出芽短梗霉普鲁兰多糖提取工艺优化及食品保鲜膜开发

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普鲁兰多糖是由麦芽三糖为单体聚合的一种多糖。本文以出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)发酵液为原料,首先进行普鲁兰多糖提取工艺的优化,随后进行提取样品的结构化分析,最后进行普鲁兰多糖复合膜的优化及特性表征研究,比较几种复合膜在鲜切苹果保鲜上的应用。主要内容如下:(1)通过生物高分子絮凝剂絮凝除菌,对4种生物高分子絮凝剂进行优化筛选,结果表明壳聚糖絮凝除菌效率最高。通过单因素和响应面试验优化壳聚糖絮凝除菌工艺。确定最佳除菌条件:p H为3.7、时间为20 min、温度40℃、添加量为0.96 g/L,此时除菌率为99.19%,多糖得率为91.3%。(2)通过等电点-酶法协同脱蛋白质,在p H 7~9范围确定蛋白质的等电点,从6种蛋白酶中优化筛选蛋白酶,结果表明p H 8.2为发酵液中蛋白质的等电点,脱蛋白率为76.84%,碱性蛋白酶脱蛋白效率最高。通过单因素和响应面试验优化碱性蛋白酶脱蛋白工艺。确定最佳脱蛋白条件:p H 8.6、温度45℃、时间2.5 h,碱性蛋白酶添加量83 U/m L,此时脱蛋白率为74.70%,多糖得率为98.42%。(3)通过大孔树脂脱色,从9种大孔树脂中优化筛选树脂,经过静态吸附实验,结果表明LX-68M型树脂脱色效果最好。通过单因素和正交试验优化脱色工艺。确定最佳脱色条件:添加量4 g/40 m L的树脂,温度20℃、p H 3、时间2 h,220 rpm振荡吸附脱色,脱色率为87.88%,多糖得率为88.80%。进行动态脱色实验确定最佳流速5 BV/h,上样体积15 BV,脱色率为82.51%,多糖得率为90.39%。随后对大孔树脂再生及吸附动力学探究,结果表明通过Na OH(4%)浸泡2 h,大孔树脂可反复使用4次。LX-68M对普鲁兰多糖脱色符合Freundlich等温方程,脱色吸附动力学主要符合化学吸附反应模型。(4)普鲁兰多糖复合膜的制备及性能优化,以卡拉胶、液体石蜡、甘油和吐温80为原料与普鲁兰多糖复配进行物理共混方式改性。分别探究此4种原料对普鲁兰多糖膜的性能的影响,尤其是阻水性的改变,得到复合膜的最佳复配比。结果表明:普鲁兰多糖浓度为2.0%(m/v)、卡拉胶浓度为0.5%(m/v)、液体石蜡含量0.5%(m/v)、甘油含量0.3%(m/v)和吐温80含量为0.3%(m/v)。此时,复合膜的水蒸气透过率为0.38(g·mm/m2·h·k Pa)、水溶性为48.44%、溶胀度为504.9%、断裂伸长率为15.83%和抗拉强度为27.74 Mpa。(5)普鲁兰多糖复合膜的性质表征,用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的分析表明:各组分之间不是简单叠加,而是产生相互作用力,使复合膜具有相应的机械性能、稳定性能和疏水性能。(6)普鲁兰多糖复合膜覆盖(4℃)鲜切苹果保鲜。测定鲜切苹果储藏期间的理化指标。结果表明,覆膜处理能保持鲜切苹果在储藏时的色泽,减缓可滴定酸的下降和可溶性固形物的增加,抑制失重、维生素C含量的下降和丙二醛(MDA)的增加。
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