李娟，魏春紅，胡亞光，李敏，李廖莎，王建清

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶 163319；2.天津科技大學(xué)）

隨著人民生活水平的提升，人們對優(yōu)質(zhì)大米的需求日益增加，然而部分低品質(zhì)大米如早秈米以及庫存陳化大米和稻谷加工過程中的碎米等，因其籽粒結(jié)構(gòu)較松、直鏈淀粉含量較高、米飯粘性小、口感不佳，近年來已經(jīng)很少直接食用[1]。目前，我國大米資源相對富足，開發(fā)利用大米資源是當(dāng)前的重要研究課題，重視大米深加工技術(shù)的研究是提高大米附加值的必然途徑[2]。

以陳米或碎米為原料，加入多種輔劑，通過優(yōu)化成膜的工藝條件，研制一種比較理想的可食性保鮮膜。制備出的大米可食性材料不僅可以應(yīng)用于稻米精深加工行業(yè)中，提高稻米的利用率，而且還具有可食性和可降解性。此外，該材料可用作食品保鮮包裝領(lǐng)域等。大米可食性薄膜的生產(chǎn)成本低廉，對環(huán)境要求不苛刻，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景樂觀[3]。

1 實驗材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

材料：陳大米（市售）。

1.1.1 實驗試劑

氫氧化鈉（天津市瑞金特化學(xué)品有限公司）；甘油（天津市瑞金特化學(xué)品有限公司）均為優(yōu)級純。

1.1.2 實驗儀器

螺旋測微器，無錫錫工量具有限公司；電子分析天平（JAR2140）梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；精密定時電動攪拌器（JJ-1）上海森信實驗儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；XLW智能電子拉力試驗機（HC-150T2）濟南蘭光機電技術(shù)有限公司。

1.2 大米可食性膜的制備

1.2.1 材料預(yù)處理

①將一定量的大米粉碎，分篩取用120目以上的大米粉；

②將分析純的氫氧化鈉配制成0.25 mol·L-1的氫氧化鈉溶液。

1.2.2 可食膜的制備工藝

取一定量的大米粉于0.25 mol·L-1氫氧化鈉溶液與100mL蒸餾水的混合液中，加入一定量的甘油作為增塑劑，在攪拌器上攪拌10 min，使其混合均勻；然后快速將成膜溶液放在指定的80℃水浴鍋中邊攪拌邊反應(yīng)30min（注：攪拌速度不宜太快），取100 mL成膜溶液均勻涂于面積為500 cm的成膜介質(zhì)上，置于70℃的恒溫干燥箱內(nèi)3個小時，冷卻后揭膜。

1.3 膜性能的測試

1.3.1 膜厚度的測定

用螺旋測微器在待測薄膜上隨機取5個點測定，然后取平均值，單位mm。

1.3.2 膜抗拉強度和伸長率的測定

可食性膜必須具有較強的機械強度，以經(jīng)受其在應(yīng)用、運輸、處理中的應(yīng)力，維持其完整性和屏障特性。機械特性通常用抗拉強度（TS）、伸長率（E）等來衡量[4]。

抗拉伸強度可以體現(xiàn)出薄膜試樣在測試方向上所能承受的最大張力。選擇表面光滑平整的，氣泡少且厚度均勻一致的薄膜，并將其裁剪成大小為10 mm×120 mm的試樣條，在XLW智能電子拉力試驗機上測量其所能承受的最大張力與伸長率。

2 結(jié)果與分析

2.1 大米粉添加量對膜性能的影響

將不同大米添加量添加于甘油3.5 mL，0.25 mol·L-1氫氧化鈉溶液7 mL與蒸餾水100 mL制成的膜溶劑中，成膜后測得膜性能見圖1。

圖1 大米添加量對膜性能的影響Fig.1 Effects of rice contentonmembrane performance

由圖1可以看出，隨著大米粉添加量由4 g增加到7 g，膜的厚度不斷增大；而且，當(dāng)大米粉的用量從4 g增加到7 g時，膜的強度增加的速率較大，當(dāng)大米粉的用量超過7 g時，其抗拉伸強度增加的幅度較。因此，大米粉用量在7 g左右。

2.2 甘油添加量對膜性能的影響

將不同甘油添加量添加于大米7 g，0.25mol·L-1氫氧化鈉溶液7 mL與蒸餾水100 mL制成的膜溶劑中，成膜后測得膜性能見圖2。

圖2 甘油添加量對大米膜性能的影響Fig.2 Effects of glycerol content of ricemembrane

由圖2可知，起初隨著甘油添加量的增加，膜的抗拉伸強度與拉伸率逐漸增加；當(dāng)甘油的增加量大于3.5mL時，膜的抗拉伸性卻開始下降，而膜的拉伸率依舊在增加。隨著甘油用量的增加，拉伸率明顯上升，這主要是因為甘油作為增塑劑進入蛋白質(zhì)內(nèi)部，增加膜鏈間的流動性，減少鏈間相互作用，使膜的強度增加，但是過多的增塑劑也會軟化膜的架構(gòu)，使膜的強度降低[5]。因此，甘油的用量以3.5 mL為最佳。

2.3 氫氧化鈉添加量對膜性能的影響

將不同容量的0.25 mol·L-1氫氧化鈉溶液添加于大米7 g，甘油3.5 mL與蒸餾水100 mL制成的成膜溶劑中，成膜后測得膜的性能見圖3。

圖3 NaOH添加量對膜性能的影響Fig.3 Effects of NaOH addition amount onmembrane performance

由圖3可知，制的可食性大米膜的厚度隨著氫氧化鈉用量的增加而降低，而膜的顏色由米白色向黃綠色轉(zhuǎn)變，但是透光率卻在不斷增大。這是因為堿能促進淀粉吸水糊化[6]，促進淀粉顆粒外層的谷蛋白溶解入水，結(jié)果就能讓大米粉更快地煮熟，還能讓其更黏稠，而且堿會讓谷類中少量的類黃酮物質(zhì)從無色轉(zhuǎn)變成黃色。所以加堿的成膜溶液會或多或少地變成淡黃色或淡黃綠色。

此外，當(dāng)氫氧化鈉的用量從1 mL增加到7 mL時，膜的抗拉伸強度在不斷增加，這主要是因為在堿性條件下蛋白質(zhì)分子的伸展可能增加分子內(nèi)的排斥力，pH值的增大會使蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生SH/S-S反應(yīng)，從而增強了膜的交聯(lián)性，最終導(dǎo)致膜的抗拉伸性的增加[7]。而當(dāng)氫氧化鈉的用量超過7mL時，其抗拉伸強度反而有所減小，而且口感也會變差。因此，0.25mol·L-1氫氧化鈉溶液的最佳添加量為7mL。

3 大米粉成膜介質(zhì)的選擇

將7g大米添加于甘油3.5mL，0.25mol·L-1氫氧化鈉溶液7 mL與蒸餾水100mL制成的膜溶劑倒于不同的成膜介質(zhì)上，成膜的性能如表1。

表1 不同介質(zhì)的成膜影響Table 1 Film-forming effects of differentmedium

由表1可知，在這三種成膜介質(zhì)中，滌綸聚酯薄板的成膜性能最好，表面的光潔度最高。另外兩種介質(zhì)，由于表面光滑度不高，導(dǎo)致成膜均勻度低，成膜性能差，光澤度低。因此，在成膜介質(zhì)的選擇上，以滌綸聚酯薄板最好。

4 結(jié)論

影響成膜厚度的主要因素是大米粉的含量與氫氧化鈉的含量，影響膜的透光率的主要因素是氫氧化鈉的含量；影響膜的抗拉伸性的主要因素是甘油含量，其次是大米粉，最后是氫氧化鈉的含量。通過實驗得出，在大米7 g·100 mL-1，甘油3.5 mL·100 mL-1，0.25mol·L-1氫氧化鈉溶液7mL·100mL-1，干燥溫度70℃，在光滑聚酯薄板上，采用流延法制得的可食性膜具有較強的抗拉伸強度與光澤度。

［1］孟陸麗，程謙偉.存放時間對植物蛋白膜的影響研究［J］.食品工業(yè)科技，2006，9（9）：153-156.

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［3］單成俊，陳正行.大米蛋白的可食用膜［J］.食品與生物技術(shù)學(xué)報，2005，24（3）：85-96.

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［5］潘旭琳，于璐，李建.綠豆芽可食性膜的制備及性能研究［J］.包裝工程，2013，15（7）：5-9.

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［8］鹿保鑫，閆美珍，曹龍奎，等.影響CCMS與PVA薄膜降解速率的因素研究［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2014，26（5）：59-62.