可食性膜阻水特性的研究.pdf

145基础研究食品科学2008, Vol. 29, No. 02 收稿日期：2007-01-20 作者简介：李磊(1980-)，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 可食性膜阻水特性的研究 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) 摘 要：本实验采用拟杯子法，以 CaCl2为吸水材料，以棉布为膜载体，在温度 25 2、相对湿度为 90% 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 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) AbstractAbstract ： In this experiment the method of modified cups was utilized to determine the water vapor permeability of every coating at 252 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 acidstearic acidwaxbeeswax, 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 wordsKey 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 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 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。 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。 2008, Vol. 29, No. 02食品科学基础研究146 水洗至中性 2% HAc鉴定 海蟹壳 掰成小片 温水除杂 水中煮沸 2% 的 NaOH 反应容器 水洗至中性 65恒温水浴 保温2d10% HCl 浸泡2d 浸泡1d 10% HCl 10% NaOH 加热回流2h 弃去碱液 水洗至中性 45% NaOH 110回流1h 在国外，Gennadios、Greener 和 Fennema6-9等采 用 ASTM 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。 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 1.3.1壳聚糖的制备流程 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 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 2min，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 。 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 泡 2min，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 0.5g、山梨醇 3g、 甘油 3ml 和乙二醇 3ml。 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。 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1.3.2乙酰化单甘酯的制备 147基础研究食品科学2008, Vol. 29, No. 02 密封处密封处 无水氯化钙 无水氯化钙 小锥形瓶自制模型 图1 实验模型 Fig.1 Experimental models 小锥形瓶自制模型 总重量(g)35.079710.5136 1d后(g)35.102010.5394 1d后增重(g)0.02230.0258 2d后(g)35.104710.5441 2d后增重(g)0.02500.0305 表1 实验模型的选择 Table 1 Choice of experimental model 表2 吸水材料的选择 Table 2 Choice of absorbent materials 吸水重量(g) 时间(h) 氯化钙硅胶 10.02810.0246 20.04050.0402 30.05630.0555 40.08270.0714 50.09050.0843 60.10660.1060 70.12540.1122g 酸 1 5 g ，加热并快速搅拌，直至成为均一溶液。把小 片棉布浸泡在膜溶液中 2 mi n ，取出风干。 1.5各操作因素的选择 1.5.1实验模型的选择 自制两个密封模型小室(如图1)测定膜的水蒸气渗透 率。为从中选出一个密封度较佳的，我们作了密封实 验。实验步骤如下：先称取相同质量的无水氯化钙， 分别置于两个模型小室中，密封，定时测量其增重， 选出密封度较好的一种。 参照拟杯子法10。将膜材料密封于装有 4g 无水氯 化钙(要求称量至恒重)的小锥形瓶中，然后将小锥瓶放 置于相对湿度为 90% 2%，温度为 25 2的干燥器 中，定时取出测定其增重。其计算方法如下： W 2W1 T= 100% W1 式中，W1为未吸水时小锥形瓶的初始重量( g ) ； W2为定时吸水后小锥形瓶的重量(g)。 2结果与分析 2.1各操作因素的选择 2.1.1实验模型的选择 通过对两种模型的测试，我们得出表 1 中的结果。 1.5.2吸水材料的选择 为了测定水蒸气渗透率，需选择吸水性能较强的物 质。根据文献介绍，无水氯化钙和硅胶曾被多次报道 过。称取相同质量的两种物质，移入相对湿度为 9 0 % 2 % 的容器中，定时测定其增重，从而计算吸水率， 选出性能较佳的吸水材料。 1.5.3膜载体的选择 该实验中的膜均为液膜，要测定其水蒸气渗透率， 需将膜溶液涂布于某一载体材料上，且此物质必须具有 透水性好(即对阻水的干扰可降低到最低限度)、易于密 封、疏密适中、具有一定的刚性，能承载膜溶液等特 点。为此，我们选择了的凉布 1 、的凉布 2 和棉布三 种材料，采用拟杯子法，测定了膜的水蒸气透过率， 依据实验结果，进行了膜载体的优选。 1.6模型实验 本实验采用拟杯子法，将涂有膜溶液的棉布密封于 装有无水氯化钙的小锥形瓶上，再将小锥形瓶置于温度 为 25 2相对湿度为 90% 2% 的干燥器中，定时测 定小锥形瓶的增重，计算出膜的水蒸气透过率，以测 定结果为依据，筛选出阻水效果较好的一元膜、二元 膜和多元膜。 1.7测试方法 1.7.1膜厚测定 用游标卡尺在被测膜上随机取 5 个点测定，后取平 均值，膜厚单位为 mm(其中棉布的厚度为 0.25mm)。 1.7.2水蒸气透过率(T)测定 由表 1 结果可知，小锥形瓶的密封度要比自制模型 的密封度好，因此，前者被选做实验模型。 2.1.2吸水材料的选择 实验结果如表 2 所示。 由表 2 结果可知，无水氯化钙的吸水能力远大于硅 胶。因此，我们选择前者作为本实验的吸水材料。 2.1.3膜载体的选择 三种布在相同的条件下，进行测试，结果如表3 所示。 膜载体的选择一般应遵循三个原则： (1)对测定的结 果干扰最低； (2)操作方便、可行； (3)价格可以接受。 由表 3 可知，水蒸气透过率的大小顺序为的凉布 2 棉布的凉布 1 棉布加膜，的凉布 2 的孔隙过大， 不能承载膜溶液不符合第二项原则；而的凉布 1 的阻水 2008, Vol. 29, No. 02食品科学基础研究148 表7 脂质膜的物理参数 Table 7 Physical parameters of lipid-based membrane 名称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 厚度(mm)0.540.560.520.520.560.520.580.50 表3 膜载体的选择 Table 3 Choice of membrane carrier 透过率(%) 载体 6h12h24h36h48h 的凉布1(%)1.322.154.525.688.52 的凉布2(%)1.572.435.116.469.78 棉布(%)1.522.394.976.229.37 棉布加膜(%)1.402.224.535.718.54 表4 蛋白膜的物理参数 Table 4 Physical parameters of protein membrane 大豆蛋白浓度(%)黏度(mPas)厚度(mm) 1.012.600.36 明胶(1)0.34.600.32 明胶(2)0.55.960.32 明胶(3)0.77.000.34 明胶(4)1.012.750.34 14 12 10 8 6 4 102030405060 水蒸气透过率(%) 时间(h) 图2 蛋白膜水蒸气透过率(%)的比较 Fig.2 Comparison of water vapour transmission rates (%) of different protein membranes 大豆蛋白 明胶(1) 明胶(2) 明胶(3) 明胶(4) 表5 多糖膜的物理参数 Table 5 Physical parameters of polysaccharide membrane 名称浓度(%)黏度(mPas)厚度(mm) 羧甲基纤维素钠1.001640.34 羧甲基纤维素1.003110.36 海藻酸钠1.002950.34 壳聚糖(pH3.12)1.0013.50.32 壳聚糖(pH3.93)1.0013.50.34 壳聚糖(pH4.33)1.0013.50.34 壳聚糖(pH5.00)1.0013.50.34 淀粉(1)1.001.320.34 淀粉(2)3.004.250.34 淀粉(3)5.005.510.36 羧甲基淀粉钠(1)1.002.850.30 羧甲基淀粉钠(2)3.0034.780.36 羧甲基淀粉钠(3)5.0014440.38 由于壳聚糖分子链的晶区有很强的氢键，所以极容易吸 水，是水蒸气透过率最大的多糖膜，随着膜溶液 p H 值 的增大，其黏度、膜厚变化不大，而水蒸气透过率则 略有减小；淀粉与羧甲基淀粉钠在 1 % 的浓度下，效果 不佳，但随着浓度的增大，其溶液的黏度、膜厚也随 之增加，水蒸气透过率随之减小，当浓度达到 5 % 时， 其水蒸气透过率明显降低。 2.2.3脂质膜的比较 实验中将脂质膜加热熔化，趁热涂于棉布上，然 后用拟杯子法测定，其结果见表 7 。 由图 3 可知，脂质膜的水蒸汽透过率大小顺序： (1) 月桂酸棕榈酸硬脂酸石蜡蜂蜡。这符合构效 关系，即随着 C 链的增长，极性减弱，亲油性增强， 性较大，对整体的阻水率贡献比例较高，从而降低了 测定的灵敏度，不符合第一项原则，固二者均不能选 用。因此只能选棉布，且棉布具有透水透气性好，能 承载膜溶液因而成为我们的首选。 2.2一元膜水蒸气透过率的测定 2.2.1蛋白膜的比较 由图 2 可知，随着膜溶液浓度的增大，其黏度以 及膜厚均有增加，同时水蒸气透过率相应减小。相同 浓度的大豆蛋白膜和明胶膜相比，后者的效果较好。 2.2.2多糖膜的比较 由表 6 可知，在 1% 的浓度下，海藻酸钠膜是水蒸 气透过率最小的多糖膜；羧甲基纤维素和羧甲基纤维素 钠的效果大致相当，不及海藻酸钠，而在壳聚糖膜中， 表6 多糖膜的水蒸气透过率(%)的比较 Table 6 Comparison of water vapour transmission rates (%) of different polysaccharide membranes T(%) 名称 18h36h40h48h60h 羧甲基纤维素钠3.606.647.768.3911.17 羧甲基纤维素3.616.627.738.3611.16 海藻酸钠3.426.577.168.2511.01 壳聚糖(pH3.12)4.937.789.3810.1312.95 壳聚糖(pH3.93)4.907.799.3710.0712.91 壳聚糖(pH4.33)4.897.777.3110.0912.87 壳聚糖(pH5.00)4.887.769.289.9812.84 淀粉(1)4.167.869.299.8613.21 淀粉(2)3.667.657.938.3711.27 淀粉(3)3.486.657.719.3011.00 羧甲基淀粉钠(1)4.077.288.509.0812.18 羧甲基淀粉钠(2)3.947.248.469.0412.11 羧甲基淀粉钠(3)3.877.218.429.0112.00 149基础研究食品科学2008, Vol. 29, No. 02 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 20304050607080 水蒸气透过率(%) 时间(h) 图3 脂质膜水蒸气透过率(%)的比较 Fig.3 Comparison of water vapour transmission rates (%) of different lipid-based membranes 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 表8 二元膜的物理参数 Table 8 Physical parameters of double membrane 名称浓度(%)黏度(mPas)厚度(mm) 海藻酸钠/明胶(1)1.0/0.32900.30 海藻酸钠/明胶(2)1.0/0.63600.32 CMC-Na/ 明胶(1)1.0/0.31650.32 CMC-Na/ 明胶(2)1.0/0.6197.50.33 淀粉/明胶(1)5.0/0.37.50.32 淀粉/明胶(2)5.0/0.622.50.34 表9 二元膜的水蒸气透过率(%)的比较 Table 9 Comparison of water vapour transmission rates (%) of different double membranes 透过率(%) 名称 12h24h48h60h72h 海藻酸钠/明胶(1)2.204.719.3411.6614.05 海藻酸钠/明胶(2)2.555.5010.8413.4816.31 CMC-Na/ 明胶(1)2.394.909.5811.8814.29 CMC-Na/ 明胶(2)2.825.7711.3513.9716.64 淀粉/明胶(1)2.585.2610.2112.6515.26 淀粉/明胶(2)2.465.079.9112.3114.77 表10 添加增塑剂二元膜的物理参数 Table 10 Physical parameters of adding plasticizer double membrane 名称浓度(%)黏度(mPas)厚度(mm) 海藻酸钠/明胶1/0.3900.32 海藻酸钠/明胶/山梨醇(1)1/0.3/0.2900.34 海藻酸钠/明胶/山梨醇(2)1/0.3/1900.34 海藻酸钠/明胶/甘油1/0.3/1900.34 海藻酸钠/明胶/乙二醇1/0.3/1900.32 表11 添加增塑剂二元膜的水蒸气透过率(%)的比较 Table 11 Comparison of water vapour transmission rates (%) of different adding plasticizer double membranes 透过率(%) 名称 4h16h23h29h41h48h 海藻酸钠/明胶0.923.675.677.3512.0713.35 海藻酸钠/明胶/山梨醇(1)1.294.207.867.9612.3413.87 海藻酸钠/明胶/山梨醇(2)1.134.096.357.7612.2613.62 海藻酸钠/明胶/甘油1.094.015.907.5112.2313.60 海藻酸钠/明胶/乙二醇1.023.875.827.2512.2113.55 水蒸气透过率减小的规律。其中蜂蜡的主要成分为硬脂 酸蜂蜡酯 C15H31COOC30H61，石蜡的主要成分为蜡酸蜡酯 C25H51COOC26H53； (2)单甘酯三硬脂酸甘油酯乙酰化 单 甘 酯 。 三硬脂酸甘油酯和乙酰化单干酯由于脂肪酸的酰化 基团与甘油的两个羟基相连，从而增加了分子的亲脂 性，因而它们的水蒸气透过率明显小于单干酯，至于 乙酰化单干酯为何明显优于三硬脂酸甘油酯，目前道理 并不清楚，但不争的事实是乙酰化单干酯在西方发达国 家已成为类脂膜研究的热点，足以说明它应具有相当的 优势，这也正是我们合成这一材料的原因。 2.3二元膜水蒸气透过率的测定 由以上结果可知，蛋白膜中明胶膜的效果较好； 多糖膜中以海藻酸钠与羧甲基纤维素钠的效果较好，但 成本较高，淀粉虽然在 1% 的浓度下效果不好，但在 5% 的浓度下会明显改善，且它的成本较低，故选择上述 由表 10、11 可知，在二元膜中加入增塑剂后，其 水蒸气透过率增加，部分地是由于原始膜的密度变得稀 薄，分子排列紧密程度下降，而从亲水性增塑剂的分 子中水分不断吸收或脱去可能是另一原因8。增塑剂对 二元膜的水蒸气透过率影响的大小顺序为：山梨醇 甘 油 乙二醇。但经验告诉我们，事实上它们的增塑性能 的好坏的顺序刚好相反。加入增塑剂后会减弱高聚物分 子间的相互作用，提高其流动性，增加膜的韧性，从 而避免产生裂纹或孔洞。尽管增塑剂会毫无例外地降低 阻水性，仍然常常将其加入膜溶液，以改善膜的物理 性 能 。 2.5壳聚糖膜的改进 壳聚糖因具有良好的物理化学性能和生物活性，目 前正越来越多地用作可食性涂膜材料，成为目前医药、 食品等领域的热门研究对象。从本实验测定结果可知， 其吸水性强，某种程度上阻碍了其在阻水膜方面的应 膜材料作为二元膜的基料。 由表 9 可知，在二元膜中海藻酸钠明胶(1%:0.3%) 膜的水蒸气透过率最小。 2.4增塑剂对二元膜的水蒸气透过率的影响 选取二元膜中阻水性最好的膜海藻酸钠 / 明胶(1%/ 0.3%)作为基质，加入增塑剂山梨醇、甘油和乙二醇， 比较它们对二元膜的水蒸气透过率的影响。 表12 壳聚糖膜的物理参数 Table 12 Physical parameters of chitosan membrane 膜编号膜原料膜厚(mm) 1壳聚糖0.30 2壳聚糖蜂蜡0.54 3壳聚糖石蜡0.54 2008, Vol. 29, No. 02食品科学基础研究150 表13 壳聚糖膜的水蒸气透过率(%)的比较 Table 13 Comparison of water vapour transmission rates (%) of different chitosan membranes 透过率(%) 膜编号 24h48h60h72h 15.7311.6514.2116.77 20.280.370.480.59 30.710.951.101.24 表14 三元膜的物理参数 Table 14 Physical parameters of triple membrane 名称浓度(%)黏度(mPas)厚度(mm) 海藻酸钠/明胶/硬脂酸(1)1/0.3/50.42 海藻酸钠/明胶/棕榈酸(1)1/0.3/50.42 海藻酸钠/明胶/月桂酸(1)1/0.3/50.40 海藻酸钠/明胶/硬脂酸(2)1/0.3/53600.46 海藻酸钠/明胶/棕榈酸(2)1/0.3/53700.40 海藻酸钠/明胶/月桂酸(2)1/0.3/570000.48 注 ： (1)为三元膜第一种配制和涂膜方式(即脂肪酸作为单独类脂膜)； (2) 为三元膜第二种配制和涂膜方式(即脂肪酸作为乳化剂)。 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 10203040506070 水蒸气透过率(%) 时间(h) 图4 三元膜水蒸气透过率(%)的比较 Fig.4 Comparison of water vapour transmission rates (%) of different triple membranes 海藻酸钠/明胶/硬脂酸(1) 海藻酸钠/明胶/棕榈酸(1) 海藻酸钠/明胶/月桂酸(1) 海藻酸钠/明胶/硬脂酸(2) 海藻酸钠/明胶/棕榈酸(2) 海藻酸钠/明胶/月桂酸(2) 用。在壳聚糖膜的表面涂一层脂质膜，可以明显改善 膜的阻水性。在表 13 中提供了相关的证据10-11。 2.6三元膜的比较 选取二元膜中阻水性最好的膜海藻酸钠 / 明胶(1%/ 0.3%)作为基质，然后加入硬脂酸、棕榈酸和月桂酸三 种脂肪酸，并比较它们的水蒸气透过率。 性，改善其物理性能，而第一种涂膜方式在原膜的基础 上加了一层将结构紧密的阻水膜，显然后者优于前者。 3结论与展望 3.1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；阻水率与膜材料分子中 C 链的长度(或亲脂性)呈正相关关系；乙酰化单甘酯的阻 水性优于单甘酯。 3.2海藻酸钠膜是具有最佳阻水性的多糖膜；明胶膜 是比大豆蛋白阻水性能更加优良的蛋白膜。 3.3增塑剂山梨醇、甘油及乙二醇的加入会使膜的阻 水性降低。 3.4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。脂质膜作为被膜剂时，海藻酸钠 / 明胶 / 硬脂酸膜的阻水性最好，而其用作乳化剂时，海藻酸 钠 / 明胶 / 月桂酸的阻水性最好。 为延长果蔬的货架期，国内外保鲜技术的研究和应 用方兴未艾。随着现代保鲜技术的发展，经济安全的天 然保鲜剂的开发和