关键词：吸附;;覆膜铁;;风味物质;;气质联用;;动力学模型
摘 要：食品风味是食品最重要的品质指标之一,直接影响着人们对食品的选择,而包装材料对食品风味的吸附会严重影响食品的感官品质。随着制罐新材料覆膜铁在包装领域开始应用,其对所包装食品的风味物质吸附情况就值得开始关注。本课题以覆膜铁材料为对象,系统研究了外部储存环境、模拟物类型以及风味分子特性等因素对覆膜铁吸附所包装食品风味物质的影响,并建立了相关动力学模型,以期为覆膜铁材料的广泛应用提供理论基础。论文的主要研究内容如下:1.确定了37°C下,风味化合物达到吸附平衡的时间范围为21-35天。将八种食品特征风味化合物配制成的食品模拟物倒入覆膜铁材料制作的两片罐(DRD罐)中,密封保存,定期采用正己烷作为溶剂萃取吸附在材料中的风味物质,并通过气相色谱(GC)测定每种风味的吸附量。以上实验明确了具体实验装置、萃取方法和检测条件,为后续实验奠定了基础。2.探究了超纯水、3%乙酸溶液、10%乙醇溶液和异辛烷四种不同类型的模拟物中风味化合物的吸附规律。发现脂肪类模拟物中的风味分子不会吸附在覆膜铁材料上;其它三种模拟物中风味分子的吸附量顺序为:水性模拟物>酒精类模拟物>酸性模拟物;柠檬醛在超纯水、3%乙酸溶液和10%乙醇溶液三种模拟物中均呈现最高的吸附量,分别为2.52μg/cm~2,1.71μg/cm~2,2.01μg/cm~2。3.考察了灭菌过程、风味物质种类(化学结构)、初始浓度(100-1000 mg/kg)、pH值(3.0、5.0、7.0、9.0)和储存温度(4°C、20°C、37°C、50°C)对吸附过程的影响。实验结果表明:灭菌过程会明显加速风味物质在覆膜铁材料中吸附,且普通高温灭菌(0.3MPa,121°C,30 min)比巴氏灭菌(0.1 MPa,65°C,30 min)的吸附总量增加40%-150%;具有不同官能团的风味化合物在材料中的吸附量规律为:醛类>酮类>酯类,具有同种官能团的风味物质,其碳链的长短也会影响吸附量;覆膜铁材料对不同初始浓度的风味物质的吸附符合S型等温线,即低浓度时呈线性变化,高浓度时吸附量急剧增加;模拟物的pH值对柠檬醛的吸附影响较为明显,对其它风味分子的吸附影响不大;高温会促使风味分子的吸附速率加快、平衡时间缩短,吸附总量也会随之增加。4.基于Fick第二定律建立了关于储存温度、风味物质浓度、储存时间的统一表征模型。通过阿伦尼乌斯方程确定了扩散速率D随温度的变化关系,对比了Langmuir模型和Freundlich模型在表征吸附平衡量时的适用性,并在Freundlich模型的基础上改进得到了关于温度和风味物质浓度的吸附平衡量模型。验证结果表明统一表征模型可以有效地预测所选风味化合物在覆膜铁材料中的吸附量。
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