。同時(shí),這三個(gè)模型均具有較低的離散系數(shù)(CV=2.62%、1.45%、2.16%),說明整個(gè)實(shí)驗(yàn)具有較好的精確度和可靠性。
2.2.3 響應(yīng)面分析 由表3可看出,甘油添加量和pH是影響膜拉伸強(qiáng)度的主要因素,實(shí)驗(yàn)因素X2和X3、X3和X4的交互作用顯著,它們的響應(yīng)面圖分別為圖9和圖10。以圖9為例,當(dāng)pH保持不變時(shí),膜拉伸強(qiáng)度隨甘油添加量的增大不斷減小,表現(xiàn)為響應(yīng)面曲線較陡;當(dāng)固定甘油添加量時(shí),膜拉伸強(qiáng)度隨pH的增大呈先增大后減小的趨勢。從圖9可看出響應(yīng)面存在極大值。
圖9 甘油添加量、pH對(duì)膜拉伸強(qiáng)度的影響Fig.9 Effect of glycerol addition and pH on TS
圖10 pH、戊二醛添加量對(duì)膜拉伸強(qiáng)度的影響Fig.10 Effect of pH and glutanaldehyde addition on TS
圖11 殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比、 甘油添加量對(duì)膜斷裂伸長率的影響Fig.11 Effect of ratio of chitosan and walnut protein and glycerol addition on E
從表3可以看出,殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比和甘油添加量是影響膜斷裂伸長率的主要因素,實(shí)驗(yàn)因素X1和X2、X1和X3的交互作用顯著,它們的響應(yīng)面圖分別為圖11和圖12。以圖11為例,當(dāng)甘油添加量保持不變時(shí),膜斷裂伸長率隨殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比的上升不斷下降;當(dāng)固定殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比時(shí),膜斷裂伸長率隨甘油添加量的增大不斷增大。響應(yīng)面在殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比在0.44~0.56,甘油添加量為2.2~2.6 g時(shí)存在極值,二者有明顯的交互作用。
表2 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Box-Behnken design and experimental results
表3 各因素對(duì)殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜性能影響的最佳擬合方程表Table 3 Best-fit equations for properties of chitosan/walnut protein composite films as function of various factors
圖12 殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比、 pH對(duì)膜斷裂伸長率的影響Fig.12 Effect of ratio of chitosan and walnut protein and pH on E
注:表中**表示差異極顯著,p<0.01;*表示差異顯著,p<0.05。從表3可看出,殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比和戊二醛添加量均是影響膜水蒸氣透過系數(shù)的主要因素,實(shí)驗(yàn)因素X1和X3、X1和X4的交互作用顯著,它們的響應(yīng)面圖分別為圖13和圖14。以圖14為例,當(dāng)殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比一定時(shí),膜水蒸氣透過系數(shù)隨戊二醛添加量的上升不斷下降;當(dāng)固定戊二醛添加量時(shí),膜水蒸氣透過系數(shù)隨殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比的增大呈先減小后增大的趨勢。響應(yīng)面在殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比在0.44~0.56,戊二醛添加量0.07~0.11 g時(shí)的坡面極陡,且響應(yīng)面存在極小值,兩者的交互作用顯著。
圖13 殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比、 pH對(duì)水蒸氣透過系數(shù)的影響Fig.13 Effect of ratio of chitosan and walnut protein and pH on WVP
圖14 殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比、 戊二醛添加量對(duì)水蒸氣透過系數(shù)的影響Fig.14 Effect of ratio of chitosan and walnut protein and glutanaldehyde addition on WVP
2.2.4 制膜工藝的優(yōu)化與驗(yàn)證 采用Design-Expert軟件,對(duì)3個(gè)二次回歸方程進(jìn)行聯(lián)合求解,得最佳的制膜工藝為:殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比0.50、甘油添加量2.00 g、pH3.23、戊二醛添加量0.10 g,此時(shí)殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜各性能指標(biāo)的理論預(yù)測值分別為19.34 MPa、73.35%、4.24 g·mm/(m2·d·kPa)。在最佳制膜工藝下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),得出各性能指標(biāo)的驗(yàn)證值分別為:(18.985±1.102) MPa、72.79%±2.172%、(4.41±0.125) g·mm/(m2·d·kPa),與預(yù)測值基本接近,表明上述回歸模型具有良好的擬合性和可靠性。
通過響應(yīng)面分析法建立了殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜3個(gè)性能指標(biāo)(拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、水蒸氣透過系數(shù))的二次回歸模型,各回歸模型均顯著,擬合度良好。其中,甘油添加量和pH是影響膜拉伸強(qiáng)度的主要因素;殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比和甘油添加量是影響膜斷裂伸長率的主要因素;殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比和戊二醛添加量均是影響膜水蒸氣透過系數(shù)的主要因素。
殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜的最佳的制膜工藝為殼聚糖/核桃蛋白質(zhì)量比0.50、甘油添加量2.00 g、pH3.23、戊二醛添加量0.10 g。在此條件下各性能的理論值為19.34 MPa、73.35%、4.24 g·mm/(m2·d·kPa),驗(yàn)證值為:(18.985±1.102) MPa、72.79%±2.172%、(4.41±0.125) g·mm/(m2·d·kPa),與理論值接近,具有良好的預(yù)測性,優(yōu)化結(jié)果可靠。
[1]Ma Qiumin,Zhang Yue,Critzer F,et al. Physical,mechanical,and antimicrobial properties of chitosan films with microemulsions of cinnamon bark oil and soybean oil[J]. Food Hydrocolloids,2016(52):533-542.
[2]Rubilar J F,Zúiga R N,Osorio F,et al. Physical properties of emulsion-based hydroxypropyl methylcellulose/whey protein isolate(HPMC/WPI)edible films[J]. Carbohydrate Polymes,2015(123):27-38.
[3]Ramírez C,Gallegos I,Ihl M,et al. Study of contact angle,wettability and water vapor permeability in carboxymethylcellulose(CMC)based film with murta leaves(Ugni molinae Turcz)extract[J]. Journal of Food Engineering,2012(109):424-429.
[4]Robles-s ánchez R M,Rojas-graü M A,Odriozola-serrano I,et al. Influence of alginate-based edible coating as carrier of antibrowning agents on bioactive compounds and antioxidant activity in fresh-cut Kent mangoes[J]. LWT-Food Science and Technology,2013(50):240-246.
[5]Jouki M,Mortazavi S A,Yazdi F T,et al. Use of quince seed mucilage edible films containing natural preservatives to enhance physico-chemical quality of rainbow trout fillets during cold storage[J]. Food Science and Human Wellness,2014(3):65-72.
[6]Ollé R C P,Jagus R J,Gerschenson L N,et al. Effect of natamycin,nisin and glycerol on the physicochemical properties,roughness and hydrophobicity of tapioca starch edible films[J]. Materials Science and Engineering C,2014(40):281-287.
[7]Ramos ó L,Silva S I,Soares J C,et al. Features and performance of edible films,obtained from whey protein isolate formulated with antimicrobial compounds[J]. Food Research International,2012(45):351-361.
[8]Sorrentino A,Gorrasi G,Vittoria V,et al. Potential perspectives of bio-nanocomposites for food packaging applications[J]. Trends in Food Science and Technology,2007,18(2):84-95.
[9]Hernandez M,Krochta M. Thermoplastic processing of proteins for film formation-a review[J]. Journal of Food Science,2008,73(2):30-39.
[10]Ourbon A I,Pinheiro A C,Cerqueira M A,et al. Physico-chemical characterization of chitosan-based edible films incorporating bioactive compounds of different molecular weight[J]. Journal of Food Engineering,2011,106(2):111-118.[11]Xu Y X,Kim K M,Hanna M A,et al. Chitosan-starch composite film:preparation and characterization[J]. Industrial Corps and Products,2005(21):185-192.
[12]Ferreira C O,Nunes C A,Delgadillo I,et al. Characterization of chitosan-whey protein films at acid pH[J]. Food Research International,2009,42(7):807-813.
[13]劉玲,韓本勇,陳朝銀,等. 核桃蛋白研究進(jìn)展[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2009,35(9):116-118.
[14]陳悅,陳季旺,周琦,等. 殼聚糖-乳清分離蛋白復(fù)合膜的制備、形態(tài)結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)[J]. 食品科學(xué),2014,35(9):106-111.
[15]Silva S S,Goodfellow B J,Benesch J,et al. Morphology and miscibility of chitosan/soy protein blended membranes[J]. Carbohydrate Polymers,2007,70(1):25-31.
[16]Abugoch L E,Tapia C,Villam N M C,et al. Characterization of quinoa protein-chitosan blended edible films[J]. Food Hydrocolloids,2011,25(5):879-886.
[17]敬思群. 響應(yīng)面法超聲波輔助提取核桃蛋白工藝優(yōu)化[J]. 食品科技,2012,37(2):251-255.
[18]輕工業(yè)部塑料加工應(yīng)用科學(xué)研究所. GB/T13022-1991 塑料-薄膜拉伸性能實(shí)驗(yàn)方法[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1991.
[19]汪學(xué)榮,周玲,闞建全,等. 超聲波處理海藻酸鈉膜液對(duì)膜性能的影響[J]. 食品工業(yè)科技,2010,31(5):308-310.
[20]孫秀秀,馬中蘇. 大豆分離蛋白/殼聚糖可食膜的制備及其性能的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2009,11(6):80-85.
Optimization of preparation of chitosan/walnut protein complex film by response surface methodology
ZHENG You,JIA Liang,DUAN Rong,MA Ying-ying
(Rongchang Campus,Southwest University,Chongqing 402460,China)
Tostudythepreparationconditionsofchitosan/walnutproteincomplexfilm,thepreparationconditionswereoptimizedthroughresponsesurfacemethodology.Withratioofchitosanandwalnutprotein,glyceroladdition,pH,glutanaldehydeadditionbeingresponsefactors,thetensilestrength,elongationandwatervaporpermeabilityofediblefilmweremeasuredandthequadraticregressionmodelsofindicatorswereachieved.Theresultsshowedthattheoptimalpreparationconditionswereratioofchitosanandwalnutprotein0.50,glyceroladdition2.00g,pHvalue3.23,glutanaldehydeaddition0.10g.Underthiscondition,theactualpropertiesofediblefilmswere(18.985±1.102)Mpa,72.79%±2.172%,(4.41±0.125)g·mm/(m2·d·kPa).
chitosan;walnutprotein;ediblefilm
2016-05-10
鄭優(yōu)(1989-),女,碩士,實(shí)驗(yàn)師,研究方向:畜產(chǎn)品加工及貯藏,E-mail:zhengyou1989@163.com。
西南大學(xué)榮昌校區(qū)青年基金項(xiàng)目(20700438);中央高?;緲I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(XDJK2016C054);西南大學(xué)榮昌校區(qū)科研啟動(dòng)基金(20700209)。
TS206.4
B
1002-0306(2016)21-0224-07
10.13386/j.issn1002-0306.2016.21.044