可食性南瓜纸的研制

【摘要】随着人们环保和保健意识的增强，环境友好的生物高分子材料制备的包装材料越来越广泛的被应用到食品包装当中。蔬菜纸的研制对果蔬的综合利用和可食性包装的发展具有重要的意义，近年来一直是食品及包装行业研究的一大热点。南瓜营养和药用价值丰富，且具有一定成膜性，但试验验证单一的南瓜浆料无法制备蔬菜纸，需要添加适宜的助剂，且通过改性可以显著提高南瓜纸性能。因此，有必要对南瓜纸制备的配方和工艺进行深入研究。本文以南瓜为基材，添加海藻酸钠为增稠剂，甘油为增塑剂，纳米二氧化钛为强化剂和抑菌剂，辅以超声波-微波协同改性，制备可食性南瓜纸，并对配方和工艺进行优化，进行的研究工作及得到的相关结论如下：（1）制备南瓜纸，并通过单因素试验研究南瓜、甘油和海藻酸钠质量分数对南瓜纸抗拉强度（TS）、断裂伸长率（E）、水蒸气透过系数（WVP）、氧气透过系数（OP）和透油系数（Poil）的影响，得出南瓜、甘油和海藻酸钠的适宜添加范围，在此基础上，以感官评分为试验指标，对南瓜质量分数、海藻酸钠质量分数及甘油体积分数这三个因素进行正交试验，通过极差分析和方差分析得出：影响南瓜纸感官质量的主次顺序为南瓜质量分数＞甘油体积分数＞海藻酸钠质量分数，南瓜纸在检测指标为感官质量时的最佳配方为南瓜质量分数为15%、海藻酸钠质量分数为0.15%、甘油体积分数为0.1%。（2）应用微波-超声波组合反应系统，以超声波、微波分别和协同处理南瓜纸纸浆进行改性，研究了其对南瓜纸机械性能和阻隔性的影响，并以二次通用旋转组合试验设计对改性条件进行优化，确定了最优改性条件：微波功率500W，微波处理时间20min，超声波处理时间20min，并进行表面形态的观察。（3）添加纳米二氧化钛（nano-TiO2）和改性纳米二氧化钛改性南瓜纸，对比了其添加对南瓜纸TS、E、WVP、OP、Poil的影响，发现经改性的nano-TiO2对南瓜纸性能的强化效果更佳，在nano-TiO2质量分数在0.15%-0.20%时，南瓜纸的TS、E、WVP、OP和Poil处于最优范围。通过SEM技术手段分析南瓜纸的结构，发现添加改性nano-TiO2的南瓜纸具有最平整均匀的表面结构。（4）采用纸片扩散法研究了纳米二氧化钛和改性纳米二氧化钛对大肠杆菌的抑菌性能，并采用圆盘扩散法研究了添加纳米二氧化钛和改性纳米二氧化钛的南瓜纸对大肠杆菌的抑菌性能。①nano-TiO2和改性nano-TiO2都对大肠杆菌的生长有明显的抑制作用，且抑制效果随浓度的增加而逐渐增加；相同浓度下改性nano-TiO2对大肠杆菌的抑制作用强于未经改性的nano-TiO2，其CMBC值分别为125μg/mL和250μg/mL。②随着nano-TiO2质量分数的增加，南瓜纸对大肠杆菌的抑制能力增强；相同浓度下，添加改性nano-TiO2的南瓜纸抑菌效力高于添加未经改性nano-TiO2的南瓜纸。（5）应用响应面分析法得到南瓜纸TS（Y1）、E（Y2）、WVP（Y3）、OP（Y4）和Poil（Y5）与南瓜质量分数（X1）、海藻酸钠质量分数（X2）、nano-TiO2质量分数（X3）和超声波-微波协同处理时间（X4）间的数学模型，对模型进行方差分析和综合寻优，得到南瓜纸最佳工艺：南瓜质量分数为21.48%(w/w)、海藻酸钠质量分数为0.19%(w/w)、nano-TiO2质量分数为0.11%(w/w)、超声波-微波协同处理时间为32.5min时，TS、E、WVP、OP和Poil四个指标取得最优值值，分别为13.26MPa、24.36%、9.8010-11g·m-1·s-1·Pa-1、4.36cm3/cm2·24h·0.1MPa和3.23g·mm/m2·d，并以优化结果给出的材料配比进行验证试验。
【作者】王晓璇；
【导师】马中苏；
【作者基本信息】吉林大学，食品科学与工程，2014，硕士
【关键词】南瓜；蔬菜纸；纳米二氧化钛；超声波-微波改性；优化；

【参考文献】
[1]韩娜.几类池设计的构造及其性质研究[D].山东师范大学,应用数学,2013,硕士.
[2]张玉芬,张大勇.克隆植物的无性与有性繁殖对策[J].植物生态学报,2006,01:174-183.
[3]屠吉利.巾类织物擦拭吸水性能测试方法的建立及评价体系的研究与应用[D].浙江理工大学,纺织化学与染整工程,2013,硕士.
[4]莫尊理,王博,赵国平,朱小波,郭瑞斌.石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备进展[J].应用化学,2014,08:871-877.
[5]丁丽萍.从Mother Carey’s Chickens的翻译看“信达雅”标准下的儿童文学翻译[D].兰州大学,笔译（专业学位）,2013,硕士.
[6]隋宏,赵海峰,李青山,王友利.本钢连轧厂设备大中修辅助决策管理系统的设计与实现[J].冶金自动化,1996,01:30-33.
[7]闫俊.碳/氧化锰复合材料的制备及电化学性能研究[D].哈尔滨工程大学,2010.
[8]李琪.电火花加工脉冲电源及其在数控系统中的应用[D].西安工业大学,控制工程,2014,硕士.
[9]栾媛媛.天然沥青改性沥青路用性能研究[D].长安大学,交通运输工程（专业学位）,2013,硕士.
[10]向智勇.企业家激励约束机制研究[D].湖南师范大学,产业经济学,2004,硕士.
[11]李萍.生态美学视野中的《园冶》[D].鲁东大学,文艺学,2013,硕士.
[12]衣晓雪.辽宁省对蒙古直接投资潜力分析[D].沈阳师范大学,政治经济学,2014,硕士.
[13]许东方.钛合金精密件辊锻成形数值模拟[D].中北大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[14]谭琳,贺斌兴,冯辉霞.可光降解聚氯乙烯地膜的研制[J].安徽农业科学,2014,27:9503-9505.
[15]刘艳君.概念整合视域下《围城》中言语幽默意义构建研究[D].西南交通大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[16]何頔.改写理论下《爱情故事》两个译本的对比研究[D].沈阳师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[17]林凤仪.陈亮政论文论略[D].华南师范大学,中国古代文学,2004,硕士.
[18]曹霞.冯小刚喜剧电影的品牌传播研究[D].重庆工商大学,传播学,2014,硕士.
[19]刘锟.非政府组织在WTO体制中的角色问题研究[D].苏州大学,国际法,2003,硕士.
[20]李桑竹.云南省高等职业教育投入的现状及效率研究[D].云南财经大学,财政学,2013,硕士.
[21]夏陆岳,潘海天,周猛飞,蔡亦军,孙小方,盛煜翔.基于改进混沌粒子群优化算法的聚丙烯生产调优[J].计算机与应用化学,2012,07:851-854.
[22]向鑫.超声振动辅助锯切氧化铝陶瓷机理的研究[D].华侨大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[23]米志超,郑少仁,倪明放.一种基于多目标优化的交互式多跳分组无线网QoS路由算法[J].控制与决策,2001,S1:713-716+720.
[24]李军.巨能草生态种植基地项目计划书[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[25]李建龙.宝钢现场物理检验案例分析和讨论[D].东北大学,材料工程,2010,硕士.
[26]赵辰羽.心智模型在以用户为中心设计中的应用研究[D].清华大学,设计学,2013,硕士.
[27]游娟.湖北省道地药材产业化发展研究[D].湖北中医药大学,中药学,2013,硕士.
[28]肖毅峰.莽山土壤有机碳空间分布及其影响因子分析[D].中南林业科技大学,水土保持与荒漠化防治,2013,硕士.
[29]孟振.国人跟骨的螺旋CT三维重建测量数据及临床意义[D].苏州大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[30]黄高爽.PVC改性TPU弹性体的制备及性能研究[D].华侨大学,材料加工工程,2013,硕士.
[31]李鹏杰.交流伺服进给系统的模糊PI控制仿真[D].华中科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[32]胡倩.导热油纳米流体基础热物性及对流换热特换热特性实验研究[D].浙江大学,2013.
[33]张丽丹.中国电视民生新闻理论、实践及反思[D].华中师范大学,新闻学,2013,硕士.
[34]刘波.NAFLD细胞模型构建、核酸适配体筛选及靶向药物运输[D].中南大学,临床医学,2014,博士.
[35]洪婷婷.论我国食品安全监管立法的主要问题及其对策[D].华中师范大学,法律,2014,硕士.
[36]周莉莉.武汉市中考体育研究[D].湖北大学,体育教育训练学,2011,硕士.
[37]钟万强.雷电灾害风险评估的参数研究与模型设计[D].南京气象学院,大气物理学与大气环境,2004,硕士.
[38]张浩军.面向分布式移动社交网络的路由协议分析与设计[D].苏州大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[39]赵梦熊.粒子分离器粒子轨迹数值模拟方法的研究[D].南京航空航天大学,航空宇航推进理论与工程,2014,硕士.
[40]王刚.零膨胀Poisson模型贝叶斯分析及医学应用[D].山西医科大学,流行病与卫生统计学,2013,硕士.
[41]刘宇,高山,杨胜春,姚建国.电力系统概率潮流算法综述[J].电力系统自动化,2014,23:127-135.
[42]张菁,刘峥.光致阴极保护研究进展[J].腐蚀与防护,2015,03:250-257.
[43]张俊晓.纳米石墨薄片—聚吡咯导电复合材料的成型性研究[D].西北师范大学,2011.
[44]张青锋.基于可视化管道中稳态流空化数的研究[D].河南科技大学,动力机械及工程,2014,硕士.
[45]宋绪钦.基于GIS的中国地区资本市场发展程度评价[D].解放军信息工程大学,2005.
[46]高岩.混合式单轴太阳自动跟踪系统的建模仿真与设计[D].华侨大学,电气工程（专业学位）,2014,硕士.
[47]朱广毓.基于矩阵掩模的结构化LDPC码构造研究[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[48]侯若冰.九寨沟水电开发有限责任公司经营战略探索[D].西南财经大学,工商管理,2004,硕士.
[49]郑凌燕.从概念隐喻的视角看《围城》中的隐喻英译[D].福建师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[50]杨彦芬.企业所得税税率税基的国际发展趋势及对我国的改革[D].浙江财经学院,财政学,2013,硕士.