大豆蛋白-聚乙烯醇生物降解薄膜制備及性能研究.pdf

1、本論文以普通大豆蛋白和聚乙烯醇為基本成膜物質(zhì),研究了無水乙醇加入方法,大豆蛋白含量,聚乙烯醇含量,甘油含量,膜液pH5個單因素對大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜性能的影響;通過三因素三水平響應(yīng)面試驗,確定了制備大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜的適宜工藝參數(shù),并建立了數(shù)學(xué)模型;系統(tǒng)考察了不同還原劑,不同表面活性劑,不同增強劑對薄膜性能的影響;設(shè)計L9(34)正交試驗,優(yōu)化了助劑改善大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜性能的工藝條件;并借助差示量熱掃描(DSC)、紅外光譜(

2、FT-IR),掃描電鏡(SEM)對改性前和改性后大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜結(jié)構(gòu)進行了表征;通過土埋降解法探討了助劑改性前和助劑改性后的大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜降解性能;以哈密瓜作為包裝內(nèi)容物,評價了包裝膜對鮮切哈密瓜的保鮮效果。試驗結(jié)果表明:
　　 1、單因素試驗結(jié)果表明:用蒸餾水分別溶解大豆蛋白和聚乙烯醇,將聚乙烯醇過濾至大豆蛋白溶液后,定容(300m1)時加入30ml無水乙醇(V:V=10％),膜液氣泡少,容易抽真空,且薄膜的機械

3、強度較高;大豆蛋白含量在2.0%～5.0%容易成膜,當大豆蛋白含量、聚乙烯醇含量、甘油含量分別為3.0%、3.0%、2.0%時,薄膜綜合評分最高;堿性條件下薄膜呈黃色,隨pH增大,薄膜顏色逐漸加深,當膜液pH為8.0時,薄膜綜合評分相對較高,且薄膜顏色較淺,綜合考慮,確定膜液pH為8.0。
　　 2、以大豆蛋白含量、聚乙烯醇含量和膜液pH為試驗因子,設(shè)計三因素三水平響應(yīng)面試驗。試驗結(jié)果表明:制備大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜的最佳工藝條

4、件為大豆蛋白含量2.87%,聚乙烯醇含量3.19%,膜液pH8.65。在優(yōu)化條件下制備大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜,測得薄膜拉伸強度為5.41MPa,斷裂伸長率為40.60%,透光率為29.57%,吸水率為66.70%,測得薄膜的綜合評分均值為0.689。薄膜綜合性能評分v和大豆蛋白含量(X1)、聚乙烯醇含量(X2)、膜液pH(X3)之間的的回歸模型:y=0.45-0.083X1+0.15X2+0.067X3+0.022X1X2+0.013X

5、1X3-0.03X2X3+0.022X12-0.016X22+0.023X23?；貧w方程的R2為0.9973。
　　 3、考察了不同助劑對薄膜性能的影響,研究表明:最佳還原劑為亞硫酸鈉,其適宜含量為0.150‰最佳表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉,其適宜含量為0.125%;最佳增強劑為明膠,其適宜含量為0.200%;以亞硫酸鈉含量、十二烷基苯磺酸鈉含量、明膠含量為試驗因子設(shè)計L9(34)正交試驗,確定助劑改性大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜的

6、最佳因子組合為:0.150%亞硫酸鈉、0.125%十二烷基苯磺酸鈉、0.250%明膠。
　　 4、借助差示量熱掃描(DSC)、紅外光譜(FT-IR),掃描電鏡(SEM)對改性前和改性后大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜結(jié)構(gòu)進行了表征:大豆蛋白和PVA雖然具有一定相容性,但是大豆蛋白分子和聚乙烯醇分子分布不均勻,出現(xiàn)了微相分離現(xiàn)象,經(jīng)助劑改性的大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜具有較均一的形態(tài)結(jié)構(gòu)、更大的分子量,大豆蛋白和聚乙烯醇分子之間互相結(jié)合成立體凝

7、膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
　　 5、通過土埋降解法探討了助劑改性前和助劑改性后大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜降解性能:室內(nèi)恒溫恒濕條件下,第131天時,大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜失重率達65.9%,助劑改性大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜降解率達66.9%。室外自然條件下,第131天時,大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜失重率達69.4%,助劑改性后大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜降解率達70.7%。
　　 6、包裝膜對哈密瓜保鮮效果試驗結(jié)果表明:隨著貯藏時間延長,哈密瓜的失