劉永，賴文鋒，李妍

(肇慶學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，廣東 肇慶，526061)

黃秋葵多糖/明膠膜的制備與特性

劉永*，賴文鋒，李妍

(肇慶學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，廣東 肇慶，526061)

將黃秋葵多糖添加到明膠中制備黃秋葵多糖/明膠復(fù)合膜，研究黃秋葵多糖添加量對(duì)膜厚度、水溶性、機(jī)械性能、水蒸氣透過系數(shù)、色澤、透光性和不透明度的影響以及膜對(duì)魚肉的保鮮效果。結(jié)果表明，隨著黃秋葵多糖添加量的增加，膜的厚度和水溶性增加而水蒸氣透過系數(shù)和拉伸強(qiáng)度降低，膜的斷裂伸長(zhǎng)率先降后升；添加黃秋葵多糖的膜色澤改變顯著，具有較好的光阻透作用和較好的抑制魚肉脂肪氧化作用。黃秋葵多糖/明膠復(fù)合膜在食品包裝保鮮方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

黃秋葵；多糖；明膠膜

可食性膜是以蛋白質(zhì)、多糖、類脂等一種或多種物質(zhì)為原料，通過分子間相互作用或交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的薄膜，具有綠色環(huán)保、生物降解、安全無毒等優(yōu)點(diǎn)[1]，在果蔬、肉類的加工和保鮮，方便和快餐食品的制作，糖果和焙烤食品的保藏以及食品包裝等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛[2]?？墒承阅ぞ哂凶柚顾畾?、氧氣或各種物質(zhì)的滲透，限制酸敗，防止脂肪遷移和抑制微生物生長(zhǎng)，達(dá)到保持食品感官品質(zhì)和延長(zhǎng)食品貨架期作用，因而受到廣泛的關(guān)注[3-4]。近年來，添加抗菌劑、抗氧化劑、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等活性物質(zhì)制備可食性膜已成為食品包裝材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[3,5]。

黃秋葵為錦葵科秋葵屬一年生草本植物，富含多種活性物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值高，具有抗疲勞、提高機(jī)體免疫力、減少肺損傷和抗癌等作用[6-7]。黃秋葵多糖具有較強(qiáng)的清除自由基和抗氧化活性[8]。明膠具有良好的成膜性和安全性，是一種良好的成膜材料和活性物質(zhì)載體。本研究將黃秋葵多糖加入到明膠膜中制備黃秋葵多糖/明膠膜，研究其物理性能和對(duì)魚肉的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活鯇魚和新鮮黃秋葵，購(gòu)于超市；明膠、丙三醇、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、1,1,3,3-四乙氧基丙烷，購(gòu)于阿拉丁試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Uvmini-1240紫外可見分光光度計(jì)，島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司；XHF-D高速分散器，寧波新芝生物科技股份有限公司；WR-10精密色差儀，深圳市威福光電科技有限公司；CMT6503微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，美斯特工業(yè)系統(tǒng)(中國(guó))有限公司。

1.3 方法

1.3.1 黃秋葵多糖的提取

根據(jù)趙煥煥的方法[7]，但稍作修改。將1 kg新鮮黃秋葵果莢洗凈、去萼、切片，加入500 mL蒸餾水，用手持式料理機(jī)均質(zhì)，紗布過濾除渣，濾液冷藏過夜除水不溶性物質(zhì)，然后12 000 r/min高速離心，將清液濃縮，加入4倍無水乙醇冷藏過夜沉淀多糖，將沉淀物冷凍干燥即得黃秋葵多糖。

1.3.2 黃秋葵多糖/明膠膜的制備

先配制6%明膠溶液于高型燒杯中，然后加入1%甘油、0.2%聚乙二醇2 000和0.00%、0.07%、0.14%黃秋葵多糖，用高速分散器以24 000 r/min高速攪拌1 min，再用超聲波消泡30 min，將混合液流延于塑料培養(yǎng)皿中，室溫自然條件下干燥成型，揭膜并放置于裝有飽和Mg(NO3)2溶液的干燥器中處理48 h。上述制備的膜分別記為OG-0.00、OG-0.07和OG-0.14。

1.3.3 黃秋葵多糖/明膠膜物理性能的測(cè)定

膜的厚度：用測(cè)厚規(guī)在膜上均勻取10個(gè)點(diǎn)測(cè)厚度，取平均值。膜的水溶性：根據(jù)ZAVAREZE的方法測(cè)定[9]。膜的機(jī)械性能：根據(jù)ZHANG的方法測(cè)定[10]。膜的水蒸氣透過系數(shù)與色澤：根據(jù)GHANBARZADEH的方法測(cè)定[11]。膜的透光性與不透明度：根據(jù)SHIKU的方法測(cè)定[12]。

1.3.4 魚肉的保鮮試驗(yàn)

將制備的薄膜用封口機(jī)做成4.8 cm×4.8 cm的袋子備用。將鮮活鯇魚宰殺、去皮，取背脊肉，冰水浴下用手持料理機(jī)均質(zhì)形成肉糜，將等量肉糜裝入上述袋子，封口機(jī)密封，置冰箱4 ℃冷藏，每隔一定時(shí)間取出，根據(jù)DUAN的方法[13]測(cè)定TBARS的變化，平行測(cè)定3次，取平均值。試驗(yàn)分4組：A組為空白對(duì)照組；B組用OG-0.00膜做成的袋子進(jìn)行試驗(yàn)；C組用OG-0.07膜做成的袋子進(jìn)行試驗(yàn)；D組用OG-0.14膜做成的袋子進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)差異性分析，P<0.05為差異顯著，使用Origin8.0軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 膜的厚度

黃秋葵多糖/明膠膜的厚度見表1。黃秋葵多糖添加量的增加，膜的厚度增加，而且黃秋葵多糖的添加對(duì)膜厚度的影響差異顯著。這可能是黃秋葵多糖的添加，單位體積成膜液中多糖含量增加，使成膜后膜中固形物的含量增加，導(dǎo)致膜厚度增加[14]。

表1 膜的厚度、水溶性、機(jī)械性能與水蒸氣透過系數(shù)

注：同列中不同字母表示相關(guān)性分析時(shí)差異的顯著性(P<0.05)，表2、表3同。

2.2 膜的水溶性

研究表明，黃秋葵多糖添加量的增加，膜的水溶性略有增加，但黃秋葵多糖的添加對(duì)膜水溶性的影響不顯著。這可能是黃秋葵多糖的水溶性比明膠高，添加黃秋葵多糖會(huì)提高膜的水溶性。但黃秋葵多糖與明膠由于蛋白質(zhì)與多糖易產(chǎn)生氫鍵和共價(jià)鍵作用，形成緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低膜的水溶性，綜合影響使增加黃秋葵多糖的含量對(duì)膜水溶性的影響不顯著[15]，見表1。

2.3 膜的機(jī)械性能

如表1所示膜的拉伸強(qiáng)度隨黃秋葵多糖添加量的增加而降低，OG-0.00膜的拉伸強(qiáng)度與OG-0.07、OG-0.14膜差異顯著，而OG-0.07與OG-0.14膜的拉伸強(qiáng)度無顯著性差異。黃秋葵多糖添加量的增加，膜的斷裂伸長(zhǎng)率先降后升，OG-0.00、OG-0.07、OG-0.14膜之間的斷裂伸長(zhǎng)率呈顯著性差異。這可能是黃秋葵多糖與明膠產(chǎn)生氫鍵和共價(jià)鍵作用使膜具有緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也會(huì)影響明膠基質(zhì)在形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)膜中的連續(xù)相，使膜不是以來立體網(wǎng)絡(luò)的變形方式吸收和分散能量，從而改變膜的機(jī)械性能[15-16]，這與PROMMAKOOL[17]等人的研究結(jié)果相似。

2.4 膜的水蒸氣透過系數(shù)

黃秋葵多糖/明膠膜的水蒸氣透過系數(shù)見表1。黃秋葵多糖添加量的增加，膜的水蒸氣透過系數(shù)降低，而且黃秋葵多糖的添加對(duì)膜水蒸氣透過系數(shù)的影響差異顯著。這可能是黃秋葵多糖使膜厚度增加，增加了水分子的擴(kuò)散距離；同時(shí)黃秋葵多糖與明膠基質(zhì)產(chǎn)生氫鍵的作用使膜致密性增加，增加水分子的擴(kuò)散阻力，降低膜與水的結(jié)合能力，使膜的水蒸氣透過系數(shù)降低[15-16]。

2.5 膜的色澤

黃秋葵多糖/明膠膜的色澤見表2。黃秋葵多糖添加量的增加，膜的L*、a*值降低，b*、ΔE值(色差)值升高，OG-0.00、OG-0.07、OG-0.14膜之間的L*、b*、ΔE值差異顯著，OG-0.00與OG-0.07、OG-0.14膜a*值差異顯著，OG-0.07與OG-0.14膜a*值差異不顯著；黃度指數(shù)增加而且膜之間差異顯著；白度指數(shù)降低，OG-0.00與OG-0.07膜差異不顯著，但OG-0.14與OG-0.00、OG-0.07膜差異顯著。這說明添加黃秋葵多糖能顯著改變膜的亮度和色澤。

表2 膜的色澤

2.6 膜的透光性與不透明度

黃秋葵多糖/明膠膜的透光性與不透明度見表3。黃秋葵多糖添加量的增加，膜的透光性降低，而不透明度升高而且呈差異顯著性，說明黃秋葵多糖含量的增加，透光率降低，對(duì)光具有較好的阻透作用，可以阻礙光誘導(dǎo)食物質(zhì)變。這可能是黃秋葵多糖與明膠的相互作用減少膜的有序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加對(duì)光的散射作用，影響膜的光阻隔性[18-19]。

表3 膜的透光性與不透明度

2.7 膜對(duì)魚肉TBARS的影響

魚肉因其富含不飽和脂肪，在貯藏過程容易發(fā)生脂質(zhì)氧化，形成脂質(zhì)過氧化分解產(chǎn)物丙二醛(MDA)，TBARS值能夠反映出魚肉的脂質(zhì)氧化程度[13]。研究結(jié)果顯示TBARS值隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，A、B、C、D 4個(gè)試驗(yàn)組之間的TBARS值差異顯著(P<0.05)，見圖1。脂肪氧化反應(yīng)主要是由于氧氣攻擊脂肪酸的雙鍵發(fā)生脂肪過氧化分解，添加黃秋葵多糖的膜對(duì)抑制魚肉脂肪氧化反應(yīng)具有非常好的效果。黃秋葵多糖與明膠膜基質(zhì)的氫鍵作用形成了致密的膜[15]，阻止氧氣滲入與魚肉相接觸；同時(shí)黃秋葵多糖的抗氧化作用抑制了脂肪氧化反應(yīng)的發(fā)生[8]，從而降低魚肉中脂肪的氧化速率。說明黃秋葵多糖/明膠膜具有較好的抑制魚肉脂肪的氧化、延長(zhǎng)其貨架期的效果。

圖1 膜對(duì)魚肉TBARS的影響Fig.1 Effect of the film on the TBARS of fish

3 結(jié)論

制備了黃秋葵多糖/明膠復(fù)合膜，膜的厚度和水溶性隨黃秋葵多糖添加量的增加而增加，膜的水蒸氣透過系數(shù)和斷裂伸長(zhǎng)率隨黃秋葵多糖添加量的增加而降低，膜的斷裂伸長(zhǎng)率隨黃秋葵多糖添加量的增加先降后升。添加黃秋葵多糖能顯著改變膜的色澤，對(duì)光具有較好的阻透作用，能有效抑制魚肉脂肪的氧化，延長(zhǎng)其貨架期。黃秋葵多糖/明膠復(fù)合膜在食品包裝保鮮方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

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Preparation and properties of okra polysaccharides/gelatin film

LIU Yong*, LAI Wen-feng, LI Yan

(School of Chemical and Engineering,Zhaoqing University, Zhaoqing 526061，China)

Okra polysaccharides/gelatin film was prepared, and effects of okra polysaccharides content on thickness, water-solubility, mechanical properties, water vapor permeability, color, transmittance and opacity of the film were studied. The preservation effects of the film on fish products were also investigated. The results showed that with the increasing of okra polysaccharides content, the thickness and water-solubility of the film increased but water vapor permeability and tensile strength of the film decreased, and elongation at break of the film first decreased and then increased. The film with okra polysaccharides changed color significantly and had excellent light resistance, and effectively inhibited lipid oxidation of fish. The okra polysaccharides/gelatin film has potential application in the food packaging and preservation.

okra; polysaccharides; gelatin film

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201704025

博士，副教授(本文通訊作者，E-mail：lygdut@163.com)。

肇慶市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014F012)；廣東省教育廳特色創(chuàng)新項(xiàng)目(2014KTSCX192)

2016-07-13，改回日期：2016-08-11