小麥面筋蛋白可食膜的制備及其在調(diào)料包中的應(yīng)用

叢 旭，劉 銳，劉 硯，吳 濤，張 民

(食品營(yíng)養(yǎng)與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津食品安全低碳制造協(xié)同創(chuàng)新中心，天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和日常生活的過(guò)度消耗，大量化學(xué)包裝材料如聚乙烯等的使用造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題日益受到國(guó)內(nèi)外的重視[1]．因此，開(kāi)發(fā)可再生和可降解的天然生物大分子材料為主要原料的可食性包裝對(duì)解決當(dāng)前世界環(huán)境污染和生態(tài)問(wèn)題具有十分重要的意義．

小麥面筋蛋白是小麥淀粉工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物，在我國(guó)每年總產(chǎn)量可達(dá) 30萬(wàn)噸[2]，其價(jià)格可與化工合成材料相競(jìng)爭(zhēng)[3]；小麥面筋蛋白可降解，具有良好的生物兼容性，滿足了社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)和生物可降解材料的需求，可廣泛用于果蔬噴涂保鮮、肉制品包裝、油炸食品包裝及焙烤食品包裝等．

方便面在食用過(guò)程中存在調(diào)料包使用后丟棄造成的白色污染、油包撕開(kāi)后容易沾到手上不方便消費(fèi)者使用等問(wèn)題．本研究采用單因素實(shí)驗(yàn)，考察了不同制備條件對(duì)小麥面筋蛋白(WG)可食膜機(jī)械性能和阻隔性能的影響；采用響應(yīng)面法優(yōu)化確定最佳成膜工藝條件；利用 SEM、AFM、FTIR和 TG 手段對(duì) WG膜進(jìn)行表征．在此基礎(chǔ)上，研究WG膜在方便面調(diào)料包中的應(yīng)用，旨在為其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)．

1 材料與方法

1.1 原料與設(shè)備

谷朊粉(蛋白質(zhì)含量為 70.73%,)，天津市利發(fā)隆化工科技有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；去離子水，實(shí)驗(yàn)室自制．

UVmini-1240型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，天津歐諾儀器儀表有限公司；KQ5200DB型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；TA.XT．Plus型質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro System公司；XL-3型掃描電子顯微鏡，飛利浦公司；JSPM-5200型原子力顯微鏡，日本電子公司；VECTOR 22型傅里葉變換紅外光譜，布魯克儀器公司；TGA Q50型熱重分析儀，美國(guó) TA儀器．

1.2 小麥面筋蛋白(WG)可食膜制備方法

稱(chēng)取一定量谷朊粉，加入 3,mL甘油和一定濃度的乙醇，使用NaOH將pH調(diào)至堿性，80,℃恒溫?cái)嚢?0,min，于16,kHz下室溫超聲15,min，真空(0.09,MPa)脫氣10,min，制得成膜溶液．量取10,mL成膜溶液倒在自制玻璃板(15,cm×15,cm)上，均勻鋪開(kāi)，60,℃干燥2.5,h，取出后保存于相對(duì)濕度為54%,[4-5]的恒濕器中，待測(cè)．

1.3 膜性能測(cè)定

抗拉強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率根據(jù) GB/T 1040.1—2006[6]進(jìn)行測(cè)定；水蒸氣透過(guò)率根據(jù) GB 1037—88[7]中擬杯子法進(jìn)行測(cè)定；氧氣透過(guò)率按照文獻(xiàn)[8]的方法測(cè)定；透光率按照文獻(xiàn)[9]的方法進(jìn)行測(cè)定；透油系數(shù)按照文獻(xiàn)[10]的方法進(jìn)行測(cè)定．

1.4 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別考察 pH(5、6、7、8、9、10、11、12)、蛋白添加量(8%、9%、10%、11%、12%)、乙醇體積分?jǐn)?shù)(30%、40%、50%、60%、70%)和超聲時(shí)間(5、10、15、20、25,min)對(duì) WG可食膜的氧氣透過(guò)率、水蒸氣透過(guò)率、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、透光率、透油系數(shù)膜性能的影響．

1.5 膜響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素分析結(jié)果基礎(chǔ)上，采用 Box-Benhnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，選取 pH、蛋白添加量、乙醇體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行3因素3水平響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)．

1.6 膜形貌及性質(zhì)表征

采用掃描電子顯微鏡觀察膜表面及其截面微觀結(jié)構(gòu)，測(cè)試條件：電子束加速電壓 1.0,kV，放大倍數(shù)800倍(斷面)、3,000倍(平面)；采用原子力顯微鏡進(jìn)一步對(duì)膜表面進(jìn)行掃描，將膜樣品裁剪為 1,cm×1.5,cm 片狀，用雙面膠黏貼在載物臺(tái)上，在輕敲模式下，采集 5,μm 范圍內(nèi)膜表面掃描圖，觀察膜結(jié)構(gòu)；采用傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)定膜結(jié)構(gòu)，利用 ATR單反附件，測(cè)定波數(shù)400～4,000,cm-1的吸收光譜，掃描次數(shù)為32次，分辨率為4,cm-1；采用熱重分析儀測(cè)定膜的熱穩(wěn)定性，樣品以 10,℃/min的升溫速率自40,℃升溫至 600,℃，以 N2為載體，樣品質(zhì)量為 5～10,mg．

1.7 方便面調(diào)料包模擬實(shí)驗(yàn)

將WG膜裁剪成7,cm×7,cm片狀，采用封口機(jī)進(jìn)行三邊封口，分別取一定量的大豆油、食鹽、干燥蔬菜加入調(diào)料包中，隨后封口．將上述調(diào)料包置于25,℃、相對(duì)濕度為33%,[11-12]的恒濕器中，保藏 45,d，每隔 15,d測(cè)定油包過(guò)氧化值、酸價(jià)及粉包和菜包的水分含量．水分含量和過(guò)氧化值根據(jù) GB/T 5009.3—2010[13]進(jìn)行測(cè)定；酸價(jià)根據(jù) GBT5530—2005[14]進(jìn)行測(cè)定．

1.8 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，不同字母表示數(shù)據(jù)間有顯著性差異(P＜0.05)．

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 pH對(duì)膜性能的影響

pH對(duì)膜性能的影響結(jié)果見(jiàn)表 1．小麥面筋蛋白的等電點(diǎn)為 7.5[15]．在等電點(diǎn)附近，由于蛋白質(zhì)之間受到分子間斥力的阻礙無(wú)法成膜．當(dāng)pH為5～6時(shí)，小麥面筋蛋白分散性差，具有凝固的蛋白大顆粒，無(wú)法成膜．隨著 pH的逐漸增大，氧氣透過(guò)率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)；水蒸氣透過(guò)率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)；抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率在pH為11時(shí)均達(dá)到最大值，與其他 pH下機(jī)械性能有顯著性差異；透光率先升高后降低，在pH為10時(shí)，透光率顯著性升高達(dá)到最大值．這可能是由于在堿性條件下更多的面筋蛋白溶解，促進(jìn)疏水基團(tuán)暴露，有利于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成[11]．pH 為 12時(shí)，成膜液過(guò)于黏稠，蛋白膜透光率下降，堿處理使得膜顏色變深[16]．因此，遠(yuǎn)離蛋白等電點(diǎn)時(shí)更適合蛋白溶解及膜的形成．

表1 pH對(duì)膜性能的影響Tab. 1 Effects of pH on film properties

2.1.2 蛋白添加量對(duì)膜性能的影響

蛋白添加量對(duì)膜性能的影響見(jiàn)表 2．隨著蛋白添加量的逐漸增加，氧氣透過(guò)率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，蛋白添加量在 9%,時(shí)達(dá)到最低，顯著低于其余蛋白添加量時(shí)的氧氣透過(guò)率；水蒸氣透過(guò)率逐漸降低；抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，斷裂伸長(zhǎng)率呈減小的趨勢(shì)；透光率先增大后減小，在蛋白添加量為 10%,時(shí)透光率顯著上升達(dá)到最大值．這可能是由于蛋白膜中的蛋白含量較低時(shí)，膜液中的蛋白質(zhì)分子相互之間較分散，分子碰撞接觸的機(jī)會(huì)少，因此阻水性和阻氧性均較差．隨著蛋白質(zhì)濃度的增加，參與反應(yīng)的蛋白質(zhì)分子數(shù)目增加，分子間碰撞增加，蛋白膜阻隔性能、機(jī)械性能得到提升．當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)濃度進(jìn)一步增加，蛋白質(zhì)分子無(wú)法完全溶解，導(dǎo)致制得的蛋白膜不均勻；雖然抗拉強(qiáng)度提高、阻隔性能增加，但是由于蛋白質(zhì)分子沒(méi)有完全溶解，且得到的薄膜外觀性能不良，因此研究意義不大[17]．

表2 蛋白添加量對(duì)膜性能的影響Tab. 2 Effects of protein content on film properties

2.1.3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)膜性能的影響

乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)膜性能的影響見(jiàn)表 3．隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，氧氣透過(guò)率呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為 60%,時(shí)達(dá)到最低，較其他乙醇體積分?jǐn)?shù)下的氧氣透過(guò)率有顯著性降低；水蒸氣透過(guò)率呈先減小后增大的趨勢(shì)，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為 60%,時(shí)顯著性降低；抗拉強(qiáng)度先增大后減小，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為 60%,時(shí)達(dá)到最大值，顯著高于其他乙醇體積分?jǐn)?shù)的抗拉強(qiáng)度；斷裂伸長(zhǎng)率沒(méi)有顯著性差異；透光率呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%,時(shí)達(dá)到最低．這可能是由于小麥面筋蛋白中麥醇蛋白含量較高，隨著乙醇所占比例的增大，增強(qiáng)了麥醇蛋白的溶解性，而麥谷蛋白溶于堿性溶液，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為 60%,時(shí)，溶液溶解的麥醇蛋白與麥谷蛋白比例合適，容易形成均勻的蛋白膜．乙醇體積分?jǐn)?shù)增大，水體積減少，溶液溶解的麥谷蛋白減少，會(huì)致使膜相對(duì)不均勻，膜表觀狀態(tài)較差，水蒸氣透過(guò)率顯著增加[18]．

2.1.4 超聲時(shí)間對(duì)膜性能的影響

超聲時(shí)間對(duì)膜性能的影響見(jiàn)表 4．隨著超聲時(shí)間的增加，氧氣透過(guò)率先減小后增大，在超聲時(shí)間為15,min時(shí)達(dá)到最小值，顯著低于其他超聲時(shí)間；水蒸氣透過(guò)率先降低后升高，在超聲時(shí)間為 20,min時(shí)顯著降低達(dá)到最小值；抗拉強(qiáng)度隨超聲時(shí)間的增加而逐漸增加，在超聲時(shí)間為25,min時(shí)達(dá)到最大值；斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)；透光率呈減小的趨勢(shì)．這可能是由于超聲空化效應(yīng)使水中微小泡核在超聲波作用下不斷表現(xiàn)為振蕩、膨脹、收縮和爆裂或崩毀等一系列動(dòng)力學(xué)行為，蛋白分子構(gòu)象發(fā)生變化，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)展開(kāi)，疏水基團(tuán)外露，水蒸氣透過(guò)率減小，蛋白膜阻水性能增強(qiáng)；超聲處理還會(huì)產(chǎn)生熱作用，分子立體結(jié)構(gòu)更為舒展，使得蛋白在溶劑中充分分散[19]，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為致密，機(jī)械強(qiáng)度增強(qiáng)，氧氣透過(guò)率降低．

表3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)膜性能的影響Tab. 3 Effects of ethanol concentration on film properties

表4 超聲時(shí)間對(duì)膜性能的影響Tab. 4 Effects of ultrasonic time on film properties

以上因素在各自水平下均測(cè)定了蛋白膜的透油系數(shù)，但均未檢測(cè)出，說(shuō)明蛋白膜具有良好的阻油性.

2.2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按照表5設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表 6．分別以氧氣透過(guò)率、抗拉強(qiáng)度為響應(yīng)值，利用軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，建立二次響應(yīng)回歸模型，擬合得到二次回歸方程式(1)，并對(duì)回歸方程進(jìn)行方差分析，分析結(jié)果見(jiàn)表7、表8．A表示pH，B表示蛋白添加量，C表示乙醇體積分?jǐn)?shù)．

以氧氣透過(guò)率為響應(yīng)值，經(jīng)回歸擬合后，各實(shí)驗(yàn)因子對(duì)響應(yīng)值的影響可表示為

表5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表Tab. 5 Response surface experimental design for WG film preparation

表6 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab. 6 Results of response surface experiments

表7 以氧氣透過(guò)率為響應(yīng)值的響應(yīng)面分析結(jié)果Tab. 7 Anlysis results of response surface experiments

表8 以抗拉強(qiáng)度為響應(yīng)值的響應(yīng)面分析結(jié)果Tab. 8 Anlysis results of response surface experiments

這個(gè)模型的 R2＝0.904,2，接近于 1，說(shuō)明過(guò)氧化值模型與實(shí)驗(yàn)擬合較好．

對(duì)氧氣透過(guò)率建立的整體模型為極顯著(P＜0.01)，說(shuō)明該擬合方程與實(shí)際相符，且誤差較小．?dāng)M合方程一次項(xiàng)中，蛋白添加量、乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)氧氣透過(guò)率有極顯著影響．在選擇的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，3個(gè)因素對(duì)氧氣透過(guò)率的影響順序?yàn)橐掖俭w積分?jǐn)?shù)＞蛋白添加量＞pH．二次項(xiàng)中，pH、蛋白添加量、乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)氧氣透過(guò)率影響顯著(圖 1)．失擬項(xiàng) P＝0.089,2＞0.05，不顯著．響應(yīng)值的變異系數(shù)CV較低，為4.64%,，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作是可信的．

以抗拉強(qiáng)度為響應(yīng)值，經(jīng)回歸擬合后，各實(shí)驗(yàn)因子對(duì)響應(yīng)值的影響可表示為

這個(gè)模型的 R2＝0.907,6，接近于 1，說(shuō)明抗拉強(qiáng)度模型與實(shí)驗(yàn)擬合較好．

對(duì)抗拉強(qiáng)度建立的整體模型為極顯著(P＜0.01)，說(shuō)明該擬合方程與實(shí)際相符，且誤差較小．?dāng)M合方程一次項(xiàng)中，蛋白添加量對(duì)抗拉強(qiáng)度影響顯著，乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)抗拉強(qiáng)度影響極顯著．在選擇的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響順序?yàn)橐掖俭w積分?jǐn)?shù)＞蛋白添加量＞pH．二次項(xiàng)中，pH、蛋白添加量、乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)抗拉強(qiáng)度影響顯著(圖 2)．交互項(xiàng)中蛋白添加量和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)抗拉強(qiáng)度影響顯著．失擬項(xiàng)P＝0.473,7＞0.05，不顯著．

為了檢驗(yàn)響應(yīng)面法優(yōu)化成膜工藝的可靠性，采用優(yōu)化后的成膜工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，參考實(shí)際操作，優(yōu)化后的工藝參數(shù)為pH,11.40、蛋白添加量10.70%、乙醇體積分?jǐn)?shù)57%,．進(jìn)行3組驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)．其中氧氣透過(guò)率理論預(yù)測(cè)值 20.35,meq/kg，實(shí)際值 20.74,meq/kg；抗拉強(qiáng)度理論預(yù)測(cè)值12.434,MPa，實(shí)際值12.982,MPa．

圖1 因素相互作用對(duì)氧氣透過(guò)率影響的響應(yīng)面和等高線圖Fig. 1 Response surface plots for the effect of interactions on peroxide value

圖2 因素相互作用對(duì)抗拉強(qiáng)度影響的響應(yīng)面和等高線Fig. 2 Response surface plots for the effect of interactions on tensile strength

2.3 膜形貌及性質(zhì)表征

2.3.1 掃描電鏡表征

采用SEM表征最佳成膜工藝的小麥面筋蛋白膜的微觀形貌，結(jié)果如圖 3所示．掃描電鏡顯示出的微觀結(jié)構(gòu)可以直接反映出蛋白膜的致密性和均一性，由小麥面筋蛋白膜的截面及平面微觀結(jié)構(gòu)可知，小麥面筋蛋白膜表面較平整，斷面僅有少量空隙，膜的致密性增強(qiáng)，機(jī)械性能和阻隔性能也相應(yīng)增強(qiáng)．

圖3 小麥面筋蛋白膜的掃描電鏡圖Fig. 3 Scanning electron microscope(SEM)observations of wheat gluten film

2.3.2 原子力顯微鏡表征

小麥面筋蛋白膜5,μm×5,μm掃描范圍內(nèi)的相位圖和三維生成圖見(jiàn)圖 4．原子力顯微鏡顯示出小麥面筋蛋白膜表面具有一定的粗糙度．通過(guò)計(jì)算，蛋白膜表面平均粗糙度為23.9,nm，均方根粗糙度為30.7,nm.

圖4 小麥面筋蛋白膜的相位圖和三維合成圖Fig. 4 Phase map and the three-dimension graph of wheat gluten film

2.3.3 紅外光譜分析

使用傅里葉變換紅外光譜考察小麥面筋蛋白膜的結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖 5所示．蛋白膜在 3,304,cm-1處出現(xiàn)N—H和O—H特征吸收峰，在2,930,cm-1處出現(xiàn)C—H 特征吸收峰，在 1,657,cm-1處觀察到酰胺Ⅰ帶H—N—H彎曲振動(dòng)和C＝O伸縮振動(dòng)，在1,545,cm-1處觀察到酰胺Ⅱ帶N—H彎曲振動(dòng)，在1,241,cm-1處觀察到酰胺Ⅲ帶 C—N 伸縮振動(dòng)峰，1,078,cm-1為C—O—C 和 C—O—H 伸縮振動(dòng)峰[20]．此結(jié)論與文獻(xiàn)中小麥面筋蛋白膜紅外光譜分析結(jié)論相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)N—H和 O—H特征吸收峰向高波數(shù)移動(dòng)，發(fā)生藍(lán)移，意味著小麥面筋蛋白與乙醇和甘油通過(guò)氫鍵相互作用結(jié)合，能量變高，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定．

圖5 小麥面筋蛋白膜紅外圖譜Fig. 5 FTIR spectrum of wheat gluten film

2.3.4 熱失重分析

小麥面筋蛋白膜的熱失重分析曲線見(jiàn)圖 6．由圖6可以明顯觀察到TG曲線有3個(gè)熱轉(zhuǎn)變區(qū)域：第一階段的降解發(fā)生在 73.40,℃，失重8.874%,，這一階段的熱損失主要是由水分蒸發(fā)引起的；第二個(gè)熱降解階段發(fā)生在 279.99,℃，失重 17.68%,，這一階段的熱降解主要是由于增塑劑甘油化合物(含量 30%)的蒸發(fā)以及蛋白側(cè)鏈的斷裂；第三階段發(fā)生在 342.85,℃，失重 54.30%，熱分解趨于終端，這一階段的熱降解主要是由于蛋白主鏈的破損和肽鍵斷裂造成的．此結(jié)論與韓立娟[21]對(duì)小麥面筋蛋白膜 TG曲線分析的結(jié)論相一致，但相比較文獻(xiàn)中第一階段 100,℃、第二階段180,℃、第三階段280,℃，熱分解溫度均有所升高，說(shuō)明工藝優(yōu)化后的小麥面筋蛋白膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加致密，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，與微觀結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果相一致．

圖6 小麥面筋蛋白膜的TG曲線Fig. 6 TG curves of wheat gluten film

2.4 蛋白膜的應(yīng)用

2.4.1 儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)油脂過(guò)氧化值及酸價(jià)的影響

儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)油脂過(guò)氧化值、酸價(jià)的影響如圖7所示．隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加，油脂的過(guò)氧化值、酸價(jià)呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，說(shuō)明油脂發(fā)生緩慢酸敗．在儲(chǔ)存第 45天時(shí)，過(guò)氧化值為 2.23,meq/kg，酸價(jià)為 0.85 mg/g，沒(méi)有超出國(guó)家規(guī)定的食用植物油要求[22](過(guò)氧化值≤19.8,meq/kg，酸價(jià)≤3,mg/g)，油包表面沒(méi)有油脂析出，包裝表觀完整無(wú)破裂，說(shuō)明通過(guò)工藝優(yōu)化的小麥面筋蛋白膜作為調(diào)料包裝對(duì)油脂具有較好的阻氧性和阻油性．

圖7 儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)油脂過(guò)氧化值及酸價(jià)的影響Fig. 7 Effect of storage time on lipid peroxide value and acid value

2.4.2 儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)粉包、蔬菜包水分含量的影響

儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)粉包、蔬菜包水分含量的影響如圖 8所示．

圖8 儲(chǔ)存時(shí)間對(duì)水分含量的影響Fig. 8 Effect of storage time on the moisture content

調(diào)料包在儲(chǔ)存期內(nèi)要保證粉末和蔬菜不會(huì)由于包裝的通透性吸水過(guò)多導(dǎo)致粉料的結(jié)塊和蔬菜的膨脹、變色、變質(zhì)，因此包裝的阻水性顯得尤為重要．隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加，粉包水分含量呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，蛋白膜包裝與塑料包裝在相同時(shí)間內(nèi)的水分含量有顯著性差異．文獻(xiàn)報(bào)道[23]粉包水分含量應(yīng)低于4%，蛋白膜包裝粉包在儲(chǔ)藏期 45,d時(shí)水分含量為3.38%，外觀完整，無(wú)破裂，粉料沒(méi)有發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，說(shuō)明蛋白膜對(duì)于方便面粉包在短期內(nèi)具有一定的包裝作用．

隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加，蔬菜包水分含量呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，蛋白膜包裝的蔬菜水分含量顯著高于塑料薄膜包裝．文獻(xiàn)報(bào)道[23]蔬菜包水分含量應(yīng)低于 8%，蛋白膜包裝的蔬菜包在儲(chǔ)藏期 45,d時(shí)水分含量為6.31%，蛋白膜包裝外觀完整，無(wú)破裂，蔬菜包無(wú)膨脹現(xiàn)象，說(shuō)明在短期可以起到替代塑料包裝的效果．

3 結(jié) 論

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)響應(yīng)面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究了 pH、蛋白添加量、乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)小麥面筋蛋白膜機(jī)械性能及阻隔性能的影響，結(jié)果表明：當(dāng) pH為 11.40、蛋白添加量為 10.70%、乙醇體積分?jǐn)?shù)為57%時(shí)，小麥面筋蛋白膜的綜合性能最優(yōu)，WG膜氧氣透過(guò)率為 20.74,meq/kg，抗拉強(qiáng)度為 12.98,MPa.由微觀形貌觀察可知，優(yōu)化后的小麥面筋蛋白膜表面平整、光滑，僅有少量空隙，膜的致密性增強(qiáng)；熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，熱降解溫度升高．通過(guò)模擬方便面調(diào)料包保藏實(shí)驗(yàn)可知：在保藏 45,d時(shí)，油脂過(guò)氧化值、酸價(jià)指標(biāo)均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)；粉包、蔬菜包外觀完整，無(wú)破裂，無(wú)膨脹現(xiàn)象．研究結(jié)果為小麥面筋蛋白膜的實(shí)際應(yīng)用提供了理論支持．

目前可食性小麥面筋蛋白膜沒(méi)有大量商業(yè)生產(chǎn)主要是由于機(jī)械強(qiáng)度有所不足，阻水性差，限制了它的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用．今后通過(guò)對(duì)小麥面筋蛋白膜改性等研究，改善蛋白膜的機(jī)械性能、阻隔性能，拓展小麥面筋蛋白膜在食品行業(yè)的應(yīng)用范圍．

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