【摘 要】
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儿茶素是一种具有强抗氧化和抗菌活性的多酚类物质。然而,其在光、热、氧和碱性环境下极不稳定,限制了其在食品工业中的应用。因此有必要对其进行分子修饰以增强儿茶素的稳定性。本研究首次通过酸催化缩合的接枝共聚反应将儿茶素与淀粉醛共价连接,合成淀粉醛-儿茶素接枝共聚物,主要对接枝共聚物的结构特征、稳定性和抗氧化活性进行研究;并进一步将其制备成食品活性包装膜和涂膜保鲜剂,用于食用油和猪肉的保鲜。研究结果为淀粉
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儿茶素是一种具有强抗氧化和抗菌活性的多酚类物质。然而,其在光、热、氧和碱性环境下极不稳定,限制了其在食品工业中的应用。因此有必要对其进行分子修饰以增强儿茶素的稳定性。本研究首次通过酸催化缩合的接枝共聚反应将儿茶素与淀粉醛共价连接,合成淀粉醛-儿茶素接枝共聚物,主要对接枝共聚物的结构特征、稳定性和抗氧化活性进行研究;并进一步将其制备成食品活性包装膜和涂膜保鲜剂,用于食用油和猪肉的保鲜。研究结果为淀粉醛-儿茶素接枝共聚物在食品工业中的应用提供基础。本文的主要研究结果总结如下:(1)首先通过酸催化缩合反应,将木薯淀粉醛与儿茶素成功接枝共聚。研究了淀粉醛-儿茶素接枝共聚物的结构特征、稳定性和抗氧化活性。Folin-Ciocalteu试验的结果表明淀粉醛-儿茶素接枝共聚物的接枝率为233.29、270.17和341.31 mg/g;薄层色谱表明接枝共聚物中不含游离的儿茶素;紫外-可见光谱显示接枝共聚物在280 nm处有儿茶素B环的特征吸收峰;傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱表明儿茶素A环的H-6/H-8与淀粉醛的醛基发生了接枝共聚;X射线衍射图谱表明接枝共聚物呈无定形结构;扫描电镜显示接枝共聚物的表面呈粗糙的碎片状。接枝共聚物在磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中比儿茶素更加稳定。此外,接枝共聚物不能被模拟唾液、胃液和小肠液消化。接枝儿茶素可显著提高淀粉醛的还原力和自由基清除能力。同时,接枝共聚物对RAW264.7小鼠巨噬细胞无细胞毒性,抗性淀粉含量高于淀粉。(2)进一步将淀粉醛-儿茶素接枝共聚物添加到季铵盐壳聚糖(QAC)/聚乙烯醇(PVA)膜基质中制备活性包装膜,研究了薄膜的结构、物理和抗氧化性能。结果表明,淀粉醛-儿茶素接枝共聚物与QAC/PVA膜基质形成了氢键,改善了复合膜的均匀性。加入淀粉醛-儿茶素接枝共聚物后,膜的水蒸气透过率、拉伸强度和断裂伸长率分别提高了 2.51%-16.03%、11.73%-20.15%和0.78%-12.15%;膜的氧气透过率降低了6.67%-53.33%。淀粉醛-儿茶素接枝共聚物使膜对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基和2,2-叠氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基清除效率分别提高了 852.3%-995.5%和599.5%-669.3%。将薄膜制成油袋用于花生油的包装,发现与QAC/PVA膜包装的花生油相比,含淀粉醛-儿茶素接枝共聚物的QAC/PVA膜包装的油的过氧化值和硫代巴比妥酸反应物质水平显著降低。结果表明,含淀粉醛-儿茶素接枝共聚物的QAC/PVA膜在花生油包装中具有良好的应用前景。(3)最后将淀粉醛-儿茶素接枝共聚物与壳聚糖共混制备涂膜保鲜剂,并用于猪里脊肉的冷藏保鲜,分析了猪里脊肉在冷藏期间(4±1℃,14天)的失重率、颜色、pH值、总菌落数、总挥发性盐基氮、脂质氧化、蛋白质氧化、质地和感官品质的变化。结果表明,壳聚糖与接枝共聚物具有协同抗氧化和抗菌作用。在第14天,与未涂层和壳聚糖涂层的猪里脊肉相比,复合涂层的猪里脊肉具有更低的重量损失率(7.16%)、pH值(5.99)、总活菌数(7.11 lg CFU/g)、总挥发性盐基氮水平(13.02 mg/100 g)、脂质氧化水平(0.47 mg/kg)、蛋白质氧化水平(46.57 μmol/g)和剪切力(27.40 N)。同时,壳聚糖/淀粉醛-儿茶素接枝共聚物复合涂层有效地保持了猪里脊肉在冷藏期间的颜色、微观结构和感官特性。壳聚糖/淀粉醛-儿茶素接枝共聚物复合涂层可使猪里脊肉的货架期从8天(未涂层组)延长至14天。因此,壳聚糖/淀粉醛-儿茶素接枝共聚物复合涂层在猪肉冷藏保鲜方面具有良好的应用前景。
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