膠原腸衣熟化工藝及其對腸衣性能的影響.pdf

1、人造膠原腸衣是一種利用豬、牛等動物皮膠原加工而成的包裝材料，有來源廣，易規(guī)?；a，質量穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，已逐漸取代天然腸衣。目前，國產膠原腸衣在應用過程中存在諸多問題，尤其是成品香腸經高溫蒸煮后，腸衣容易在短時間內發(fā)生向外卷曲的收縮現(xiàn)象，致使與肉餡分離，肉粘性降低。肉粘性是評價香腸的品質的重要指標。要提高腸衣的蒸煮肉粘性，就需要降低膠原腸衣在高溫水浴下的熱收縮率和收縮力。熟化工藝是膠原腸衣擠出成型后期利用膠原纖維熱變性的不可逆性原理的固

2、型工序。熟化溫度和濕度是影響腸衣收縮性的重要因素，但現(xiàn)有熟化工藝并未關注濕度的作用。已有研究表明，水分子可增加膠原分子之間的氫鍵，從而提高膠原結構的穩(wěn)定性。因此，本研究假設：膠原腸衣熟化過程中引入濕度能夠增強水與膠原的結合，提高腸衣的結構穩(wěn)定性，從而降低膠原腸衣的熱收縮。
　　基于上述假設，本研究以未經熟化的膠原腸衣作為實驗樣品，引入濕度作為熟化過程的控制條件，以腸衣外觀形貌、腸衣半周長、含水量、以及在100oC水浴中的熱收縮性為

3、指標，在初步篩選有效濕度范圍的基礎之上，進一步優(yōu)化濕度、溫度和時間這三個熟化工藝參數(shù)，確定最佳的熟化工藝。此外，考察了熟化對腸衣保水能力的影響，并采用DSC和ATR FTIR探索了腸衣的保水機制。相關研究結果對熟化工藝的改進及腸衣性能的評定有指導意義。主要內容及結果如下：
　　①首先以恒定濕度60%、70%、80%為控制條件，分三段進行熟化：50℃熟化24 h，70℃熟化48 h，80℃熟化4 h，樣品相對濕度記為S(RH1/RH

4、2/RH3)（第i階段的相對濕度記為RHi）。發(fā)現(xiàn)：
　　1）增加濕度可顯著提高膠原腸衣的含水量；與未加濕熟化樣品S(0/0/0%）相比，加濕熟化可明顯降低膠原腸衣的橫縱向收縮率，相對濕度（RH）越大，收縮率越低。
　　2）當RH>80%時，膠原腸衣顏色變黃，表面水分較多，且半周長發(fā)生較大的收縮，不能滿足應用需求；當RH<60%時，腸衣表面會干燥褶皺嚴重。因此，相對濕度的適用范圍為：60%≤RH<80%。
　?、谶M一步

5、對熟化工藝中的三個重要控制參數(shù)——濕度、溫度和時間進行優(yōu)化。濕度優(yōu)化仍然分三段熟化；溫度優(yōu)化分二段熟化：T1，60%熟化48 h，T2，75%熟化2 h，樣品溫度記為S(T1/T2)；時間優(yōu)化分二段熟化：65℃，60%熟化t1，75℃，75%熟化t2，樣品時間記為S(t1/t2)。發(fā)現(xiàn)濕度、溫度和時間對腸衣的影響不盡相同：
　　1）熟化濕度：與S(0/0/0%)相比，加濕熟化可有效降低腸衣的縱向收縮率，梯度增濕能明顯降低橫向收縮率

6、；與其它樣品相比，梯度濕度S(60/70/75%)橫縱向收縮力較低且橫向收縮力更易達到穩(wěn)定。因此，S(60/70/75%)為最佳梯度濕度。
　　2）熟化溫度：溫度對膠原腸衣水含量無明顯影響，均在15~16%之間，但明顯影響收縮性。S(65/75℃)的縱向收縮率和縱橫收縮率之比最小，為最佳熟化溫度。
　　3）熟化時間：熟化時間延長，膠原變性程度增大。S(48/2~6 h)有較小的收縮力，為最佳熟化時間。
　?、圩詈?，定量

7、檢測了各腸衣的保水能力，并采用DSC和ATR FTIR對腸衣保水機理進行了分析。
　　1）定量檢測膠原腸衣常溫放置89天過程中水含量的變化，發(fā)現(xiàn)：與熟化腸衣（未加濕熟化和加濕熟化）相比，未熟化腸衣的總失水率最高，失水速率最快；加濕熟化腸衣的總失水率明顯低于未加濕熟化腸衣，腸衣保水能力呈現(xiàn)：加濕熟化腸衣>熟化腸衣>未熟化腸衣，表明在熟化過程中引入濕度有利于提高腸衣的保水能力。
　　2）DSC分析表明，熟化影響腸衣的玻璃化轉變溫