全 文 ：潘旭琳等 绿豆芽可食性膜的制备及性能研究
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收稿日期:2013-05-11
基金项目:黑龙江省教育厅 2013 科学技术研究面上项目(12531464)
作者简介:潘旭琳(1970 －) ，女，山东人，硕士，黑龙江八一农垦大学副教授，主要研究方向为食品工程。
绿豆芽可食性膜的制备及性能研究
潘旭琳，于 璐，李 建
(黑龙江八一农垦大学，大庆 163319)
摘要:以绿豆芽为基材，羧甲基纤维素和海藻酸钠作为成膜剂，甘油为增塑剂，通过正交试验，优化可食性膜的
配方，并进行了膜性能的测定。结果表明，配方最优组合为绿豆芽浆料 20． 0 g、羧甲基纤维素 1． 5 g、海藻酸钠
1． 8 g、甘油 1． 5 mL，经过测定，膜综合性能良好。绿豆芽可食性膜食用方便，增加了营养，同时又保护了环境，
具有广阔的发展前景。
关键词:绿豆芽; 可食性膜; 性能测定
中图分类号:TB484． 3;TB487 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2013)13-0005-05
Preparation and Performance of Mung Bean Sprouts Edible Film
PAN Xu-lin，YU Lu，LI Jian
(Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China)
Abstract:Mung bean sprouts were used as substrate，carboxymethyl cellulose and sodium alginate as film-former，
glycerin as plasticizer． By orthogonal experiment，the film formula was optimized and membrane performance was de-
termined． The result showed that when mung bean sprouts is 20． 0 g，carboxymethyl cellulose is 1． 5 g，sodium algi-
nate is 1． 8 g，glycerin is 1． 5 mL，the formula is the best;the comprehensive performance of the edible film is very
good． The mung bean sprouts edible film is convenient to eat and it increases nutrition． It has wide development pros-
pect in environmental protection．
Key words:mung bean sprouts;edible film;performance measurement
目前广泛应用于食品包装与保鲜的材料多为化
学合成的塑料制品，塑料制品以来源丰富、外表美观、
质轻、加工方便一直占领着市场，但也因其丢弃后降
解困难而恶化着人类的生存环境［1］。因此，人们开始
越来越重视绿色包装产品的研究和开发，更多形式的
可降解包装材料以及可以直接食用的包装材料问世，
如:可降解包装产品、可食性膜、蔬菜纸等，这将是食
品包装行业的主要趋势。
豆芽中含有大量的抗酸性物质，具有良好的防老
化功能，能起到有效的排毒作用［2］。豆芽含有丰富的
粗纤维，能够促进肠道蠕动、通便减肥［3］。另外，豆芽
还具有预防消化道恶性肿瘤、降血脂、软化血管、消除
疲劳的功效。绿豆芽含维生素丰富，尤其是维生素 C
更为丰富［4 － 5］。因此，笔者以绿豆芽为主要原料，研
制一种可以食用的包装材料，并测定其性能。
1 试验
1． 1 材料
材料:绿豆芽，自制;羧甲基纤维素，AR，天津
市科密欧化学试剂有限公司;海藻酸钠，AR，天津
市大茂化学试剂厂;甘油，AR，天津市大茂化学试
剂厂。
1． 2 仪器
仪器:电子分析天平(JAR2140)，梅特勒-托利多
仪器(上海)有限公司;电热鼓风干燥箱(101-2A)，天
津市泰斯特仪器有限公司;精密定时电动搅拌器(JJ-
1)，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;电热恒温
水浴锅(DK-S12)，上海森信实验仪器有限公司;组织
捣碎机(FK-A)，江苏省金坛市金城国胜实验仪器厂;
包装工程 PACKAGING ENGINEERING Vol． 34 No． 13 2013-07
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透气性测试仪(BTY-B1)，济南兰光机电技术有限公
司;透湿性测试仪(TSY-T1L)，济南兰光机电技术有
限公司;薄膜厚度检测仪(CHY-C2)，济南兰光机电技
术有限公司;抽充气包装机(600)，上海翔一包装机械
有限公司;智能电子拉力试验机(XLW)，济南兰光机
电技术有限公司;电子式耐破度测试仪(ZDNP-6)，长
春市月明小型试验机有限责任公司。
1． 3 绿豆芽可食性膜制备工艺
制备工艺流程:绿豆芽→清洗、切分→漂烫→冷
却→均质→过筛→添加成膜剂、增塑剂→搅拌、水浴
→涂板→干燥→回湿→揭膜→密封保存。
自制新鲜绿豆芽经清洗、切分成 1 cm 左右的小
段，用沸水漂烫 10 min 至柔软，取出用冷水冲净后沥
干，按料液比 1 ∶ 1 加蒸馏水于组织捣碎机打浆 30
min，使浆料均匀，用 120 目筛网滤去浆料中的水，取
不同量的浆料溶于 100 mL 蒸馏水中，制成不同浓度
的浆料溶液，再分别添加不同浓度的海藻酸钠、羧甲
基纤维素钠或甘油制成复合溶液，搅拌均匀，75 ℃水
浴加热并搅拌 30 min，70 ℃条件下烘干 4 h，涂布于
自制带边框的玻璃板上干燥成型，100 ℃水蒸气中回
湿 25 s揭膜，待测。
1． 4 测试指标
取试样 3 个，测定结果取平均值。
1． 4． 1 膜厚度及溶解性的测定
可食性膜的厚度对膜的抗拉强度、耐破度、透气
性、透湿性等性质有直接影响。按照 GB /T 6672—
2001 进行测定，取其平均值，读数时准确到 0． 001
mm［6］。
1． 4． 2 膜溶解时间的测定
将 3 g膜放入 100 mL的沸水中，快速搅拌至溶液
中无膜碎片，记录所用时间。
1． 4． 3 膜透气性的测定
采用拟杯子法［7］。用直径 100 mm 的裁膜器取
样，在一定的温度和湿度条件下，使试样两侧保持一
定的气体压差，通过测量试样低压侧气体压力变化，
得出膜的透气量。
1． 4． 4 膜透湿性的测定
用直径 100 mm 的裁膜器取样，在一定的温度
和湿度条件下，使试样的一侧保持恒定的饱和蒸汽
压，另一侧保持干燥，通过测定透湿杯内蒸馏水蒸发
减重随时间递减的变化量求出试样的透湿量等参
数［8 － 9］。
1． 4． 5 膜抗拉强度、热封强度的测定
抗拉强度表征可食性膜试样在测试方向上能承
受的最大张力，以拉伸应力表示。选取厚度一致、平
整、无破漏的薄膜，将膜裁成 15 cm × 1． 5 cm 的试样
条进行检测［10］。
1． 4． 6 膜耐破度的测定
裁取长、宽均不小于 10 cm的试样进行测定。
2 结果与分析
2． 1 绿豆芽添加量对膜性能的影响
加入羧甲基纤维素 1． 5 g，海藻酸钠 1． 4 g，甘油
1． 5 mL溶于蒸馏水，定容至 100 mL，分别添加豆芽浆
料 10． 0，15． 0，20． 0，25． 0，30． 0 g，成膜后测定机械性
能。绿豆芽添加量对膜性能的影响见图 1。
图 1 绿豆芽浆料添加量对膜性能的影响
Fig． 1 Effect of mung bean sprouts amount on film performance
由图 1a可以看出，绿豆芽添加到复合膜中可以
明显改善其机械性能，随着膜液中豆芽浆料含量的增
加，膜的抗拉强度上升，绿豆芽是膜的主要成分，其含
有纤维质物质，随着含量上升，则可食性膜的致密性
与连续性上升，可以构成一个良好的内部结构，使抗
拉强度增大。但当豆芽含量大于 20． 0 g时，膜的抗拉
强度下降。这是由于添加量过大，膜液黏度增大，流
动性差，成膜厚度不均匀，抗拉强度下降［5］。由图 1b
可以看出，随着绿豆芽浆料的增加，热封强度和耐破
度的变化趋势与抗拉强度基本一致，因此绿豆芽浆料
潘旭琳等 绿豆芽可食性膜的制备及性能研究
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的添加量确定为 20 g。
2． 2 羧甲基纤维素添加量对膜性能的影响
豆芽浆料 20． 0 g，海藻酸钠 1． 4 g，分别加入羧甲
基纤维素 1． 0，1． 5，2． 0，2． 5，3． 0 g，加入甘油 1． 5 mL，
溶于蒸馏水中，定容至 100 mL，成膜后测定机械性
能。羧甲基纤维素添加量对膜性能的影响见图 2。
图 2 羧甲基纤维素添加量对膜性能的影响
Fig． 2 Effect of carboxymethyl cellulose amount
on film performance
由图 2a可知，随着羧甲基纤维素添加量的增加，
抗拉强度增加，羧甲基纤维素作为成膜剂，通过氢键
和基团与基材分子结合，可以使可食性膜的结构更加
致密，对单一性基材起到增加强度的作用。由图 2b
可以看出，随着羧甲基纤维素添加量的增加，热封强
度在 1． 5 g 和 2． 0 g 时差别不明显，此时耐破度呈逐
渐加强的趋势，当甲基纤维素添加量为 2． 5 g时，耐破
度达到最大，但此时抗拉强度已经在下降的过程中，
这是因为 CMC 添加量过大，膜脱气困难，组织内部形
成不均匀气孔，于是对抗拉强度影响较大，因此 CMC
添加量确定为 1． 5 g。
2． 3 海藻酸钠添加量对膜性能的影响
豆芽浆料 20． 0 g，羧甲基纤维素 1． 5 g，分别添加
海藻酸钠 1． 0，1． 4，1． 8，2． 2，2． 6 g，加入甘油 1． 5 mL
溶于蒸馏水中，定容至 100 mL，成膜后测定机械性
能。海藻酸钠添加量对膜性能的影响见图 3。
由图 3a可知，海藻酸钠添加量为 1． 4 g 时，可食
图 3 海藻酸钠添加量对膜性能的影响
Fig． 3 Effect of sodium alginate amount on film performance
性膜的抗拉强度最大。海藻酸钠为 1． 0 g 时，其流动
性太大，不便于控制，而当海藻酸钠浓度大于 1． 4 g
时，膜的抗拉强度和感官指标有所下降。由图 3b 知，
随着海藻酸钠添加量的增加，热封强度和耐破度都有
所增加，且热封强度在添加量为 1． 4 g 和 1． 8 g 时，相
差不大;当添加量超过 1． 8 g时，热封强度和耐破度开
始呈下降趋势，且耐破度下降较快，这是因为海藻酸
钠是增稠剂，增大海藻酸钠的添加量虽然可以增强其
内部网状结构的致密性，但会影响到成膜过程中液体
流动时组分的均匀性，而且气泡脱出困难，从而降低了
性能。综合考虑确定海藻酸钠添加量为 1． 8 g。
2． 4 甘油添加量对膜性能的影响
豆芽浆料 20． 0 g，羧甲基纤维素 1． 5 g，海藻酸钠
1． 4 g，分别加入甘油 0． 5，1． 0，1． 5，2． 0，2． 5 mL，溶于
蒸馏水中，定容至 100 mL，成膜后测定机械性能。甘
油添加量对膜性能的影响见图 4。
由图 4a可以看出，随着甘油的添加，抗拉强度略
有增加，但随之膜的抗拉强度降低，这是由于甘油削
弱了分子间的作用力，软化膜的刚性结构，增加了链
的流动性，使膜结构变得疏松，故使膜的强度下降。
甘油含量少时膜脆，柔软性差;若含量高，膜则不易干
燥，影响成膜性，机械强度下降，且当甘油添加量大于
1． 5 mL时，此时的膜过于柔软易吸收水分，会影响膜
的封合性和吸湿性。由图 4b 可以看出，随着甘油添
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图 4 甘油添加量对膜性能的影响
Fig． 4 Effect of glycerin amount on film performance
加量的增加，热封强度和耐破度上升趋势明显，那是
因为甘油增加了膜的柔软性，使热封性能和抗破损性
能变好，当甘油量超过 1． 5 mL 时，耐破度快速变低，
那是因为甘油削弱了分子间作用力，使膜的致密性变
差。因此确定甘油添加量为 1． 5 mL。
2． 5 正交试验研究
以膜的抗拉强度为主要指标，在单因素实验基础
上，以绿豆芽浆料、羧甲基纤维素、海藻酸钠及甘油的
添加量对膜抗拉强度的影响进行 L9(3
4)正交试验，
并综合考虑各因素对成膜性的影响，确定出因素水平
表见表 1，实验结果见表 2。
通过极差分析可知，各因素对膜抗拉强度影响的
主次顺序为绿豆芽浆料 ＞羧甲基纤维素 ＞甘油 ＞海
藻酸钠，A 因素显著为主要因素，B，C，D 因素为次要
因素。理论最佳组合为 A2B2C2D2 或 A2B3C1D2，按照
这
表 1 正交试验因素水平
Tab． 1 Table of orthogonal experiment
因素
水平
A绿豆芽
浆料 /g
B羧甲基
纤维素 /g
C海藻酸钠
/g
D甘油
/ mL
1 15． 0 1． 0 1． 4 1． 0
2 20． 0 1． 5 1． 8 1． 5
3 25． 0 2． 0 2． 2 2． 0
表 2 正交试验结果
Tab． 2 Result of the orthogonal experiment
试验
号
A
绿豆芽浆料
B
CMC
C
海藻酸钠
D
甘油
抗拉强度
/MPa
1 1 1 1 1 2． 21
2 1 2 2 2 3． 87
3 1 3 3 3 3． 47
4 2 1 2 3 4． 37
5 2 2 3 1 4． 64
6 2 3 1 2 4． 89
7 3 1 3 2 3． 62
8 3 2 1 3 4． 21
9 3 3 2 1 4． 11
K1 3． 183 3． 400 3． 770 3． 653
K2 4． 633 4． 240 4． 117 4． 127
K3 3． 980 4． 157 3． 910 4． 017
R 1． 450 0． 840 0． 347 0． 474
两个组合分别进行 3组成膜试验，测定抗拉强度，结果
显示 A2B2C2D2 的抗拉强度高于 A2B3C1D2 组，即各因
素的添加量为豆芽浆料20． 0 g，羧甲基纤维素1． 5 g，海
藻酸钠添加量 1． 8 g，甘油添 1． 5 mL时抗拉强度最高。
2． 6 性能测定
按照最佳方案进行 3 次成膜试验，测定其机械性
能及其他性能，结果见表 3。
表 3 薄膜各项性能
Tab． 3 Performance table of the film
序号
厚度
/mm
抗拉强度
/MPa
耐破度
/kPa
热封强度
/(N·15 mm)－1)
溶解时间
/ s
透湿系数 /
(g·m－2·d －1)
透气量(CO2)/(cm
3·m－2·
d －1·(101． 325 kPa)－1)
透气量(O2)/(cm
3·m－2·
d －1·(101． 325 kPa)－1)
1 0． 182 4． 86 198 3． 45 35 435． 77 856． 959 551． 256
2 0． 184 4． 90 189 3． 37 36 432． 68 871． 345 576． 784
3 0． 183 4． 89 191 3． 43 36 431． 87 846． 675 548． 972
平均值 0． 183 4． 88 193 3． 42 36 433． 44 858． 326 559． 004
潘旭琳等 绿豆芽可食性膜的制备及性能研究
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3 结论
制备绿豆芽可食性包装膜最佳工艺参数:原料添
加量为 20． 0 g，羧甲基纤维素添加量为 1． 5 g，海藻酸
钠添加量为 1． 8 g，甘油添加量为 1． 5 mL。
绿豆芽可食性复合膜具有优良的性能，厚度为
0． 183 mm，抗拉强度为 4． 88 MPa，耐破度为 193 kPa，
热封强度为 3． 42 N /(15． 0mm)，溶解时间为 36 s，透
湿系数为 433． 44 g /(m2·d)，CO2 透气量为 858． 326
cm3 /(m2·d·101． 325 kPa)，O2 透气量为 559． 004
cm3 /(m2·d·101． 325 kPa)。
绿豆芽可食性膜应用于食品内包装中，是一种强
化营养、绿色环保、方便食用的新型包装材料，必将得
到更广泛的应用。
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