黄秋葵多糖/明胶膜的制备与特性

刘永，赖文锋，李妍

(肇庆学院 化学化工学院，广东 肇庆，526061)

黄秋葵多糖/明胶膜的制备与特性

刘永*，赖文锋，李妍

(肇庆学院 化学化工学院，广东 肇庆，526061)

将黄秋葵多糖添加到明胶中制备黄秋葵多糖/明胶复合膜，研究黄秋葵多糖添加量对膜厚度、水溶性、机械性能、水蒸气透过系数、色泽、透光性和不透明度的影响以及膜对鱼肉的保鲜效果。结果表明，随着黄秋葵多糖添加量的增加，膜的厚度和水溶性增加而水蒸气透过系数和拉伸强度降低，膜的断裂伸长率先降后升；添加黄秋葵多糖的膜色泽改变显著，具有较好的光阻透作用和较好的抑制鱼肉脂肪氧化作用。黄秋葵多糖/明胶复合膜在食品包装保鲜方面具有潜在的应用价值。

黄秋葵；多糖；明胶膜

可食性膜是以蛋白质、多糖、类脂等一种或多种物质为原料，通过分子间相互作用或交联形成网络结构的薄膜，具有绿色环保、生物降解、安全无毒等优点[1]，在果蔬、肉类的加工和保鲜，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装等领域应用非常广泛[2]。可食性膜具有阻止水气、氧气或各种物质的渗透，限制酸败，防止脂肪迁移和抑制微生物生长，达到保持食品感官品质和延长食品货架期作用，因而受到广泛的关注[3-4]。近年来，添加抗菌剂、抗氧化剂、营养物质等活性物质制备可食性膜已成为食品包装材料研究领域的热点[3,5]。

黄秋葵为锦葵科秋葵属一年生草本植物，富含多种活性物质，营养保健价值高，具有抗疲劳、提高机体免疫力、减少肺损伤和抗癌等作用[6-7]。黄秋葵多糖具有较强的清除自由基和抗氧化活性[8]。明胶具有良好的成膜性和安全性，是一种良好的成膜材料和活性物质载体。本研究将黄秋葵多糖加入到明胶膜中制备黄秋葵多糖/明胶膜，研究其物理性能和对鱼肉的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜活鲩鱼和新鲜黄秋葵，购于超市；明胶、丙三醇、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、1,1,3,3-四乙氧基丙烷，购于阿拉丁试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

Uvmini-1240紫外可见分光光度计，岛津企业管理(中国)有限公司；XHF-D高速分散器，宁波新芝生物科技股份有限公司；WR-10精密色差仪，深圳市威福光电科技有限公司；CMT6503微机控制电子万能试验机，美斯特工业系统(中国)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 黄秋葵多糖的提取

根据赵焕焕的方法[7]，但稍作修改。将1 kg新鲜黄秋葵果荚洗净、去萼、切片，加入500 mL蒸馏水，用手持式料理机均质，纱布过滤除渣，滤液冷藏过夜除水不溶性物质，然后12 000 r/min高速离心，将清液浓缩，加入4倍无水乙醇冷藏过夜沉淀多糖，将沉淀物冷冻干燥即得黄秋葵多糖。

1.3.2 黄秋葵多糖/明胶膜的制备

先配制6%明胶溶液于高型烧杯中，然后加入1%甘油、0.2%聚乙二醇2 000和0.00%、0.07%、0.14%黄秋葵多糖，用高速分散器以24 000 r/min高速搅拌1 min，再用超声波消泡30 min，将混合液流延于塑料培养皿中，室温自然条件下干燥成型，揭膜并放置于装有饱和Mg(NO3)2溶液的干燥器中处理48 h。上述制备的膜分别记为OG-0.00、OG-0.07和OG-0.14。

1.3.3 黄秋葵多糖/明胶膜物理性能的测定

膜的厚度：用测厚规在膜上均匀取10个点测厚度，取平均值。膜的水溶性：根据ZAVAREZE的方法测定[9]。膜的机械性能：根据ZHANG的方法测定[10]。膜的水蒸气透过系数与色泽：根据GHANBARZADEH的方法测定[11]。膜的透光性与不透明度：根据SHIKU的方法测定[12]。

1.3.4 鱼肉的保鲜试验

将制备的薄膜用封口机做成4.8 cm×4.8 cm的袋子备用。将鲜活鲩鱼宰杀、去皮，取背脊肉，冰水浴下用手持料理机均质形成肉糜，将等量肉糜装入上述袋子，封口机密封，置冰箱4 ℃冷藏，每隔一定时间取出，根据DUAN的方法[13]测定TBARS的变化，平行测定3次，取平均值。试验分4组：A组为空白对照组；B组用OG-0.00膜做成的袋子进行试验；C组用OG-0.07膜做成的袋子进行试验；D组用OG-0.14膜做成的袋子进行试验。

1.3.5 数据处理

采用SPSS 20.0软件进行数据差异性分析，P<0.05为差异显著，使用Origin8.0软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 膜的厚度

黄秋葵多糖/明胶膜的厚度见表1。黄秋葵多糖添加量的增加，膜的厚度增加，而且黄秋葵多糖的添加对膜厚度的影响差异显著。这可能是黄秋葵多糖的添加，单位体积成膜液中多糖含量增加，使成膜后膜中固形物的含量增加，导致膜厚度增加[14]。

表1 膜的厚度、水溶性、机械性能与水蒸气透过系数

注：同列中不同字母表示相关性分析时差异的显著性(P<0.05)，表2、表3同。

2.2 膜的水溶性

研究表明，黄秋葵多糖添加量的增加，膜的水溶性略有增加，但黄秋葵多糖的添加对膜水溶性的影响不显著。这可能是黄秋葵多糖的水溶性比明胶高，添加黄秋葵多糖会提高膜的水溶性。但黄秋葵多糖与明胶由于蛋白质与多糖易产生氢键和共价键作用，形成紧密的网络结构，降低膜的水溶性，综合影响使增加黄秋葵多糖的含量对膜水溶性的影响不显著[15]，见表1。

2.3 膜的机械性能

如表1所示膜的拉伸强度随黄秋葵多糖添加量的增加而降低，OG-0.00膜的拉伸强度与OG-0.07、OG-0.14膜差异显著，而OG-0.07与OG-0.14膜的拉伸强度无显著性差异。黄秋葵多糖添加量的增加，膜的断裂伸长率先降后升，OG-0.00、OG-0.07、OG-0.14膜之间的断裂伸长率呈显著性差异。这可能是黄秋葵多糖与明胶产生氢键和共价键作用使膜具有紧密的网络结构，也会影响明胶基质在形成三维网络结构膜中的连续相，使膜不是以来立体网络的变形方式吸收和分散能量，从而改变膜的机械性能[15-16]，这与PROMMAKOOL[17]等人的研究结果相似。

2.4 膜的水蒸气透过系数

黄秋葵多糖/明胶膜的水蒸气透过系数见表1。黄秋葵多糖添加量的增加，膜的水蒸气透过系数降低，而且黄秋葵多糖的添加对膜水蒸气透过系数的影响差异显著。这可能是黄秋葵多糖使膜厚度增加，增加了水分子的扩散距离；同时黄秋葵多糖与明胶基质产生氢键的作用使膜致密性增加，增加水分子的扩散阻力，降低膜与水的结合能力，使膜的水蒸气透过系数降低[15-16]。

2.5 膜的色泽

黄秋葵多糖/明胶膜的色泽见表2。黄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膜之间的L*、b*、ΔE值差异显著，OG-0.00与OG-0.07、OG-0.14膜a*值差异显著，OG-0.07与OG-0.14膜a*值差异不显著；黄度指数增加而且膜之间差异显著；白度指数降低，OG-0.00与OG-0.07膜差异不显著，但OG-0.14与OG-0.00、OG-0.07膜差异显著。这说明添加黄秋葵多糖能显著改变膜的亮度和色泽。

表2 膜的色泽

2.6 膜的透光性与不透明度

黄秋葵多糖/明胶膜的透光性与不透明度见表3。黄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异显著性，说明黄秋葵多糖含量的增加，透光率降低，对光具有较好的阻透作用，可以阻碍光诱导食物质变。这可能是黄秋葵多糖与明胶的相互作用减少膜的有序网络结构，增加对光的散射作用，影响膜的光阻隔性[18-19]。

表3 膜的透光性与不透明度

2.7 膜对鱼肉TBARS的影响

鱼肉因其富含不饱和脂肪，在贮藏过程容易发生脂质氧化，形成脂质过氧化分解产物丙二醛(MDA)，TBARS值能够反映出鱼肉的脂质氧化程度[13]。研究结果显示TBARS值随冷藏时间的延长而增加，A、B、C、D 4个试验组之间的TBARS值差异显著(P<0.05)，见图1。脂肪氧化反应主要是由于氧气攻击脂肪酸的双键发生脂肪过氧化分解，添加黄秋葵多糖的膜对抑制鱼肉脂肪氧化反应具有非常好的效果。黄秋葵多糖与明胶膜基质的氢键作用形成了致密的膜[15]，阻止氧气渗入与鱼肉相接触；同时黄秋葵多糖的抗氧化作用抑制了脂肪氧化反应的发生[8]，从而降低鱼肉中脂肪的氧化速率。说明黄秋葵多糖/明胶膜具有较好的抑制鱼肉脂肪的氧化、延长其货架期的效果。

图1 膜对鱼肉TBARS的影响Fig.1 Effect of the film on the TBARS of fish

3 结论

制备了黄秋葵多糖/明胶复合膜，膜的厚度和水溶性随黄秋葵多糖添加量的增加而增加，膜的水蒸气透过系数和断裂伸长率随黄秋葵多糖添加量的增加而降低，膜的断裂伸长率随黄秋葵多糖添加量的增加先降后升。添加黄秋葵多糖能显著改变膜的色泽，对光具有较好的阻透作用，能有效抑制鱼肉脂肪的氧化，延长其货架期。黄秋葵多糖/明胶复合膜在食品包装保鲜方面具有潜在的应用价值。

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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(本文通讯作者，E-mail：lygdut@163.com)。

肇庆市科技计划项目(2014F012)；广东省教育厅特色创新项目(2014KTSCX192)

2016-07-13，改回日期：2016-08-11