富含滸苔多糖的可食性食品包裝膜的研制

劉 暢，高宏偉

（1.青島二中，山東青島266061；2.山東出入境檢驗檢疫局，山東青島266002）

富含滸苔多糖的可食性食品包裝膜的研制

劉 暢1，高宏偉2，*

（1.青島二中，山東青島266061；2.山東出入境檢驗檢疫局，山東青島266002）

以滸苔多糖浸液為基料，測定了滸苔多糖浸液中多糖和蛋白質的含量，并以正交實驗和綜合平衡法確定滸苔多糖浸液與輔料成膜的最佳添加量，并對成品膜的抗拉強度、斷裂生長率和透水率進行了檢測。結果表明，100g滸苔粉使用10g的NaHCO3抽提多糖浸液，制成的多糖膜中含有滸苔多糖1g，蛋白質0.07g，磷脂0.2g，變性淀粉0.5g，CMC 1g，甘油0.3g，明膠2g，膜的透水率為6.2%。

滸苔多糖，正交實驗，可食性包裝膜

表1 成膜配方正交實驗的因素水平表

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

條滸苔（Enteromorpha clathrat） 2008年7月從青島沿海打撈，打撈后曬干粉碎，過300目篩；葡萄糖、蒽酮、苯酚、硫酸、3，5-二硝基水楊酸、甘油、NaOH、NaHCO3、氯化鈉、考馬斯亮藍染料 均為分析純；大豆粉末磷脂 北京美亞斯磷脂技術有限公司；羧甲基纖維素鈉（CMC）、食用明膠 化學純，國藥集團化學試劑有限公司；小牛血清蛋白 gibco，美國；變性淀粉 泰安市金山變性淀粉有限公司。

電熱式HH.S.型恒溫水浴鍋 30～100℃；粉碎儀IKA A II，中國；電子天平Sartorius BS210S，德國；紫外分分光光度計 KONTRON UVKON 860，美國；pH計 Thermo Orion 4 Star，美國；恒溫箱 MOV-212，日本三洋；恒溫恒濕箱 上海一恒科技，LHS-250SC；電子拉力機 INSTALL 4466，美國；LD4-2型電動離心機。

1.2 滸苔多糖浸液的制備與檢測

1.2.1 滸苔多糖浸液的制備 將干品滸苔粉碎，待用。實驗設3組，每組稱取100g滸苔粉和2000mL雙蒸水，煮沸30min進行浸提。組1中只有滸苔粉和雙蒸水；組2中加入10g NaOH；組3中加入10g NaHCO3。浸提過程中產生的泡沫用容器從表面去除。浸提液70℃濃縮至1000mL，16層紗布過濾得多糖浸液。

1.2.2 多糖浸液干物質質量和pH的測定 每組取3個樣本，每個樣本取10mL多糖浸液，置于培養皿中60℃烘干，測得每組多糖浸液的干重，計算多糖浸液的干物質含量（g/100mL）。pH使用pH計測定。

1.2.3 多糖浸液中糖含量的測定 每組取3個樣本，每個樣本取10mL多糖浸液供測試用。

1.2.3.1 還原糖的測定 3，5-二硝基水楊酸（DNS）比色法［4］。制作葡萄糖標準曲線：稱取分析純葡萄糖（105℃干燥2h）1000mg，加少量蒸餾水溶解，移至1000mL容量瓶中定容至刻度，即得1mg/mL葡萄糖溶液。以光密度（OD550nm）值為縱坐標，葡萄糖濃度為橫坐標，繪制標準曲線。取樣品10mL，移至1000mL容量瓶中定容。取1mL溶液至試管中，按標準曲線制作的步驟操作，測得光密度，由標準曲線查出樣品稀釋后的還原糖含量。

1.2.3.2 總糖含量 蒽酮比色法［4］。制作總糖標準曲線：稱取分析純葡萄糖（105℃干燥2h）100mg，用少量蒸餾水溶解，用 1000mL容量瓶定容，得到0.1mg/mL葡萄糖溶液。以光密度（OD620nm）為縱坐標，葡萄糖濃度為橫坐標，制作標準曲線。取10mL多糖浸液定容到100mL容量瓶中，然后從中取1mL，按標準曲線制作的方法測定，測得光密度，由標準曲線查出樣品液稀釋后的糖含量。

用總糖含量減去還原糖含量即得多糖含量。

1.2.4 多糖浸液中蛋白質含量的測定 每組取3個樣本，每個樣本取10mL多糖浸液，用考馬斯亮藍法測定蛋白質的含量［5］。標準曲線的制作：標準液為牛血清白蛋白（1mg/mL，用生理鹽水配制），以各管吸光度（OD595nm）為縱坐標，相應各管濃度作為橫坐標，得標準曲線。取10mL多糖浸液，用生理鹽水定容至100mL，搖勻，從中取1mL與5mL考馬斯亮藍染液混合，進行比色，得出樣品的光吸收值。查標準曲線可得稀釋后多糖浸液的蛋白質濃度，再乘以稀釋倍數，可得多糖浸液的蛋白質含量。

1.3 成膜配方的正交實驗方案

以多糖浸液為基料，根據表1中列出的因素水平，使用軟件《正交設計助手!》（專業版V3.1）設計L18（37）正交實驗，按照正交實驗方案添加成膜的基料和輔料。

輔料的添加均在加熱至90℃水浴鍋中進行，分別在多糖浸液中加入磷脂、變性淀粉、CMC、甘油、明膠，邊加入邊攪拌成均勻漿液。漿液過4層紗布成為膜液，膜液在塑料板上進行倒膜，于恒溫箱60℃中干燥4h，再于恒溫恒濕箱中（20℃，相對濕度50%）平衡24h，而后對膜的性能進行測定。

1.4 膜性能的測定方法

1.4.1 抗拉強度和斷裂伸長率 測定按照GB13022 -91進行。將裁好的試樣在電子拉力實驗機上進行抗拉性能實驗，每個實驗做3個平行，取其算術平均值。檢測的數值使用軟件《正交設計助手!，專業版V3.1》進行正交實驗分析［6］。

1.4.2 水蒸氣透過系數 取抗拉強度和斷裂生長率高的膜進行水蒸氣透過實驗。將裁好的試樣封裝于裝有4g干燥劑（氯化鈣）的錐形瓶口，放在相對濕度為50%的恒溫恒濕箱中，定期測錐形瓶的增重量。水蒸氣透過系數PV計算見GB 1037-88［6］。

表4 正交實驗抗拉強度和斷裂伸長率結果

2 結果與討論

2.1 多糖浸液干物質質量和pH的測定結果

見表2。

表2 多糖浸液干物質質量和pH的測定結果

2.2 多糖浸液中糖與蛋白質含量的測定結果

見表3。

表3 多糖浸液糖含量的測定結果

2.3 膜性能的檢測

2.3.1 抗拉強度和斷裂伸長率檢測 根據表4結果，確定各因素對膜指標影響的主次順序和各指標的最優水平組合為：抗拉強度：A（多糖浸液使用堿）＞C（磷脂）＞E（CMC）＞F（甘油）＞B（多糖浸液）＞D（變性淀粉）＞G（明膠），A3B3C1D2E3F3G1；斷裂伸長率：A（多糖浸液使用堿）＞E（CMC）＞G（明膠）＞D（變性淀粉）＞B（多糖浸液）＞F（甘油）＞C（磷脂），A3B1C1D1E1F1G1。

對于因素A（多糖浸液使用堿）而言，對膜的兩個主要指標都影響最大，并且最佳水平都是A3，所以取A3。A3是在滸苔多糖浸提過程中加入NaHCO3，在實驗過程中觀察到，與不加堿和加入NaOH比較，加入NaHCO3會產生更多的泡沫。根據蛋白質起泡原理推論，產生的泡沫主要是蛋白質，加入NaHCO3利于更好地除去蛋白質；另外加入NaHCO3的浸液pH為8.5左右，與文獻報導pH 8.5更有利于成膜一致［6］。

對于因素B（多糖浸液）而言，對膜的抗拉強度影響以B3為好；而對斷裂伸長率來說B1和B3略有差別，都高于B2，所以綜合考慮取B3。B3是全部的溶劑都為滸苔多糖浸液，所以滸苔多糖可以有效地提高可食膜的抗拉強度和斷裂生長率。

對于因素C（磷脂）而言，對膜的抗拉強度影響比較大，以C1為好；而對斷裂伸長率來也是以C1為好，所以取C1。對于因素D（變性淀粉）而言，對膜的斷裂伸長率影響以D1為好；而對抗拉強度來說D2為好，但是影響斷裂伸長率更顯著，所以綜合考慮取D1。對于因素E（CMC）而言，對膜的斷裂伸長率影響比較大，以E1為好；而對抗拉強度來影響較小，并且E3與E1之間差別較小，所以綜合考慮取E1。對于因素F（甘油）而言，對膜的抗拉強度影響以F3為好；而對斷裂伸長率來說F1為好，所以綜合考慮取F1。對于因素G（明膠）因素而言，對膜的斷裂伸長率和抗拉強度來說 G1都是為好，所以綜合考慮取G1。

以綜合平衡法分析，本實驗的較優化條件為A3B3C1D1E1F3G1。

2.3.2 水蒸氣透過系數（Water Vapor Permeability，PV） 使用A3B3C1D1E1F3G1制備滸苔多糖膜，經過水蒸氣透過實驗檢測，水蒸氣透過值為6.2%。

3 結論

本實驗以滸苔多糖浸液為基料，測定了滸苔多糖浸液中多糖和蛋白質的含量，并以正交實驗和綜合平衡法確定滸苔多糖浸液與輔料成膜的最佳添加量。

實驗表明，每100g滸苔粉使用10g的NaHCO3抽提多糖浸液。每100mL多糖浸液做成的多糖膜中含有滸苔多糖0.1g，蛋白質0.07g，磷脂0.2g，變性淀粉0.5g，CMC 1g，甘油 0.3mL，明膠 2g，膜的透水率為6.2%。

以滸苔多糖為基料的可食膜在抗拉強度和斷裂生長率方面顯著優于不添加滸苔多糖的膜，并且滸苔多糖具有優良的保健功能，因此富含滸苔多糖的可食性食品包裝膜有廣闊的應用價值。

［1］何清.東海綠藻緣管滸苔營養成分分析及評價［J］.海洋科學，2006，30（1）：35-38.

［2］徐大倫，歐昌榮，黃曉春，等.滸苔水溶性多糖提取工藝研究［J］.浙江海洋學院學報，2005，24（1）：67-69.

［3］張唯杰.糖復合物生化技術研究［M］.杭州：浙江大學出版社，1999；197-198.

［4］蛋白質濃度的測定（四）——考馬斯亮藍染色.http：// www.51protocol.com/pro/base1/20071015/37854.html.

［5］李夢芹，安曉瓊，張劍，等.谷朊粉—大豆可食蛋白可食性復合膜制備工藝優化研究［J］.糧油食品，2007（1）：78-81.

［6］任紅，楊洋，韋小英.超聲波強化大豆分離蛋白膜性能的研究［J］.現代食品科技，2006（2）：101-103.

Study on development of edible food packaging film with polysaccharides of Enteromorpha

LIU Chang1，GAO Hong-wei2，*
（1.Qingdao No.2 Middle School of Shandong Province，Qingdao 266061，China；2.Shandong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Qingdao 266002，China）

The extracted polysaccharide of Enteromorpha was used as main materials of edible food packing film. The contents of polysaccharide and proteins in Enteromorpha extract were determined.The orthogonal design and integrated balance method were used to determine the best formulation of the edible film.The tensile strength of finished film，fracture rate of growth rate and water were tested.The results showed that 10g of NaHCO3were added in 100g Enteromorpha powder when extract polysaccharide.The film made of 100g Enteromorpha contained polysaccharide 1g，protein 0.07g，lecithin 0.2g，modified starch 0.5g，CMC 1g，glycerol 0.3g，gelatin 2g.Permeability of the membrane was 6.2%.

Enteromorpha polysaccharide；orthogonal experiments；edible packaging film

TS206.4

A

1002-0306（2010）07-0301-04

滸苔（Entermorpha）為綠藻門（Chlorophyta）石莼目（Ulvales）石莼科（Ulvaleae）的藻類，常見的有緣管滸苔（Enteromorpha linza）、扁滸苔（Enteromorpha compressa）、條滸苔（Enteromorpha clathrat）、腸滸苔（Enteromorpha intestinalis）等［1］。滸苔為近海灘涂中的天然野生綠藻，其自然繁殖能力特別強，產量巨大。浙江沿海有人工培植滸苔的工廠，生產的滸苔供做食品和飼料。我國醫藉和民間經驗認為，滸苔不僅具有豐富的營養價值，而且具有清熱解毒、抗菌消炎、降膽固醇、增強機體免疫力、軟堅散結、消腫利尿及化疾之功效［2］。開發利用滸苔的新途徑，變廢為寶，已經成為一件利國利民的大事。可食性包裝是隨著現代食品工業的發展出現的，通過不同分子間的相互作用形成具有多孔網狀結構的薄膜，用于食品內包裝，是近年來國內外研究的熱點［4］。以蛋白質為基礎的可食膜主要有大豆分離蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜、小麥面筋蛋白膜和乳清蛋白膜等［5］，如美國用大豆提煉的蛋白質制造出類似塑料的物質，作為食品包裝材料，來替代過去以石油為原料合成的塑料。淀粉類可食性包裝材料是以淀粉為主要原料制得的，制作時，將淀粉成型劑與膠粘劑按一定比例配制，然后充分攪拌，再通過熱壓等方式加工制得包裝薄膜或具有一定剛性的包裝容器，所用淀粉有玉米、紅薯、土豆、魔芋及小麥等，所加入的膠粘劑多為天然無毒的植物膠或動物膠，如明膠、瓊脂、天然樹脂膠等［6］。本研究以滸苔多糖為基質，制備了具有保健功能的可食性復合膜，優化了制備條件，為綜合利用滸苔資源提供了新途徑。

2009-07-07 *通訊聯系人

劉暢（1992-），男，高中學生。