用于馬鈴薯全粉制品包裝的可食性明膠抑菌膜研制與開發(fā)

◎ 郝元元

（烏蘭察布職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

可食性抑菌膜是以本身可食的材料成分為原輔料，并添加適量抑菌劑、增塑劑、增強(qiáng)劑，經(jīng)均質(zhì)、流延、成型、接膜等加工而成，可阻止各成分相互擴(kuò)散，從而避免食品發(fā)生品質(zhì)變化，有效提高食品質(zhì)量，延長貨架期等[1]。

馬鈴薯全粉制品（饅頭、面包、月餅）腐敗變質(zhì)的原因可能是脂肪氧化或受潮后發(fā)霉。針對馬鈴薯全粉制品腐敗以及塑料包裝廢棄物污染，將可食性抑菌膜用于馬鈴薯全粉制品包裝，既可有效控制制品霉變，又不會污染環(huán)境。本文以明膠為成膜基材，甘油為增塑劑，卡拉膠為增強(qiáng)劑，山梨酸鉀為抑菌劑制備可食膜；并研究各因素對抑菌膜性能的影響及抑菌膜的抑菌效果，旨在研制可用于馬鈴薯全粉制品包裝的性能最優(yōu)、成本低廉且具有商業(yè)應(yīng)用前景的可食性抑菌膜。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

移液管、涂抹棒、鑷子、無菌生理鹽水、無菌平皿、PDA培養(yǎng)基、霉菌孢子、明膠、甘油、卡拉膠、山梨酸鉀、一次性塑料平皿、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、鼓風(fēng)干燥箱、微電腦拉力剝離試驗(yàn)機(jī)以及超凈工作臺。

1.2 可食性抑菌膜的制備

分別稱取適量的山梨酸鉀、卡拉膠、明膠，加水溶解后，置于攪拌器中70 ℃恒溫?cái)嚢?5 min，攪拌過程中加入適量甘油，冷卻至50 ℃后倒入平皿中，室溫放置4 h，置于鼓風(fēng)干燥箱40 ℃條件下干燥10 h，成膜后室溫下平衡1 d備用。

1.3 膜水溶性測定

將膜剪成50 mm×50 mm左右，放在燒杯中，置于90 ℃干燥箱中干燥至質(zhì)量恒定，加入100 mL純水使膜充分溶解，倒掉水后置于90 ℃干燥箱中干燥至質(zhì)量恒定。MS(%)=(M0-M)×100%，其中MS為膜的水溶性，M0為膜的初始質(zhì)量，M為膜溶解后質(zhì)量。

1.4 膜厚度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的測定

采用電子數(shù)顯千分尺測定膜厚度；按照GB 13022-1991測定膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。

1.5 抑霉菌試驗(yàn)

在無菌條件下，將明膠抑菌膜裁成50 mm×50 mm大小，采用紫外燈照射法將明膠膜、生理鹽水、平皿、移液管以及涂抹棒殺菌1 h，將無菌PDA培養(yǎng)基融化后倒板；用接種環(huán)輕輕刮取斜面上的霉菌孢子溶解于1 mL的生理鹽水中，待混勻后，將菌液均勻涂布在PDA培養(yǎng)基表面；用無菌鑷子將膜貼在涂有菌液的培養(yǎng)基表面，28 ℃培養(yǎng)24 h后觀察記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 明膠添加量對膜性能影響

從表1中可知，隨著明膠添加量的遞增，膜的水溶性先增后減，拉伸強(qiáng)度逐漸增加，斷裂伸長率逐漸減小，楊氏彈性模量逐漸增加，綜合明膠添加量對膜的各項(xiàng)性能影響結(jié)果，確定明膠最適添加量為3.0%。

表1 不同明膠添加量對膜性能對比表

2.2 卡拉膠添加量對膜性能影響

從表2中可知，隨著卡拉膠添加量的增加，膜的水溶性、斷裂伸長率逐漸減小，拉伸強(qiáng)度、楊氏彈性模量逐漸增大。綜合卡拉膠添加量對膜各項(xiàng)性能影響結(jié)果，確定卡拉膠最適添加量為1.0%。

表2 不同卡拉膠添加量對膜性能對比表

2.3 甘油添加量對膜性能影響

從表3中可知，隨著甘油添加量的增加，膜的水溶性逐漸增加，拉伸強(qiáng)度先增后減，斷裂伸長率逐漸增大，楊氏彈性模量逐漸減小，綜合膜各項(xiàng)性能，確定甘油最適添加量為3.0%。

表3 不同甘油添加量對膜性能對比表

2.4 山梨酸鉀添加量對膜性能影響

從表4中可知，隨著山梨酸鉀添加量的增加，膜的水溶性先減后增，拉伸強(qiáng)度先增后減，斷裂伸長率先增后減再增，楊氏彈性模量逐漸減小。綜合山梨酸鉀添加量對膜各項(xiàng)性能影響結(jié)果，確定山梨酸鉀最適添加量為0.05%。

表4 不同山梨酸鉀添加量對膜性能對比表

2.5 正交試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，針對明膠、卡拉膠、甘油、山梨酸添加量進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，從表5可知：最優(yōu)組合為明膠添加量為3.0%，卡拉膠添加量為1.0%，甘油添加量3.0%，山梨酸鉀添加量0.05%。

表5 明膠抑菌膜制作正交試驗(yàn)表

2.6 抑菌試驗(yàn)

從圖1中可知：抑菌膜對大腸桿菌、酵母菌、青霉菌、金黃色葡萄球菌等具有較好的抑菌效果，且隨著山梨酸鉀濃度的不斷增大，膜的抑菌效果也越來越好。

圖1 可食性明膠抑菌膜抑菌效果圖

3 結(jié)論

以水溶性和拉伸強(qiáng)度為第一指標(biāo)，斷裂伸長率和楊氏彈性模量為第二指標(biāo)，最終確定可食性明膠抑菌膜的最佳配方：卡拉膠添加量1.0%，明膠添加量3.0%，山梨酸鉀添加量0.05%，甘油添加量3.0%。該明膠抑菌膜具有一定的抑菌效果。