富含浒苔多糖的可食性食品包装膜的研制

刘 畅，高宏伟

（1.青岛二中，山东青岛266061；2.山东出入境检验检疫局，山东青岛266002）

富含浒苔多糖的可食性食品包装膜的研制

刘 畅1，高宏伟2，*

（1.青岛二中，山东青岛266061；2.山东出入境检验检疫局，山东青岛266002）

以浒苔多糖浸液为基料，测定了浒苔多糖浸液中多糖和蛋白质的含量，并以正交实验和综合平衡法确定浒苔多糖浸液与辅料成膜的最佳添加量，并对成品膜的抗拉强度、断裂生长率和透水率进行了检测。结果表明，100g浒苔粉使用10g的NaHCO3抽提多糖浸液，制成的多糖膜中含有浒苔多糖1g，蛋白质0.07g，磷脂0.2g，变性淀粉0.5g，CMC 1g，甘油0.3g，明胶2g，膜的透水率为6.2%。

浒苔多糖，正交实验，可食性包装膜

表1 成膜配方正交实验的因素水平表

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

条浒苔（Enteromorpha clathrat） 2008年7月从青岛沿海打捞，打捞后晒干粉碎，过300目筛；葡萄糖、蒽酮、苯酚、硫酸、3，5-二硝基水杨酸、甘油、NaOH、NaHCO3、氯化钠、考马斯亮蓝染料 均为分析纯；大豆粉末磷脂 北京美亚斯磷脂技术有限公司；羧甲基纤维素钠（CMC）、食用明胶 化学纯，国药集团化学试剂有限公司；小牛血清蛋白 gibco，美国；变性淀粉 泰安市金山变性淀粉有限公司。

电热式HH.S.型恒温水浴锅 30～100℃；粉碎仪IKA A II，中国；电子天平Sartorius BS210S，德国；紫外分分光光度计 KONTRON UVKON 860，美国；pH计 Thermo Orion 4 Star，美国；恒温箱 MOV-212，日本三洋；恒温恒湿箱 上海一恒科技，LHS-250SC；电子拉力机 INSTALL 4466，美国；LD4-2型电动离心机。

1.2 浒苔多糖浸液的制备与检测

1.2.1 浒苔多糖浸液的制备 将干品浒苔粉碎，待用。实验设3组，每组称取100g浒苔粉和2000mL双蒸水，煮沸30min进行浸提。组1中只有浒苔粉和双蒸水；组2中加入10g NaOH；组3中加入10g NaHCO3。浸提过程中产生的泡沫用容器从表面去除。浸提液70℃浓缩至1000mL，16层纱布过滤得多糖浸液。

1.2.2 多糖浸液干物质质量和pH的测定 每组取3个样本，每个样本取10mL多糖浸液，置于培养皿中60℃烘干，测得每组多糖浸液的干重，计算多糖浸液的干物质含量（g/100mL）。pH使用pH计测定。

1.2.3 多糖浸液中糖含量的测定 每组取3个样本，每个样本取10mL多糖浸液供测试用。

1.2.3.1 还原糖的测定 3，5-二硝基水杨酸（DNS）比色法［4］。制作葡萄糖标准曲线：称取分析纯葡萄糖（105℃干燥2h）1000mg，加少量蒸馏水溶解，移至1000mL容量瓶中定容至刻度，即得1mg/mL葡萄糖溶液。以光密度（OD550nm）值为纵坐标，葡萄糖浓度为横坐标，绘制标准曲线。取样品10mL，移至1000mL容量瓶中定容。取1mL溶液至试管中，按标准曲线制作的步骤操作，测得光密度，由标准曲线查出样品稀释后的还原糖含量。

1.2.3.2 总糖含量 蒽酮比色法［4］。制作总糖标准曲线：称取分析纯葡萄糖（105℃干燥2h）100mg，用少量蒸馏水溶解，用 1000mL容量瓶定容，得到0.1mg/mL葡萄糖溶液。以光密度（OD620nm）为纵坐标，葡萄糖浓度为横坐标，制作标准曲线。取10mL多糖浸液定容到100mL容量瓶中，然后从中取1mL，按标准曲线制作的方法测定，测得光密度，由标准曲线查出样品液稀释后的糖含量。

用总糖含量减去还原糖含量即得多糖含量。

1.2.4 多糖浸液中蛋白质含量的测定 每组取3个样本，每个样本取10mL多糖浸液，用考马斯亮蓝法测定蛋白质的含量［5］。标准曲线的制作：标准液为牛血清白蛋白（1mg/mL，用生理盐水配制），以各管吸光度（OD595nm）为纵坐标，相应各管浓度作为横坐标，得标准曲线。取10mL多糖浸液，用生理盐水定容至100mL，摇匀，从中取1mL与5mL考马斯亮蓝染液混合，进行比色，得出样品的光吸收值。查标准曲线可得稀释后多糖浸液的蛋白质浓度，再乘以稀释倍数，可得多糖浸液的蛋白质含量。

1.3 成膜配方的正交实验方案

以多糖浸液为基料，根据表1中列出的因素水平，使用软件《正交设计助手!》（专业版V3.1）设计L18（37）正交实验，按照正交实验方案添加成膜的基料和辅料。

辅料的添加均在加热至90℃水浴锅中进行，分别在多糖浸液中加入磷脂、变性淀粉、CMC、甘油、明胶，边加入边搅拌成均匀浆液。浆液过4层纱布成为膜液，膜液在塑料板上进行倒膜，于恒温箱60℃中干燥4h，再于恒温恒湿箱中（20℃，相对湿度50%）平衡24h，而后对膜的性能进行测定。

1.4 膜性能的测定方法

1.4.1 抗拉强度和断裂伸长率 测定按照GB13022 -91进行。将裁好的试样在电子拉力实验机上进行抗拉性能实验，每个实验做3个平行，取其算术平均值。检测的数值使用软件《正交设计助手!，专业版V3.1》进行正交实验分析［6］。

1.4.2 水蒸气透过系数 取抗拉强度和断裂生长率高的膜进行水蒸气透过实验。将裁好的试样封装于装有4g干燥剂（氯化钙）的锥形瓶口，放在相对湿度为50%的恒温恒湿箱中，定期测锥形瓶的增重量。水蒸气透过系数PV计算见GB 1037-88［6］。

表4 正交实验抗拉强度和断裂伸长率结果

2 结果与讨论

2.1 多糖浸液干物质质量和pH的测定结果

见表2。

表2 多糖浸液干物质质量和pH的测定结果

2.2 多糖浸液中糖与蛋白质含量的测定结果

见表3。

表3 多糖浸液糖含量的测定结果

2.3 膜性能的检测

2.3.1 抗拉强度和断裂伸长率检测 根据表4结果，确定各因素对膜指标影响的主次顺序和各指标的最优水平组合为：抗拉强度：A（多糖浸液使用碱）＞C（磷脂）＞E（CMC）＞F（甘油）＞B（多糖浸液）＞D（变性淀粉）＞G（明胶），A3B3C1D2E3F3G1；断裂伸长率：A（多糖浸液使用碱）＞E（CMC）＞G（明胶）＞D（变性淀粉）＞B（多糖浸液）＞F（甘油）＞C（磷脂），A3B1C1D1E1F1G1。

对于因素A（多糖浸液使用碱）而言，对膜的两个主要指标都影响最大，并且最佳水平都是A3，所以取A3。A3是在浒苔多糖浸提过程中加入NaHCO3，在实验过程中观察到，与不加碱和加入NaOH比较，加入NaHCO3会产生更多的泡沫。根据蛋白质起泡原理推论，产生的泡沫主要是蛋白质，加入NaHCO3利于更好地除去蛋白质；另外加入NaHCO3的浸液pH为8.5左右，与文献报导pH 8.5更有利于成膜一致［6］。

对于因素B（多糖浸液）而言，对膜的抗拉强度影响以B3为好；而对断裂伸长率来说B1和B3略有差别，都高于B2，所以综合考虑取B3。B3是全部的溶剂都为浒苔多糖浸液，所以浒苔多糖可以有效地提高可食膜的抗拉强度和断裂生长率。

对于因素C（磷脂）而言，对膜的抗拉强度影响比较大，以C1为好；而对断裂伸长率来也是以C1为好，所以取C1。对于因素D（变性淀粉）而言，对膜的断裂伸长率影响以D1为好；而对抗拉强度来说D2为好，但是影响断裂伸长率更显著，所以综合考虑取D1。对于因素E（CMC）而言，对膜的断裂伸长率影响比较大，以E1为好；而对抗拉强度来影响较小，并且E3与E1之间差别较小，所以综合考虑取E1。对于因素F（甘油）而言，对膜的抗拉强度影响以F3为好；而对断裂伸长率来说F1为好，所以综合考虑取F1。对于因素G（明胶）因素而言，对膜的断裂伸长率和抗拉强度来说 G1都是为好，所以综合考虑取G1。

以综合平衡法分析，本实验的较优化条件为A3B3C1D1E1F3G1。

2.3.2 水蒸气透过系数（Water Vapor Permeability，PV） 使用A3B3C1D1E1F3G1制备浒苔多糖膜，经过水蒸气透过实验检测，水蒸气透过值为6.2%。

3 结论

本实验以浒苔多糖浸液为基料，测定了浒苔多糖浸液中多糖和蛋白质的含量，并以正交实验和综合平衡法确定浒苔多糖浸液与辅料成膜的最佳添加量。

实验表明，每100g浒苔粉使用10g的NaHCO3抽提多糖浸液。每100mL多糖浸液做成的多糖膜中含有浒苔多糖0.1g，蛋白质0.07g，磷脂0.2g，变性淀粉0.5g，CMC 1g，甘油 0.3mL，明胶 2g，膜的透水率为6.2%。

以浒苔多糖为基料的可食膜在抗拉强度和断裂生长率方面显著优于不添加浒苔多糖的膜，并且浒苔多糖具有优良的保健功能，因此富含浒苔多糖的可食性食品包装膜有广阔的应用价值。

［1］何清.东海绿藻缘管浒苔营养成分分析及评价［J］.海洋科学，2006，30（1）：35-38.

［2］徐大伦，欧昌荣，黄晓春，等.浒苔水溶性多糖提取工艺研究［J］.浙江海洋学院学报，2005，24（1）：67-69.

［3］张唯杰.糖复合物生化技术研究［M］.杭州：浙江大学出版社，1999；197-198.

［4］蛋白质浓度的测定（四）——考马斯亮蓝染色.http：// www.51protocol.com/pro/base1/20071015/37854.html.

［5］李梦芹，安晓琼，张剑，等.谷朊粉—大豆可食蛋白可食性复合膜制备工艺优化研究［J］.粮油食品，2007（1）：78-81.

［6］任红，杨洋，韦小英.超声波强化大豆分离蛋白膜性能的研究［J］.现代食品科技，2006（2）：101-103.

Study on development of edible food packaging film with polysaccharides of Enteromorpha

LIU Chang1，GAO Hong-wei2，*
（1.Qingdao No.2 Middle School of Shandong Province，Qingdao 266061，China；2.Shandong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Qingdao 266002，China）

The extracted polysaccharide of Enteromorpha was used as main materials of edible food packing film. The contents of polysaccharide and proteins in Enteromorpha extract were determined.The orthogonal design and integrated balance method were used to determine the best formulation of the edible film.The tensile strength of finished film，fracture rate of growth rate and water were tested.The results showed that 10g of NaHCO3were added in 100g Enteromorpha powder when extract polysaccharide.The film made of 100g Enteromorpha contained polysaccharide 1g，protein 0.07g，lecithin 0.2g，modified starch 0.5g，CMC 1g，glycerol 0.3g，gelatin 2g.Permeability of the membrane was 6.2%.

Enteromorpha polysaccharide；orthogonal experiments；edible packaging film

TS206.4

A

1002-0306（2010）07-0301-04

浒苔（Entermorpha）为绿藻门（Chlorophyta）石莼目（Ulvales）石莼科（Ulvaleae）的藻类，常见的有缘管浒苔（Enteromorpha linza）、扁浒苔（Enteromorpha compressa）、条浒苔（Enteromorpha clathrat）、肠浒苔（Enteromorpha intestinalis）等［1］。浒苔为近海滩涂中的天然野生绿藻，其自然繁殖能力特别强，产量巨大。浙江沿海有人工培植浒苔的工厂，生产的浒苔供做食品和饲料。我国医藉和民间经验认为，浒苔不仅具有丰富的营养价值，而且具有清热解毒、抗菌消炎、降胆固醇、增强机体免疫力、软坚散结、消肿利尿及化疾之功效［2］。开发利用浒苔的新途径，变废为宝，已经成为一件利国利民的大事。可食性包装是随着现代食品工业的发展出现的，通过不同分子间的相互作用形成具有多孔网状结构的薄膜，用于食品内包装，是近年来国内外研究的热点［4］。以蛋白质为基础的可食膜主要有大豆分离蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜、小麦面筋蛋白膜和乳清蛋白膜等［5］，如美国用大豆提炼的蛋白质制造出类似塑料的物质，作为食品包装材料，来替代过去以石油为原料合成的塑料。淀粉类可食性包装材料是以淀粉为主要原料制得的，制作时，将淀粉成型剂与胶粘剂按一定比例配制，然后充分搅拌，再通过热压等方式加工制得包装薄膜或具有一定刚性的包装容器，所用淀粉有玉米、红薯、土豆、魔芋及小麦等，所加入的胶粘剂多为天然无毒的植物胶或动物胶，如明胶、琼脂、天然树脂胶等［6］。本研究以浒苔多糖为基质，制备了具有保健功能的可食性复合膜，优化了制备条件，为综合利用浒苔资源提供了新途径。

2009-07-07 *通讯联系人

刘畅（1992-），男，高中学生。