用于马铃薯全粉制品包装的可食性明胶抑菌膜研制与开发

◎ 郝元元

（乌兰察布职业学院，内蒙古 乌兰察布 012000）

可食性抑菌膜是以本身可食的材料成分为原辅料，并添加适量抑菌剂、增塑剂、增强剂，经均质、流延、成型、接膜等加工而成，可阻止各成分相互扩散，从而避免食品发生品质变化，有效提高食品质量，延长货架期等[1]。

马铃薯全粉制品（馒头、面包、月饼）腐败变质的原因可能是脂肪氧化或受潮后发霉。针对马铃薯全粉制品腐败以及塑料包装废弃物污染，将可食性抑菌膜用于马铃薯全粉制品包装，既可有效控制制品霉变，又不会污染环境。本文以明胶为成膜基材，甘油为增塑剂，卡拉胶为增强剂，山梨酸钾为抑菌剂制备可食膜；并研究各因素对抑菌膜性能的影响及抑菌膜的抑菌效果，旨在研制可用于马铃薯全粉制品包装的性能最优、成本低廉且具有商业应用前景的可食性抑菌膜。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

移液管、涂抹棒、镊子、无菌生理盐水、无菌平皿、PDA培养基、霉菌孢子、明胶、甘油、卡拉胶、山梨酸钾、一次性塑料平皿、集热式恒温加热磁力搅拌器、鼓风干燥箱、微电脑拉力剥离试验机以及超净工作台。

1.2 可食性抑菌膜的制备

分别称取适量的山梨酸钾、卡拉胶、明胶，加水溶解后，置于搅拌器中70 ℃恒温搅拌25 min，搅拌过程中加入适量甘油，冷却至50 ℃后倒入平皿中，室温放置4 h，置于鼓风干燥箱40 ℃条件下干燥10 h，成膜后室温下平衡1 d备用。

1.3 膜水溶性测定

将膜剪成50 mm×50 mm左右，放在烧杯中，置于90 ℃干燥箱中干燥至质量恒定，加入100 mL纯水使膜充分溶解，倒掉水后置于90 ℃干燥箱中干燥至质量恒定。MS(%)=(M0-M)×100%，其中MS为膜的水溶性，M0为膜的初始质量，M为膜溶解后质量。

1.4 膜厚度、拉伸强度和断裂伸长率的测定

采用电子数显千分尺测定膜厚度；按照GB 13022-1991测定膜拉伸强度和断裂伸长率。

1.5 抑霉菌试验

在无菌条件下，将明胶抑菌膜裁成50 mm×50 mm大小，采用紫外灯照射法将明胶膜、生理盐水、平皿、移液管以及涂抹棒杀菌1 h，将无菌PDA培养基融化后倒板；用接种环轻轻刮取斜面上的霉菌孢子溶解于1 mL的生理盐水中，待混匀后，将菌液均匀涂布在PDA培养基表面；用无菌镊子将膜贴在涂有菌液的培养基表面，28 ℃培养24 h后观察记录。

2 结果与分析

2.1 明胶添加量对膜性能影响

从表1中可知，随着明胶添加量的递增，膜的水溶性先增后减，拉伸强度逐渐增加，断裂伸长率逐渐减小，杨氏弹性模量逐渐增加，综合明胶添加量对膜的各项性能影响结果，确定明胶最适添加量为3.0%。

表1 不同明胶添加量对膜性能对比表

2.2 卡拉胶添加量对膜性能影响

从表2中可知，随着卡拉胶添加量的增加，膜的水溶性、断裂伸长率逐渐减小，拉伸强度、杨氏弹性模量逐渐增大。综合卡拉胶添加量对膜各项性能影响结果，确定卡拉胶最适添加量为1.0%。

表2 不同卡拉胶添加量对膜性能对比表

2.3 甘油添加量对膜性能影响

从表3中可知，随着甘油添加量的增加，膜的水溶性逐渐增加，拉伸强度先增后减，断裂伸长率逐渐增大，杨氏弹性模量逐渐减小，综合膜各项性能，确定甘油最适添加量为3.0%。

表3 不同甘油添加量对膜性能对比表

2.4 山梨酸钾添加量对膜性能影响

从表4中可知，随着山梨酸钾添加量的增加，膜的水溶性先减后增，拉伸强度先增后减，断裂伸长率先增后减再增，杨氏弹性模量逐渐减小。综合山梨酸钾添加量对膜各项性能影响结果，确定山梨酸钾最适添加量为0.05%。

表4 不同山梨酸钾添加量对膜性能对比表

2.5 正交试验

基于单因素试验结果，针对明胶、卡拉胶、甘油、山梨酸添加量进行四因素三水平正交试验，从表5可知：最优组合为明胶添加量为3.0%，卡拉胶添加量为1.0%，甘油添加量3.0%，山梨酸钾添加量0.05%。

表5 明胶抑菌膜制作正交试验表

2.6 抑菌试验

从图1中可知：抑菌膜对大肠杆菌、酵母菌、青霉菌、金黄色葡萄球菌等具有较好的抑菌效果，且随着山梨酸钾浓度的不断增大，膜的抑菌效果也越来越好。

图1 可食性明胶抑菌膜抑菌效果图

3 结论

以水溶性和拉伸强度为第一指标，断裂伸长率和杨氏弹性模量为第二指标，最终确定可食性明胶抑菌膜的最佳配方：卡拉胶添加量1.0%，明胶添加量3.0%，山梨酸钾添加量0.05%，甘油添加量3.0%。该明胶抑菌膜具有一定的抑菌效果。