纳米涂膜材料对草莓果实保鲜效果研究开题报告

 2022-01-29 18:47:35

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

意义:草莓是一种非呼吸跃变型的浆果,含水量很高,达到90%一95%,且由于组织娇嫩,缺乏坚硬外皮保护,采后极易受损和感染灰葡萄孢霉及根霉等真菌而腐烂变质,所以极不耐贮藏和运输。在常温下成熟的草莓采后保存1~2d就会失去其商品价值。在0~4℃下货架期不超过5d。随着人们生活水平的提高,对新鲜、高质量和高营养食物需求的不断增加,从而推动了新鲜果蔬贮藏方法的发展。传统草莓保鲜方法主要有低温保鲜法、气调保鲜法、化学保鲜法等,但由于温度和湿度难以控制,高浓度二氧化碳导致其颜色劣变且成本高和杀真菌剂涉及到食品安全问题,使得这些方法难以推广。目前,草莓保鲜趋向于选择可食性复合涂膜液涂膜以提高草莓的贮藏性能。本实验通过涂膜保鲜方法延长草莓的货架寿命,提高商品价值。在草莓生产和开发中有重要意义。

壳聚糖是从虾蟹的甲壳中提取出来的一种氨基类多糖,具有成膜性好,透气性好,可杀菌等特点,将其涂于果蔬表面,能形成一层薄薄的膜,可抑制水分蒸发,调节呼吸作用,防止微生物侵染,改进表面光泽.可有效地延长果蔬的保鲜期.它在食品保鲜、化工、纺织、医疗等领域的应用越来越普遍。本实验在室温条件下,进行草莓的保鲜实验,找出一种高效、简单的保鲜方法,为草莓的贮藏保鲜提供一定的科学依据。研究以壳聚糖为主要原料的天然涂膜保鲜剂,对于减少农副产品的损失,提高农民收入有很大的应用价值和社会意义。

国内外研究概况:(一)壳聚糖成膜性质的研究现状:林宝凤通过对壳聚糖成膜特性研究表明,壳聚糖凝胶属于弱凝胶,加添加剂后能不同程度地提高壳聚糖凝胶的强度,粘弹性变化不大,但持水率明显下降。凝胶持水能力的强弱,直接影响到凝胶成膜的特性。持水率高,持水能力强的凝胶最适宜做食品涂膜。(二)壳聚糖膜的通透性研究现状:壳聚糖的分子量对膜的通透性有显著影响,壳聚糖分子量越低,其膜的通透性也越强。膜的通透性质与膜材料分子中无定形态区域的量有关,壳聚糖分子量越大,分子晶型结构也越多,分子间高度缠结,所形成的膜的通透性也越差。(三)壳聚糖的抗菌性研究现状:夏文水等研究了分子量为1500、脱乙酰度为68%的甲壳低聚糖的抗菌性。结果表明,在各类微生物中,细菌容易被抑制,酵母次之,对霉菌的抑制作用相对较弱。具体情况是在甲壳低聚糖质量浓度为1g/l时,大肠杆菌、四联球菌和枯草芽孢杆菌的生长完全受到抑制,啤酒酵母和赤酵母在质量浓度为2g/l时被抑制,根霉和曲霉需要10g/l的质量浓度才能被抑制。(四)壳聚糖及其衍生物作为果蔬涂膜保鲜剂的国内外应用研究进展:徐清海等以壳聚糖为涂膜剂对南果梨进行常温保鲜实验。p.c.scrinivasa.等对芒果分别以低密度聚乙烯和壳聚糖进行涂膜,在27℃,相对湿度65%的条件下进行贮存比较发现,以低密度聚乙烯为涂膜的芒果因为发酵作用而导致风味损失,且表面有微生物侵染导致部分果品败坏。以壳聚糖为涂膜的芒果贮存18d未产生上述现象。f.s.kittur等对香蕉和芒果在272℃,相对湿度65%的条件下进行实验,结果显示以壳聚糖为基础的膜不仅可以减少失重,还能有效抑制微生物感染,它对香蕉和芒果的贮藏效果最好。(五)壳聚糖在草毒保鲜中的应用研究进展:周守勇、等利用不同分子量的壳聚糖对草莓进行涂膜保鲜。张安宁等人通过采用乳状液体复合成膜剂、保鲜剂、保湿剂和抗氧化剂等对草莓进行涂膜保鲜研究,结果发现涂膜材料添加乳状液体能在草莓的表面形成层连续均匀的液膜,而且在干燥之后表面光亮不影响外观颜色,对草每感官品质无影响。

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2. 研究的基本内容和问题

目标:本试验旨在研究壳聚糖涂膜处理对草莓贮藏中的好果率、失重率、保鲜状态等保鲜效果进行研究,以期为壳聚糖广泛应用于可食用的保鲜剂涂膜新型配方提供理沦依据。通过研究壳聚糖涂膜的保鲜以及不同浓度对保鲜效果的影响,以壳聚糖为原料制得保鲜剂,并通过浸涂的方式对草莓果实进行涂膜保鲜,观察其对草莓采后的保鲜效果,期望开发保鲜效率高、安全性好、适用性广和使用方便的涂膜保鲜剂。

内容:根据本课题的研究目的,确定本实验的主要研究内容如下:1.壳聚糖涂膜材料的制备:2、壳聚糖对草莓采后涂膜保鲜的研究试验:挑选无机械损伤,大小和成熟度一致的草莓随机分组,用不同浓度的壳聚糖溶液涂膜处理草莓,浸泡后自然晾干,在20℃及一定湿度下保存,每天取一定草莓果实测定其营养成分和生理生化指标。以色泽硬度等感官评定以及失重率、腐烂程度、腐烂率维生素c含量、可溶性固形物含量和总酸含量为指标来评价水溶性壳聚糖在果蔬中的保鲜效果。

拟解决的关键问题:1、壳聚糖只溶于弱酸性溶液,不溶于水和碱性溶液,不便于食用前的清洗,消费者难以接受,且酸性溶剂会产生酸涩的口感,容易影响果蔬自身的风味和口感。2、可食性涂膜容易吸水变潮,不仅起不到保鲜作用,反而成为微生物的培养基地,加重腐烂。组织的生理活性在贮藏期间也会发生改变,会改变可食性膜内的气体组分,反过来对产品的品质和贮藏产生负面影响。3、目前进行涂膜的方法多采用喷、涂、浸等方式进行,实际操作上存在很大的差异性,难以保证涂膜的厚度均匀性,一方面如果涂膜过薄便达不到保鲜作用,另一方面。如果涂膜过厚又会造成水果产生厌氧呼吸而导致腐烂加速。4、将草莓置于壳聚糖保鲜剂中浸泡30s涂膜后,由于充当成膜剂的壳聚糖为亲水性大分子物质,溶液的含水量高达95%以上,不利于膜的干燥。而且在试验中还发现涂膜的干燥时间与溶液的粘度成正比,所以经过浸泡涂膜处理的草莓若是在潮湿的环境中让其自然干燥,经过12小时后表面的壳聚糖溶液也不能完全干燥。不但给保鲜加工处理带来了困难,也会使草莓因表皮潮湿而容易滋生微生物,导致最终加快其腐烂速度。

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3. 研究的方法与方案

研究方法:选用无机械损伤、大小、成熟度一致得草莓随机分组,通过对草莓做不涂膜处理与不同浓度处理保存,浸泡后自然晾干,在20℃及一定湿度下保存,每天取一定草莓果实测定其营养成分和生理生化指标。通过测定其硬度、色差、可溶性固形物含量,腐烂度以及vc含量的测定。

实验方案:选择果实七、八分成熟,2/3以上转红。所有果实新鲜、去除病虫害、机械伤、形体异常等。无感染,色泽均匀。将果实进行随机分组,通过对草莓做不同条件的处理,每种浓度的保鲜剂浸泡30s后取出自然晾干,后装入保鲜盒中放置于20℃,一定湿度下进行培养。每隔一天随机取部分草莓进行数据测定,然后通过测得得数据分析出壳聚糖涂膜在草莓保鲜中的作用。

可行性分析:近年来,纳米技术得到了长足的发展,并逐渐应用于食品行业。纳米技术将改变食品生产、加工、包装、运输和消费等各个环节,从而改变整个食品工业。壳聚糖可以在果实表面形成一层半透膜,使果实表面形成一个微气调的环境,延缓果实的呼吸和其他生理代谢活动,因此可延长果实的贮藏时间。壳聚糖可以有效的杀死多种果实表面的有害微生物,且具有安全无毒、来源广泛的特点。壳聚糖作为一种新的安全有效的水果保鲜剂方法成为研究开发的热点,人们使用壳聚糖进行了大量保鲜应用研究,已有不少的成功保鲜例子。

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4. 研究创新点

壳聚糖由于其特有的性质在很多行业得到广泛应用,在食品行业,人们用来制作抗菌剂、果蔬保鲜剂、抗氧化剂、保健食品添加剂、果汁澄清剂等,在利用壳聚糖涂膜之后半透膜能够覆盖在果蔬表面的微孔上,并部分渗入到中果皮,大大减小外表皮的孔隙,从而抑制果蔬的呼吸及蒸腾作用,从而改善贮藏品质。涂膜保鲜具有简单易行、成本低等优点,便于在农副产品保藏中应用。本文研究了壳聚糖应用于水果保鲜,对草莓果实的保鲜效果进行了研究,为草莓的保鲜开辟一条新的途径。

对壳聚糖的保鲜机理进行了初步的探讨,并对壳聚糖涂膜处理的草莓进行生理生化指标测量,为以后的保鲜如何保存水果中的营养成份提供理论依据。

5. 研究计划与进展

研究计划:2014年10月份开始毕业设计。10-11月份查找资料,阅读文献。初步制定实验方案。12月份制备纳米涂膜材料,熟悉实验过程中所用到的仪器以及测定指标的测定方法。12月底至2015年一月中旬,进行纳米涂膜保鲜草莓实验的预实验。2015年3-4月在预实验的基础上对实验方案进行调整后正式进行实验。

预期进展:三月结束完成所有的实验过程,四月中旬前对实验数据进行处理。预计五月中旬完成毕业论文的撰写。

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