TGase改性大豆分离蛋白膜的制备、表征及其应用性能研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:zhengi520
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随着人们环保意识的增强和对食品安全关注度的提高,可食性包装材料日益成为研究的热点。大豆分离蛋白具有良好的成膜性,所形成的蛋白膜因具有生物可降解性、可食性、营养性及良好的阻气性、阻油性等优点,引起越来越多研究者的关注。本文以大豆分离蛋白为基质,利用谷氨酰胺转移酶(TGase)对其进行改性。试验中以膜的机械性能、透氧性、透水性等为指标,考察了底物蛋白浓度、TGase添加量、增塑剂种类和添加量、pH及干燥温度等因素对大豆分离蛋白成膜特性的影响,优选出对SPI膜各指标影响显著的因素,进而以机械性能为指标,优化SPI成膜工艺条件。采用SDS-PAGE电泳试验,紫外-可见分光光度仪,红外光谱仪(FTIR),X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)等表征TGase改性SPI膜的分子组成和内部结构变化,并对可食性大豆分离蛋白膜的应用性能进行初步探讨。主要研究结果如下:(1)以SPI为原料,在单因素试验的基础上,以膜的机械性能(抗拉强度+断裂伸长率)为综合考察指标,对大豆分离蛋白浓度、甘油浓度、TGase添加量、pH四个因素进行响应面优化试验,确定了最优成膜工艺条件为:SPI浓度5.01%,TGase浓度0.27%,pH8.07,甘油浓度2.3%。在最佳成膜工艺条件下,3次平行试验所得改性SPI膜的抗拉强度(TS)为3.25±0.05MPa,断裂伸长率(EB)值为146±0.56%。平行试验所得实际值和回归模型理论值之间的χ2检验得出实际值与理论值偏差不显著(P>0.05),说明二项式回归模型能较好的反映TGase改性SPI膜机械性能的工艺条件。(2)运用SDS-PAGE电泳仪、紫外可见分光光度计、XRD、FTIR及SEM等仪器设备对TGase改性前后蛋白膜在分子组成和结构上的变化进行对比研究。结果表明:与对照组蛋白膜相比,经TGase改性后蛋白质分子间发生了共价交联,分子内有效赖氨酸含量减少,结晶度提高(XRD);红外分析图谱显示经TGase改性后,蛋白质的二级结构由β-折叠转变为α-螺旋或者无规则卷曲结构,二级结构的变化使得蛋白质的抗拉强度增强;SEM图分析表明,TGase改性后SPI膜的表面及断面结构更加均匀致密。(3)对SPI膜在食品包装工业的应用性能进行了初步探讨。与PVC塑料包装膜相比,经TGase改性的SPI膜机械性能(TS+EB)低于塑料膜,其对油脂的阻隔性能(SPI膜的透油率为3.2±0.57%g.mm,m2.d)也稍低于PVC塑料包装(透油率为2.7±±0.65%g.mm/m2.d):但透氧性的研究发现SPI膜对油脂的抗氧化程度却明显高于PVC塑料包装,这说明SPI膜包装与PVC塑料包装相比可以延长油脂类食品的保质期;同时通过对SPI膜水分吸附特性的分析可知,SPI膜的适用环境湿度为33%-62%。因此运用到具体食品的包装时还应考虑到SPI膜的不耐水性等,并结合被包装食品的质量要求,考察SPI膜包装应用适应性。
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