论文部分内容阅读
罗非鱼是我国华南沿海地区最重要的经济养殖鱼类,其产品通常以冷冻鱼片的方式加工出口,这种加工方式会产生大量的副产物如鱼皮等,如何提升这些副产物的经济效益是目前亟待解决的问题。罗非鱼皮中富含胶原蛋白,可制成优质的明胶从而提高其附加值。此外,利用明胶开发可再生、可降解的食品包装膜也是提升附加值的有效手段。活性智能包装技术自出现以来,在延长食品保质期、监测食品质量及安全等方面发挥了重要作用,已逐渐成为当今食品包装领域的研究热点。因此,本研究以罗非鱼皮为原料,首先调控制备了不同品质的明胶,并对其进行了理化性质分析,随后基于罗非鱼皮明胶理化性质采用不同凝冻强度的明胶,利用谷氨酰胺转移酶(TGase)改性制备明胶薄膜并优化,最后以花色苷色素提取物为功能性成分,结合上述优化的成膜方法,在不同pH条件下制备了具有pH敏感性功能的花色苷-明胶活性智能包装膜,并评价了薄膜的基本性能和与不同酸、碱性介质接触后的颜色变化。主要研究结果如下:1.不同提取温度(45、60和75 ℃)和pH(3和5)所获罗非鱼明胶的理化功能性质。不同提取条件所获明胶提取率为11.67%～41.91%(干重),亚氨酸含量为190～199/1000残基;SDS-PAGE图谱显示:提取温度为45 ℃时所获明胶具有较高的分子量分布(>100 kDa),随着提取温度升高或pH的降低所获明胶的α-链和交联组分的谱带色度逐渐降低,这说明高温或较酸的提取环境造成了明胶分子量的下降;所获6种明胶凝冻强度值为127.7～382.3 g,分子量高的明胶对应的凝胶凝冻强度更高;所有的提取条件下获得的TSG水溶液均能在4 ℃下形成凝胶,但仅存在45 ℃/pH3和45℃/pH5提取条件下获得的TSG能在室温下形成凝胶;流变性结果显示不同条件获得的明胶的凝胶温度和融化温度分别为17.64～25.08 ℃和24.76～31.29 ℃;此外,同一提取温度下,提取液pH值为5时获得的明胶的乳化能力显著高于pH值为3时的明胶。2.不同凝冻强度(Bloom)的明胶和TGase的添加对明胶膜基本性能的影响。采用Bloom值280g的明胶制膜时,TGase添加量为0.5%(w/w)时拉伸强度可达15.3 Mpa;Bloom值越高对应的明胶膜在20=7.5°处的X衍射峰强度越高;与Bloom值245和160 g的明胶制得的薄膜相比,Bloom值为280 g制得的明胶膜具有较低的水分含量和水蒸气透过率,且对应最高的拉伸强度,但断裂伸长率低于245 gBloom值制备的明胶膜;不同Bloom值明胶制得的薄膜在水溶液中均完全溶解。经TGase改性后,不同Bloom值制得的明胶膜水溶性均显著下降(低至33.8%),且2θ = 7.5°处对应的X衍射峰也随之下降,但机械性能有所提升,特别是Bloom值280g明胶膜的拉伸强度高于其它膜样品。3.花色苷-明胶活性智能包装膜的制备和特性研究。在pH3、7和11条件下制备的红甘蓝(GL-RC),黑葡萄皮(GL-BP)和紫薯-花色苷明胶复合膜(GL-PP)均较薄且质感均匀;不同pH条件下制备的花色苷-明胶复合膜呈色均不同,其中不同pH制得的GL-RC和GL-BP差异显著(⊿E值较大)。pH 3和pH 7条件下制备的三种复合膜与酸、碱性气体、液体接触后均有明显的颜色变化,其中中性条件下制备的GL-BP颜色变化最为显著,而碱性条件下制备的薄膜颜色变化并不明显;此外,仅存在pH 7条件下制备的GL-RC和GL-BP与半固体介质接触有一定的颜色变化。与对照明胶膜(GL)相比,三种花色苷复合膜的厚度和水蒸气透过率均有所提高,其中GL-RC和GL-BP水分含量略有下降,而GL-PP无显著变化;与酸性pH条件下制的复合膜相比,中性和碱性条件下制得的花色苷复合膜显示出更优的耐水性和机械性能,其中在pH 7条件下制得的GL-RC水溶性为25.3%,拉伸强度为20.7 Mpa。花色苷的添加还赋予了复合膜较优的抗氧化活性,但并没有发现赋予其抗菌活性,其中pH 3条件下制备的GL-BP的DPPH清除率可达87.4%,且清除能力在48 h内基本保持不变。