壳聚糖－淀粉水不溶性可食薄膜的制备工艺研究

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目前，我国食品包装仍旧普遍采用塑料袋，塑料不但易产生有害气体和异味，对人体有一定毒性，且使用后在环境中不易分解而引起环境污染。可食性包装材料与合成包装材料一样，可以阻止食品吸水或失水，防止食品氧化串味，也可作为食品风味剂、营养强化剂等成分的载体，可食性包装材料正日益受到重视。但由于普通淀粉制成的可食性薄膜是水溶性的，要求待包装的食品要预先干燥处理，这就影响食品的风味和质量；而由胶原制成的薄膜，制造成本高，外观不理想，其应用受到限制。壳聚糖作为天然的高分子膜材料，若加入淀粉，即可改变膜的水不溶性，就能使之成为具有较高机械强度的可食性包装材料。
复合膜的合成工艺条件试验结果表明，壳聚糖含量越高，薄膜的抗拉强度和水不溶性越好。当壳聚糖与水淀粉的混合比（W／W）低于1∶1时，膜的机械强度和水不溶性开始下降。超过此比例，膜的强度变化不明显，但当淀粉含量增大时，膜的强度降低，而且水溶性剧增。在壳聚糖与淀粉混合时，干燥温度越高，水浸后薄膜抗拉强度越高，因此干燥温度宜超过80℃。膜制成后，是自然干燥还是加热干燥，对膜的机械强度有影响。壳聚糖膜具有吸水性，壳聚糖分子链的晶区有很强的氢键，对水的吸附主要是在无定形区。加热膜可减少膜中的吸附水，可提高膜的结晶度，因此膜强度提高。壳聚糖是天然的成膜物质，所成膜不溶于水，其含量增高，有利于提高复合膜的水不溶性。复合膜制作过程的有关问题壳聚糖首先溶于醋酸，再与淀粉混合，这时配制壳聚糖的浓度不应超过5％，否则可因溶液黏度过高，导致加工困难。壳聚糖成膜后，氨基上带有HCl。用碱液处理可除去氨基上的HCl使之成为自由氨基，壳聚糖的非离子化使之失去了水溶性。因此，所制得的壳聚糖－淀粉复合膜若不经碱液处理，则薄膜在水中膨润性极大，湿润后立即失去强度。所以，所制薄膜须用4％的稀碱液浸泡一段时间。
壳聚糖－淀粉复合膜的机械强度和水不溶性受壳聚糖与淀粉比例的影响，最适宜的混合质量比为1∶1，干燥温度在80℃以上，可明显改善其机械强度；壳聚糖宜配制成浓度小于5％的醋酸溶液与淀粉混合；最后要经过碱处理过程，以防止复合膜在水中的膨胀。这样所制得的薄膜具有较高的机械强度、水不溶性和阻气、阻湿性能，在水中放置一昼夜，其性能变化不明显，即使在沸水中加热一段时间，其水溶性不发生明显的变化。（作者：沈阳农业大学）