可食性膜阻水特性的研究

联合国粮农组织对 ５０ 多个发展中国家果蔬生产的调 查结果显示，果蔬平均损失率在 ３ ０ ％ 到 ５ ０ ％ ，我国果 蔬的损失率在 ３０％ 左右，而美国等发达国家果蔬损失率 仅在 ２ ％ 到 ５ ％ 之间［１］。
目前，常用的保鲜方法有冷藏、气调、增湿、辐 照等。但这些技术一次性投资较多、设备复杂、能耗 高。可食用保鲜膜的应用已成为近年保鲜领域研究的热 点，它具有简单易行、成本低廉和应用随机的优点， 因而深受欢迎。可食用保鲜膜是浸渍、涂布或喷洒在 食品表面上的一层透明保护性薄膜。它可作为阻隔层阻 止氧气、脂质、水蒸气等的迁移来保持食品的质量， 延长贮藏期；能提高食品的机械强度；可赋予食品表面 光泽，还能作为食品添加剂（ 如防腐剂、色素、风味物
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食品科学
※基础研究
在国外，Ｇｅｎｎａｄｉｏｓ、Ｇｒｅｅｎｅｒ 和 Ｆｅｎｎｅｍａ［６－９］等采 用 Ａ Ｓ Ｔ Ｍ 标准方法对一些膜材料的透水、透氧和透气等 特性进行了比较准确的测定和研究，测试方法比较复 杂。本实验采用拟杯子法，用棉布作为膜载体，以氯 化钙作为吸水材料，利用自制的测试设备，设计一种 新的简便准确测定膜的水蒸气透过率的方法。利用该方 法，系统地测定多糖、蛋白、脂质和复合膜的水蒸气 透过率，并对它们的阻水性进行比较，以期为可食用 膜的理论和实际应用提供有益的数据。
对于许多果蔬来说，可食用保鲜膜最重要的功能是 阻止水分的迁移，从而防止果蔬因失水而导致的变质。 果蔬的失水只要超过 ５ ％ 就会失去其应有的商品价值。 因此，研究可食用保鲜膜的各种性能，特别是阻水性 是一个重要的课题［３－５］。
收稿日期：２００７－０１－２０ 作者简介：李磊（ １ ９ ８ ０ － ） ，男，助教，硕士，研究方向为果蔬保鲜及植物活性成分提取和测定。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｏｎｇｙｉ８００６＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｅｄｉｂｌｅ Ｆｉｌｍｓ
ＬＩ Ｌｅｉ１，ＮＩＵ Ｋｕｎ２，ＭＡ Ｑｉｎｇ－ｙｉ３ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｏｕｒｉｓｍ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， Ｈｅｎａｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００４５， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７， Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００２， Ｃｈｉｎａ）
脂质膜（ 蜂蜡、石蜡、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸、 单干酯、乙酰化单干酯、三硬脂酸甘油酯） 的配制：把脂 质加热熔化，趁热用刷子蘸取涂于空白的棉布上，冷却。
１．４．２ 二元膜的配制和涂膜流程
称取原料 ａ →加入含 ３００ｍｌ 蒸馏水的烧杯→加热，快速搅拌形成单
一膜溶液→加入原料 ｂ →加热，搅拌，直至形成均一膜溶液→用棉布浸
壳聚糖 ／ 蜂蜡（石蜡）膜的配制：把小片棉布浸泡在 膜溶液中 ２ｍｉｎ，拿出风干。然后把蜂蜡（石蜡）熔融，用 刷子蘸取，涂于风干的棉布上，冷却。
１．４．３ 三元膜的配制和涂膜 由于不同类型的膜具有不同的优缺点，不能很好地
满足生产上的需要。所以实验中，将不同类型的膜混合， 以改善膜的性能，三元复合膜可以是双层膜或者是将不同 组分的膜混合成膜。因此，有以下两种涂膜方法。
１ 材料与方法
１．１ 材料与试剂 ３０６８ 棉布、３１７０ 的凉布和 ３０６８ 的凉布购于郑州纺
织大世界。 羧甲基淀粉钠（食品级）、羧甲基纤维素即 ＣＭＣ（ 食
品级）、羧甲基纤维素钠即 ＣＭＣ－Ｎａ（食品级） 广东汕头 市西陇化工厂；海藻酸钠（ 食品级） 为青岛海产产品；大 豆分离蛋白（食品级） 哈尔滨高科大豆食品有限公司； 蔗糖脂肪酸酯（食品级） 柳州三柳食品化工有限公司； 进口单酯（食品级） 日本理研维他命株式会社；可溶性 淀粉（ＡＲ） 莱阳化工实验厂；丙三醇（ＡＲ）和乙二醇（ＡＲ） 北京市北宏试剂厂；硬脂酸（ＡＲ） 天津市科密欧化工试 剂开发中心；月桂酸（ＡＲ） 天津博迪化工有限公司； 棕榈酸（ＡＲ） 北京市化工厂；无水氯化钙（ＡＲ） 郑州化 学试剂一厂；丙酮（ＡＲ） 天津市科密欧化学试剂开发中 心；山梨醇（ＡＲ） 北京奥博生物技术责任有限公司； 壳聚糖和乙酰化单甘酯 自制。 １．２ 仪器与设备
四用游标卡尺 江苏靖江量具厂；ＮＤＪ－１ 型旋转式 粘度计 上海天平仪器厂；ＴＧ３２８Ｂ 光学读数分析天平 湘仪天平仪器厂；ＰＨＳ－１０Ａ 数字酸度 ／ 离子计 萧山市 分析仪器厂；ＭＴ－２ 温湿度计 上海精创电器制造有限 公司；７２１ 分光光度计 上海第三分析仪器厂；ＷＹＴ 手持式折光仪 成都光学厂。 １．３ 膜材料的制备
１．４．１ 一元膜的配制和涂膜流程
称取原料→加入含 ３００ｍｌ 蒸馏水的烧杯→加热，快速搅拌，直至
形成均一膜溶液→用棉布浸泡 ２ ｍ ｉ ｎ ，风干→涂膜完成
大豆蛋白膜的原料为大豆蛋白 ３ｇ、甘油 ３ｍｌ 和蔗糖 酯 ０．５ｇ；明胶膜的原料分别为明胶 １、１．５ 和 ３ｇ；羧甲 基纤维素钠（ＣＭＣ－Ｎａ）、羧甲基纤维素（ＣＭＣ）和海藻酸钠 膜的原料为 Ｃ Ｍ Ｃ － Ｎ ａ 、Ｃ Ｍ Ｃ 和海藻酸钠各 ３ ｇ ；壳聚 糖膜的原料为壳聚糖 ３ｇ ，蒸馏水换成 ２ ％ 的乙酸溶液， 均一膜溶液分成四等份，分别用碳酸氢钠调 ｐ Ｈ 值为 ３．１２、３．９３、４．３３ 和 ５．００；淀粉膜的原料分别为为淀粉 ３、９ 和 １５ｇ；羧甲基淀粉钠膜的原料分别为羧甲基淀粉 钠 ３ 、９ 和 １ ５ ｇ 。
质等） 的载体，使这些成分在食品表面上发挥作用［２］。 国内外得到广泛研究和应用的膜有多糖膜、蛋白质
膜、脂质膜以及它们的复合膜。多糖膜材料具有一定 的亲水性，其价格低廉且来源丰富，经常作为膜的基 料；蛋白质膜外观诱人、营养丰富并具有优良阻氧性， 但价格较贵；脂肪膜具有最好的阻水性能，但成膜塑性 差，在膜的形成过程中要加入一些增塑剂和乳化剂，从 而增加膜的柔韧性。
第一种配制和涂膜方法：配制海藻酸钠 ／ 明胶（１％／ ０．３％）膜溶液。把三小片棉布浸泡于膜溶液中 ２ｍｉｎ，拿 出风干。然后把硬脂酸、棕榈酸和月桂酸熔融，用刷 子蘸取，涂于风干的棉布上，冷却。
第二种配制和涂膜方法：先配制海藻酸钠／明胶 （ １ ％ ／ ０ ． ３ ％ ） 膜溶液三份，各加入硬脂酸、棕榈酸和月桂
１．３．１ 壳聚糖的制备流程
温水除杂
２％ 的ＮａＯＨ
海蟹壳 水 中 煮 沸 掰成小片 反应容器
１０％ ＨＣｌ
保温 ２ｄ
水洗至中性 ６５℃恒温水浴
１０％ ＨＣｌ 浸泡２ｄ 浸泡１ｄ
４５％ ＮａＯＨ 弃去碱液 １ ０ ％ Ｎ ａ Ｏ Ｈ 水洗至中性
泡 ２ ｍ ｉ ｎ ，风干→涂膜完成
海藻酸钠 ／ 明胶膜的原料 ａ 分别为 １ｇ 和 ２ｇ 明胶，原 料 ｂ 为海藻酸钠 ３ｇ；羧甲基纤维素钠（ＣＭＣ－Ｎａ）／ 明胶膜 的原料 ａ 分别为 １ｇ 和 ２ｇ 明胶，原料 ｂ 为 ＣＭＣ－Ｎａ３ｇ； 淀粉 ／ 明胶膜的原料 ａ 分别为 １ｇ 和 ２ｇ 明胶，原料 ｂ 为 淀粉 １５ｇ；海藻酸钠 ／ 明胶（增塑剂）膜的原料和海藻酸钠 ／ 明胶膜一样，增塑剂分别为山梨醇 ０ ． ５ ｇ 、山梨醇 ３ ｇ 、 甘油 ３ｍｌ 和乙二醇 ３ｍｌ。
※基础研究
食品科学
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可食性膜阻水特性的ຫໍສະໝຸດ 究李 磊 １，牛 坤 ２，马庆一 ３
（１．河南商业高等专科学校旅游管理系，河南 郑州 ４５００４５； ２．华东理工大学生物工程学院，上海 ２００２３７；３．郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南 郑州 ４５０００２）
１１０℃回流 １ｈ
加热回流 ２ｈ
水洗至中性 ２％ ＨＡｃ鉴定
１．３．２ 乙酰化单甘酯的制备
冰醋酸中加入亚硫酰氯（摩尔比 １：３），加热回流 ３ｈ。 反应液常压蒸馏蒸出乙酰氯。将硬脂酸单甘酯和碳酸钠 （摩尔比 １：２．５）的二氯甲烷溶解液装于三口瓶，在激烈振 荡下滴入乙酰氯，搅拌 １ ｈ 。将反应产物过滤得产物。 １．４ 各种膜的配制和涂膜
摘 要：本实验采用拟杯子法，以 Ｃ ａ Ｃ ｌ２ 为吸水材料，以棉布为膜载体，在温度 ２５ ± ２ ℃、相对湿度为 ９ ０ ％ ± ２ ％ 的条件下，测定了各种膜的水蒸气透过率，并比较了它们的阻水特性。结果表明，海藻酸钠膜是具有最佳阻 水性的多糖膜；明胶膜比大豆蛋白膜阻水性更优；脂质膜的阻水率按以下顺序依次增大：月桂酸＜棕榈酸＜硬脂 酸＜石蜡＜蜂蜡，乙酰化单甘酯的阻水性优于单甘酯；增塑剂山梨醇、甘油及乙二醇的加入会使膜的阻水性降低； 在三元膜中，脂质膜用作被膜剂比用作乳化剂具有更好的效果。 关键词：可食性膜；阻水特性
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｕｐｓ ｗａｓ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｖｅｒｙ ｃｏａｔｉｎｇ ａｔ ２５±２ ℃ ａｎｄ ９０％±２％ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ， ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｂａｒｒｉｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＣａＣｌ２ ａｓ ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｔｔｏｎ－ｃｌｏｔｈ ａｓ ｃｏａｔｉｎｇ ｃａｒｒｉｅｒ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｂａｒｒｉｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ａｌｇｉｎａｔｅ ｗａｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ－ｂａｓｅｄ ｃｏａｔｉｎｇｓ； ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｂａｒｒｉｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｇｅｌａｔｉｎ ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｓｏｙ ｐｒｏｔｅｉｎ； ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｂａｒｒｉｅｒ ｒａｔｅ ｏｆ ｌｉｐｉｄ－ｂａｓｅｄ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： ｌａｕｒｉｃ ａｃｉｄ ＜ｐａｌｍｉｃ ａｃｉｄ＜ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ＜ｗａｘ＜ｂｅｅｓｗａｘ， ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｂａｒｒｉｅｒ； ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ａｃｅｔｙｌ ｍｏｎｏｇｌｙｃｅｒｉｄｅ ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｍｏｎｏｇｌｙｃｅｒｉｄｅ． Ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ， ｅ．ｇ． ｓｏｒｂｉｔｅ， ｇｌｙｃｅｒｏｌ ａｎｄ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍａｙ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｂａｒｒｉｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ． Ｉｔ ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｐｉｄ－ｂａｓｅｄ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｆｉｌｍ ｆｏｒｍｅｒｓ ｔｈａｎ ａｓ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｄｉｂｌｅ ｆｉｌｍｓ；ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｂａｒｒｉｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 中图分类号：Ｑ７３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００８）０２－０１４５－０６