塑料包装膜对食品特征风味化合物的吸附研究

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食品风味控制是近年来食品与包装行业关注的重点。随着食品包装逐步向更高保护要求的方向发展,塑料包装材料对所包食品的感官品质的影响愈发凸显。因此研究塑料材料对食品风味化合物的吸附作用而导致风味缺失的现象则显得愈加重要。本课题研究了塑料薄膜物理性质、食品风味物质特性及储存环境等因素对LDPE薄膜吸附过程的影响,并建立了相关吸附模型。(1)将己醛、辛醇、戊酮和乙酸丁酯四种风味物质配置成的食品模拟物与LDPE薄膜一同置于吸附试验装置中,以溶剂(正己烷)萃取的方式提取薄膜中吸附的在风味物质,并通过气相色谱法进行定量分析。试验确定了常温下四种风味物质达到吸附平衡的时间范围;同时发现薄膜与风味物质在不同接触的接触方式(液-固接触和气-固接触)下,吸附平衡时间和最终吸附量均有差异;以上工作确定了具体试验方法,取样时间和合适的接触方式,为后续试验奠定基础;(2)通过比较四种不同结晶度的LDPE在不同食品模拟液中的吸附情况,得到随着结晶度增大,LDPE对风味物质的吸附量减小的规律;但在某些情况下,结晶度高的物质具有较大的约束力,对薄膜内部已吸附的风味物质起到阻滞作用,最终导致吸附量的增大。(3)以2-戊酮、2-庚酮、己醛、正庚醛、乙酸丙酯、乙酸丁酯、异戊醇、辛醇八种风味物质为试验对象,针对不同化合物种类(化学结构和碳链长度)对LDPE吸附情况的影响进行研究,发现不同官能团会导致薄膜吸附总量和吸附平衡时间的差异,同时在一定范围内,同类物质碳原子个数的增多也会促进薄膜的吸附。(4)研究了风味物质的初始浓度(10ppm-1000ppm)和储藏温度(4℃、23℃、33℃、40℃)对LDPE吸附性能的影响。结果表明高浓度物质起到类似塑化剂作用会改变聚合物微观结构,导致薄膜吸附作用加强;高温会加剧风味物质分子运动并使薄膜结晶度的下降,从而促进吸附程度。通过改变食品基质的酸碱度,研究pH值对风味物质的吸附过程的影响,发现pH值对吸附影响不显著。(5)利用正交试验发现了影响薄膜对风味物质吸附作用的各因素显著性顺序依次为:风味物质种类、初始浓度、储藏温度、薄膜结晶度和pH值。根据阿伦纽斯公式确定不同温度下特定风味物质的扩散系数D,并基于Freundlish模型得到了表征物质浓度、储藏温度与吸附平衡量关系的数学模型,结合Fick第二定律推导出关于温度、浓度和时间的风味吸附模型,结果表明该模型能较好的预测风味物质在LDPE中的吸附情况。
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