木糖和谷氨酰胺转氨酶复合改性对花生蛋白膜性能影响的研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:amyzi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,环境问题的日益严重和人们环保意识的逐渐增强,加快了人们对可降解生物膜替代部分塑料包装膜的研究。蛋白质膜作为生物大分子膜,因其具有良好的机械性能和阻隔性能而受到人们的关注。在众多动植物蛋白中,花生蛋白因其来源广泛,营养价值高,功能性显著,且分子中存在着大量的氢键、疏水键、离子键等,成为制备可食性包装膜的良好材料。但由于蛋白膜的性能,尤其是其机械性能和阻湿性与塑料相比还存在一定的差距,使其应用受到限制。本研究以冷榨花生粕为原料提取花生分离蛋白。首先,利用木糖对花生蛋白进行单独改性后,再与谷氨酰胺转氨酶(TGase)复合改性并制备蛋白膜。然后,研究复合改性对蛋白膜的机械性能、阻隔性能、红外光光谱及微观结构等的影响。最后,初步探讨复合改性对花生蛋白膜性能影响的机理。目的是提高花生蛋白膜机械性能和阻隔性能,为蛋白膜的研究和应用提供理论依据。主要研究结论如下:1.以膜的拉伸强度为考核指标,通过单因素及正交试验优化木糖改性花生蛋白膜的制备工艺。确定木糖改性膜制备的最佳工艺参数为:蛋白浓度8%(w/v),木糖浓度10%PPI,甘油含量15%PPI,溶液pH 9.0,反应时间为90main,反应温度为70℃,此条件下蛋白膜的拉伸强度(TS)为2.63+0.08 MPa,断裂伸长率(E)为165.33+1.00%,分别比对照提高了45.75%和42.70%。2.以膜的拉伸强度为考核指标,通过单因素及响应面试验优化木糖和TGase复合改性花生蛋白膜的制备工艺。研究结果如下:(1)通过比较三种不同处理方式对复合改性膜机械性能的影响,确定最佳改性方式为:首先对蛋白溶液进行预热处理,使蛋白分子结构适当展开,再向其同时添加木糖和TGase进行复合改性处理;(2)以膜的拉伸强度为考核指标,优化复合改性膜制备的最佳工艺参数。确定复合改性膜制备的最佳工艺参数为:预处理时间60main,预处理温度70℃,在复合反应中,TGase添加量为5u/gPPI,复合反应温度为50℃,复合反应时间为20min。在此条件下,蛋白膜的TS为3.25+0.05 MPa,与预测值接近;(3)使用Design-expert软件对响应面试验进行分析,建立以TS为响应值的相关回归模型,相关系数R2=0.9889。3.比较三种不同改性处理对花生蛋白膜性能的影响,结果如下:(1)经过三种不同改性处理后,花生蛋白膜的机械性能显著提高。其中木糖改性膜的TS和E分别比对照膜提高了45.75%和42.70%,TGase改性膜的TS和E分别比对照膜提高了22.47%和47.63%,复合改性膜的TS和E分别比对照膜提高了82.58%和62.58%;(2)三种不同改性处理均降低了花生蛋白膜的水溶性。对照膜相比,木糖改性膜、TGase改性膜和复合改性膜的水溶性分别比对照膜降低了42.68%、32.47%和53.07%;(3)三种不同改性处理均显著降低了花生蛋白膜的水蒸气透过率(p<0.050),且三者之间无显著差异(p>0.05);(4)与对照膜相比,木糖改性膜和复合改性膜的透光率有所下降,膜的颜色偏黄、亮度较高。而TGase改性膜与对照膜的透光率并没有显著差异,二者颜色均偏红。4.通过分析三种不同处理对花生蛋白表面疏水性指数(S0)、SDS-PAGE电泳图谱、红外光谱以及蛋白膜电子扫描显微镜图片,初步探讨复合改性影响蛋白膜性能的机理,研究结果如下:(1)经不同处理后,花生蛋白溶液的表面疏水性指数(So)大小顺序为:TGase改性>复合改性>木糖改性>对照;(2) SDS-PAGE电泳条带图表明,木糖改性并没有明显改变花生蛋白的分子量结构,TGase改性和复合改性均使花生蛋白形成新的大分子量条带,并且使小分子量的条带颜色变浅,复合改性在大分子条带处的颜色比TGase改性处理的浅;(3)通过对红外光谱中1600-1700cm-1范围内酰胺Ⅰ带蛋白质特征二级结构的分析表明,三种改性处理均提高了蛋白质二级结构中的α-螺旋和β-转角含量,降低了p-折叠和无规则卷曲含量;(4)扫描电子显微镜图片结果分析表明,三种改性处理均能够提高花生蛋白分子间的交联程度。其中TGase改性的交联程度大于木糖改性,但木糖改性膜的表面更加光滑。复合改性在提高分子交联程度的基础上,也使复合改性膜的表面更加光滑。
其他文献
针对玻璃纤维增强聚丙烯(PP)注塑制品存在的翘曲变形缺陷,利用计算机辅助工程(CAE)以及正交实验设计相结合的方法,以汽车内饰件为例,研究了注射工艺参数如熔体温度、模具温度
天然的乳清分离蛋白是一种球蛋白,在它的分子内部有许多隐藏的-OH和-SH,分子间交联很少,由于受固有结构的限制,单纯的乳清蛋白很难形成完整膜。本课题通过添加增塑剂和还原剂
<正>问题党的十九大报告要求积极应对人口老龄化,构建养老、孝老、敬老政策体系和社会环境。如何通过顶层设计解决我国养老业的问题?据国家民政部发布的《2016年社会服务发展
目的探讨骨科临床护理路径(CNP)在股骨骨折患者健康教育中的应用。方法选取我院2010年1月至2012年5月收治的股骨骨折患者84例,随机分为对照组与观察组,每组各42例,对照组患者采
历史课堂应该是有活力的课堂,是能激发学生兴趣,引发学生思考、感悟和情感升华的趣味课堂。教师要在课堂教学中以境启情,用鲜活的历史素材来补充课程资源,积极地去做课堂互动
随着我国城市化进程的加快,城市地下空间得到进一步的开发和利用。但随之而来的是基坑事故的增加,并造成了巨大的经济损失和人员伤亡。基坑事故高发固然有施工条件不足、施工
目的探讨新生儿窒息的产科相关因素、预防和处理措施,降低新生儿窒息发生率,提高产科质量。方法对115例新生儿窒息病例资料进行回顾性分析。结果新生儿窒息的产科相关因素有
目的观察双管喉罩吸入七氟醚麻醉在剖宫产术中对新生儿及产妇的影响。方法选择拟行剖宫产且有椎管内麻醉禁忌的足月单胎初产孕妇50例,实行双管喉罩吸入七氟醚麻醉(S组),同时
责任意识教育作为德育的重要内容之一,是凸显德育实效的重要方面。选择并实践“课堂感知、活动内化、榜样表率、体验践行”的小学生责任意识培养路径,将有效补齐当前小学生责