酶改性大豆分离蛋白抑菌膜的制备及性能研究

作     者：杜会云 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵寿经

授予年度：2011年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：酶改性 大豆分离蛋白 机械性能 抑菌性能 可食膜 

摘      要：制备可食膜时大豆分离蛋白是较常用的天然高分子物质。然而,大豆分离蛋白分子较大、结构复杂、机械性能对环境较敏感、容易滋生细菌与霉菌、保质期较短等缺点限制了其广泛应用。通过酶改性大豆蛋白质,增加其分子内或分子间交联,可改善蛋白膜性能。将天然抑菌剂添加到大豆分离蛋白膜中,既不影响食用,又可有效抑制微生物在食品和膜表面的生长和繁殖,或直接将其杀死,可达到抑制微生物、延长食品货架期的目的。 本文以大豆分离蛋白为成膜基材,通过酶改性大豆分离蛋白和添加天然抑菌剂,研究酶改性大豆分离蛋白抑菌膜的制备工艺和性能,研制具有优良机械性能和抑菌效果的复合膜,研究的主要工作和结果如下: (1)用木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和胰蛋白酶改性大豆分离蛋白,研究了酶改性对膜厚度、抗拉强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数等性能的影响。研究表明随着酶浓度的增大,改性膜的厚度先增加后减小;木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶改性膜的抗拉强度随着酶浓度的增大逐渐增大,而胰蛋白酶改性膜先增大后减小;断裂伸长率随着酶浓度的增大逐渐降低;透光率随着酶浓度的增大先增大后减小;蛋白酶浓度为5.0U/g时,膜的水蒸气透过量均为最小值,胰蛋白酶改性膜具有较低的水蒸气透过系数;显微观察可得酶改性膜表面出现条状突起,膜表面更均匀致密,胰蛋白酶改性膜尤为明显。 (2)采用抑菌圈法研究壳聚糖、溶菌酶和牛至油的抑菌性能。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,用双倍稀释法测得壳聚糖、溶菌酶和牛至油的最小抑菌浓度。同浓度的壳聚糖对金黄色葡萄球菌形成的抑菌圈直径略大于大肠杆菌。溶菌酶和牛至油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果随浓度增加逐渐增强。同一浓度的溶菌酶和牛至油对金黄色葡萄球菌形成的抑菌圈直径大于大肠杆菌。 (3)研究添加壳聚糖、溶菌酶和牛至油的大豆分离蛋白膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能。添加壳聚糖、溶菌酶和牛至油的大豆分离蛋白膜对细菌均有抑制作用,且随着膜液中添加量的增加,抑菌能力增强。抑菌效果相比较,对大肠杆菌的抑制效果:牛至油壳聚糖溶菌酶;对金黄色葡萄球菌的抑制效果:牛至油壳聚糖溶菌酶。 (4)研究添加壳聚糖、溶菌酶和牛至油的大豆分离蛋白膜对酵母菌和黑曲霉的抑菌性能。添加壳聚糖、溶菌酶和牛至油的大豆分离蛋白膜对酵母菌和黑曲霉均有抑制作用,随着膜液中添加量的增加抑菌能力增强。抑菌效果相比较,对酵母菌的抑制效果:壳聚糖牛至油溶菌酶;对黑曲霉的抑制效果:牛至油壳聚糖溶菌酶。 (5)通过单因素试验,确定制备膜的工艺条件,即大豆分离蛋白适宜浓度为4%、甘油适宜浓度为1%、胰蛋白酶适宜浓度为4U/g、牛至油适宜浓度为0.4%、最佳干燥温度为55℃。 (6)进行正交试验,得到以抗拉强度和断裂伸长率为指标的最优工艺条件。对抗拉强度,最优工艺条件为:大豆分离蛋白浓度为4%、甘油浓度为1%、胰蛋白酶浓度为5U/g、牛至油浓度为0.4%、干燥温度为55℃。对断裂伸长率,最佳工艺条件为:大豆分离蛋白浓度为4%、甘油浓度为1%、胰蛋白酶浓度为4U/g、牛至油浓度为0.4%、干燥温度为55℃。