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鱼皮明胶蛋白在淡水鱼糜制品中的应用研究

鱼皮明胶蛋白在淡水鱼糜制品中的应用研究

作者：黄玉平集美大学

学位级别：硕士

我国淡水鱼资源丰富，已经成为替代海水鱼生产鱼糜制品的主要原料。但是淡水鱼采肉率低，凝胶性能差，抑制了利用淡水鱼生产鱼糜制品的发展。虽然近年来研究发现利用亲水胶体、淀粉等外源添加剂可以提高淡水鱼糜凝胶形成能，但是鱼糜制... 详细信息

我国淡水鱼资源丰富，已经成为替代海水鱼生产鱼糜制品的主要原料。但是淡水鱼采肉率低，凝胶性能差，抑制了利用淡水鱼生产鱼糜制品的发展。虽然近年来研究发现利用亲水胶体、淀粉等外源添加剂可以提高淡水鱼糜凝胶形成能，但是鱼糜制品中的蛋白含量却下降，降低了产品的营养价值，违背了消费者的购买本意。另一方面，也有报道表明鱼皮明胶蛋白具备有一定的凝胶形成能。因此，为了达到高效利用淡水鱼资源，本研究利用鱼皮提取明胶蛋白，深入探讨了添加鱼皮明胶蛋白对淡水鱼糜凝胶形成能的影响。在本研究中，利用热水浸提以及酶解等方法从酸碱处理好的罗非鱼鱼皮中提取明胶，并对其进行了蛋白含量、脂肪含量、灰分、氨基酸组成、分子量分布以及凝胶形成能等性质的分析;以鱼糜制品的凝胶强度、质构分析（TPA）、持水性能等作为考察指标测定了鱼皮明胶蛋白的添加量以及不同分子量的明胶蛋白对鲢鱼鱼糜凝胶形成能的影响;并通过对鱼糜凝胶中蛋白的SDS-PAGE分析、化学结合力测定以及利用石蜡组织切片法观察鱼糜凝胶微观组织结构等技术手段探讨了鱼皮明胶蛋白对淡水鱼糜凝胶形成能的影响机理。首先利用罗非鱼鱼皮提取明胶蛋白并对其性质进行分析，发现鱼皮明胶中必需氨基酸和鲜味氨基酸分别占总氨基酸含量的18.1%和56.8%，表明鱼皮明胶具有一定的营养价值。接着考察了鱼皮明胶蛋白添加量对淡水鱼糜凝胶形成性能的影响，结果表明伴随着添加鱼皮明胶蛋白添加量的增加，鱼糜凝胶形成能可以得到提高。当添加的明胶蛋白含量为鱼糜蛋白含量10%时，其破断强度和TPA硬度分别都可以提高20%和31%，同时也提高了鱼糜凝胶的保水性。而且，根据鱼糜凝胶在各种蛋白质变性剂中的溶解性和溶解组分的SDS-PAGE分析结果，显示了在鱼糜凝胶中鱼皮明胶蛋白主要是通过离子键与鱼糜蛋白进行结合，进而提高鱼糜凝胶形成能。接着探讨了不同分子量的鱼皮明胶蛋白对淡水鱼糜制品品质的影响。结果发现，高分子明胶蛋白可以使鱼糜制品的破断强度、TPA硬度和保水性明显提高，而小分子明胶蛋白不会改变鱼糜制品的物理性质。根据在蛋白变性剂中溶解的鱼糜凝胶蛋白的SDS-PAGE图谱和鱼糜凝胶石蜡组织切片的结果，发现高分子明胶蛋白不易干扰鱼糜中肌球蛋白重链（MHC）和肌动蛋白（Actin）之间的交联，而小分子明胶蛋白容易填充到鱼糜凝胶的网络结构中，阻碍MHC和Actin相互之间的作用。根据以上研究结果，发现高分子鱼皮明胶蛋白具有一定的凝胶形成能，在鱼糜制品中与水溶性蛋白通过离子键结合，进而提高凝胶强度，但会干扰鱼糜凝胶网络结构的致密性;而小分子明胶蛋白不会影响鱼糜制品的凝胶强度，却会促进鱼糜凝胶致密的网络结构的形成。因此，结果表明利用鱼皮提取的明胶蛋白可以作为淡水鱼糜制品品质改良剂的原料，满足消费者对高品质鱼糜制品的需求。

关键词：淡水鱼糜鱼皮明胶添加量分子量凝胶形成能

鱼皮明胶的壳聚糖与酶法复合改性及其膜性能研究

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鱼皮明胶的壳聚糖与酶法复合改性及其膜性能研究

作者：葛晓军中国海洋大学

学位级别：硕士

当前,随着人们环保意识的日益增强,传统的塑料包装膜已不能满足人们在食品包装方面的要求。鱼皮明胶为鱼类加工副产物鱼皮的主要成分,资源丰富,价格低廉,是环境友好型材料之一。近年来,利用可生物降解的鱼皮明胶来制备可食性包装膜越来... 详细信息

当前,随着人们环保意识的日益增强,传统的塑料包装膜已不能满足人们在食品包装方面的要求。鱼皮明胶为鱼类加工副产物鱼皮的主要成分,资源丰富,价格低廉,是环境友好型材料之一。近年来,利用可生物降解的鱼皮明胶来制备可食性包装膜越来越受到人们的关注,成为世界各国研究的热点。本文以鱼皮明胶为成膜材料,通过不同脱乙酰度与不同分子量壳聚糖的分子改性与谷氨酰胺转移酶(TGase)的酶促增效,改善鱼皮明胶膜的机械强度与阻水性能,制备可食性复合包装膜。主要研究内容包括以下几部分: (1)鱼皮明胶的基本特性。本研究所用原料为狭鳕鱼皮明胶,其特征氨基酸(脯氨酸和羟脯氨酸)含量明显低于哺乳动物明胶,仅为氨基酸总量的18.4%,符合冷水鱼皮明胶的特点。SDS-PAGE分析表明,狭鳕鱼皮明胶来源于Ⅰ型胶原,红外光谱分析表明,所用鱼皮明胶符合明胶的典型图谱,其酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ的吸收谱带分别在1658 cm、1544cm和1234 cm处。 (2)鱼皮明胶成膜液及其改性。鱼皮明胶成膜液经TGase与壳聚糖单独与复合改性后,其凝胶强度与流变学特性均得到显著改善。鱼皮明胶经2%的TGase改性后,其凝胶强度达到了227g,比对照提高了127%。鱼皮明胶经壳聚糖改性后,其凝胶强度随壳聚糖脱乙酰度的减少而增强,而与壳聚糖的分子量无明显相关性。但鱼皮明胶的流变学特性均随着壳聚糖脱乙酰度和分子量的增加而增大。壳聚糖与TGase复合改性后,鱼皮明胶的凝胶强度达到了182g左右,比对照提高了82.0%。在25℃条件下,鱼皮明胶经2%壳聚糖(脱乙酰度93.6%、分子量550kDa)与2%TGase复合改性后,其弹性模量G’、G’’分别比对照增加了20.2倍和7.40倍,流变学性能明显改善。 (3)鱼皮明胶复合膜的性能。经TGase改性、壳聚糖改性及TGase与壳聚糖复合改性后,鱼皮明胶膜的力学性能、水蒸气透过性显著改善。综合比较,壳聚糖(脱乙酰度93.6%、分子量550kDa)与TGase复合改性效果最好,与单一明胶膜相比,复合改性膜的热变性温度提高了32.1℃,水蒸气透过性降低了33.3%,拉伸强度、断裂伸长率达到了51.69MPa和38.35%,比对照提高了2.78倍和2.09倍,达到了GB10457-2009食品塑料自粘保鲜膜的标准水平。 (4)鱼皮明胶复合膜的结构表征。鱼皮明胶复合膜的红外光谱图显示,由于TGase和壳聚糖的加入,明胶的酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、酰胺Ⅲ均向低波数发生了移动,且壳聚糖的氨基变形振动消失,表明TGase催化明胶分子发生了交联反应,形成了新的晶体结构,壳聚糖与明胶之间不是简单的叠加,而是发生了较强的相互作用,形成了很强的氢键。扫描电镜结果表明,复合改性膜的微观结构排列紧密,横断面没有孔洞与裂缝现象,表明改性复合膜为均相体系,鱼皮明胶、壳聚糖、TGase三者之间形成了复杂的共聚物。 (5)鱼皮明胶复合膜的应用。将鱼皮明胶复合成膜液应用于南美白对虾的涂膜保鲜,结果表明,鱼皮明胶复合膜可有效抑制对虾细菌生长,减缓挥发性盐基氮上升,延长对虾保鲜期。经涂膜保鲜的对虾,在冷藏6天后,其菌落总数和挥发性盐基氮分别比对照低32.1%和48.9%,保鲜期比对照延长了3天,且具有良好的感官评分。

关键词：鱼皮明胶壳聚糖 TGase 改性可食性膜

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鱼皮明胶纳米纤维膜的研究

鱼皮明胶纳米纤维膜的研究

作者：安可婧江南大学

学位级别：硕士

本课题从斑点叉尾鮰鱼皮中提取出天然明胶通过静电纺丝技术制得鱼皮明胶纳米纤维,并将鱼皮明胶与左旋聚乳酸（PLLA）混合制备出鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜,经过结构以及生物性能的测试分析,认为此复合纳米纤维膜有助于细胞的粘附生长... 详细信息

本课题从斑点叉尾鮰鱼皮中提取出天然明胶通过静电纺丝技术制得鱼皮明胶纳米纤维,并将鱼皮明胶与左旋聚乳酸（PLLA）混合制备出鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜,经过结构以及生物性能的测试分析,认为此复合纳米纤维膜有助于细胞的粘附生长、增殖,有望成为理想的引导组织再生的组织工程支架。首先,本课题通过对鱼皮明胶电纺液中溶剂质量分数、溶液质量分数以及电压、极距等静电纺丝工艺参数的研究,系统地探讨了静电纺丝技术应用于组织工程支架制备的工艺优化原理。用扫描电镜（SEM）观察纳米纤维的形貌,计算纤维直径并分析纤维直径分布情况,探讨工艺参数对纤维形貌和直径影响的规律和原因,确定较优的鱼皮明胶静电纺丝工艺参数。结果显示,甲酸浓度在70%-85%,鱼皮明胶浓度在12%-23%,电压在13-24kV,极距在8-16cm范围内均能得到纤维形貌良好,直径分布均匀的鱼皮明胶纳米纤维。其次,制备以1:1、1:3、3:1（v/v）不同比例复合的鱼皮明胶/L-聚乳酸（PLLA）复合纳米纤维膜,SEM观察不同比例条件下的复合纳米纤维的形貌,并通过红外光谱（IR）分析复合纳米纤维中鱼皮明胶和PLLA间的相互作用。结果表明,鱼皮明胶和PLLA间有微弱氢键形成,有助于提高复合纤维膜的稳定性,同时节省了明胶中细胞可识别的信号因子。再次,对鱼皮明胶纳米纤维交联膜、鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜进行力学性能、降解性能、孔径大小和孔隙率的分析,为细胞实验奠定基础。结果显示,鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜具有良好的力学性能、降解性能和适宜的孔隙率和孔径大小,能够满足组织工程支架的结构要求。最后,对鱼皮明胶纳米纤维交联膜、鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜以及普通膜进行生物性能的比较。在不同材料上种植小鼠成纤维细胞L929,通过四唑盐（MTT）比色法细胞实验测定细胞在不同材料上的粘附、生长、增殖情况;通过SEM观察细胞的生长、分化形态,为复合纳米纤维膜可作为医用材料奠定基础。结果显示成纤维细胞培养实验表明鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜比鱼皮明胶纳米纤维交联膜、普通膜具有更好地支持细胞生长的能力,细胞可进入纤维堆积松散的孔隙中生长,并沿着纤维的方向伸长、增殖。本研究首次制备出鱼皮明胶/PLLA复合纳米纤维膜,并证明其具有极好地作为引导组织再生的细胞支架的应用前景,为医学领域发明出一种新的医用材料。

关键词：静电纺丝鱼皮明胶组织工程支架左旋聚乳酸(PLLA)

可食性狭鳕鱼皮明胶-壳聚糖复合膜的制备与性质

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水产学报 2009年第4期33卷 685-691页

作者：陈丽李八方赵雪张朝辉任国艳庄永亮闫鸣艳中国海洋大学食品科学与工程学院

研究了狭鳕鱼皮明胶可食性膜的性质,采用壳聚糖以不同比例与狭鳕鱼皮明胶共混,以改善狭鳕鱼皮明胶膜的性能。结果表明,狭鳕鱼皮明胶具有很好的成膜性,但其力学性能和热稳定性较低。壳聚糖与鱼皮明胶混合后相容性较好,复合膜的透光率达88... 详细信息

研究了狭鳕鱼皮明胶可食性膜的性质,采用壳聚糖以不同比例与狭鳕鱼皮明胶共混,以改善狭鳕鱼皮明胶膜的性能。结果表明,狭鳕鱼皮明胶具有很好的成膜性,但其力学性能和热稳定性较低。壳聚糖与鱼皮明胶混合后相容性较好,复合膜的透光率达88%以上。鱼皮明胶中分别加入80%壳聚糖和60%壳聚糖后,膜的抗拉强度和伸长率提高82.5%和330%,热变性温度提高10℃。壳聚糖使鱼皮明胶膜水溶性和水蒸气透过系数急剧降低,但吸湿性略有升高。红外光谱、X射线衍射和扫描电镜分析表明,狭鳕鱼皮明胶与壳聚糖并不是简单的混合,而是通过化学结合生成了新的大分子化合物,可以制备稳定的复合膜。

关键词：鱼皮明胶壳聚糖复合膜相容性

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基于串联质谱的鱼皮明胶鉴别研究

中国生物工程杂志 2009年第6期29卷 101-107页

作者：王前张贵锋刘涛刘永东马润宇苏志国北京化工大学生命科学与技术学院北京100029 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

在胶原蛋白序列比对基础上,以虹鳟鱼明胶、猪明胶和牛明胶为模型,利用高效液相色谱-串联质谱技术(HPLC-MS/MS)研究了3种明胶降解多肽组成的差异。使用胰蛋白酶将鱼皮明胶进行了酶解处理,使用HPLC-MS/MS对酶解产物中的多肽组成进行了分析... 详细信息

在胶原蛋白序列比对基础上,以虹鳟鱼明胶、猪明胶和牛明胶为模型,利用高效液相色谱-串联质谱技术(HPLC-MS/MS)研究了3种明胶降解多肽组成的差异。使用胰蛋白酶将鱼皮明胶进行了酶解处理,使用HPLC-MS/MS对酶解产物中的多肽组成进行了分析,并与猪和牛明胶酶解产物中的多肽进行了比较。结果表明鱼明胶酶解产物中存在特征多肽,通过特征多肽的种类可区别鱼明胶与猪和牛明胶,研究了明胶多肽中脯氨酸羟基化修饰、明胶分子量范围和脱酰胺化对特征多肽识别的影响。研究表明利用HPLC-MS/MS技术通过识别明胶酶解产物中的特征多肽进行鱼皮明胶鉴别具有可行性。

关键词：鱼皮明胶鉴别酶解特征多肽高效液相色谱-串联质谱技术

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鱼皮明胶/羧甲基壳聚糖复合膜的研究与应用

鱼皮明胶/羧甲基壳聚糖复合膜的研究与应用

作者：郑彦钊河南工业大学

学位级别：硕士

为解决传统石油基塑料制品带来的不可再生资源枯竭和环境污染问题,开发绿色可降解的复合膜包装已经成为研究热点和发展方向。来源水产副产物的鱼皮明胶(Fish Gelatin,FG),可以满足宗教文化人群的使用需求。羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl C... 详细信息

为解决传统石油基塑料制品带来的不可再生资源枯竭和环境污染问题,开发绿色可降解的复合膜包装已经成为研究热点和发展方向。来源水产副产物的鱼皮明胶(Fish Gelatin,FG),可以满足宗教文化人群的使用需求。羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl Chitosan,CMCS)作为同样来源于水产副产物中提取的壳聚糖的水溶性衍生物,其溶解度的改善扩大了应用范围。在谷氨酰胺转氨酶(Transglutaminase,TGase)的作用下,羧甲基壳聚糖作为酰基受体可与蛋白质间发生交联作用,更好地改善鱼皮明胶基复合膜性能。本论文以鱼皮明胶和羧甲基壳聚糖为原料,采用流延法制备复合膜,并利用TGase交联作用改善了复合膜的阻隔性和机械性能,随后对复合膜的热封特性和储藏稳定性进行研究,丰富了水产品副产物在包装材料领域的应用。主要研究如下:(1)采用流延法制备鱼皮明胶/羧甲基壳聚糖复合膜。以成膜液浓度、鱼皮明胶与羧甲基壳聚糖质量比、p H、增塑剂比、增塑剂浓度、加热温度和加热时间为主要因素,以拉伸强度和断裂伸长率为优化指标,设计正交试验得到复合膜的最佳制备工艺条件。结果显示:在成膜液浓度5%,鱼皮明胶与羧甲基壳聚糖质量比8:2,p H7.9,增塑剂比1:1,增塑剂浓度40%,加热温度60℃,加热时间80 min的条件下,鱼皮明胶/羧甲基壳聚糖复合膜具有最佳的拉伸强度和断裂伸长率,分别可达到22.83±0.80 MPa和138.36%±1.53%。(2)对鱼皮明胶/羧甲基壳聚糖复合膜成膜基质间相互作用及复合膜的物化特性、热学特性等进行研究。流变学特性表明复合膜成膜液为非牛顿流体,复合膜的透光率均在86.00%以上,且羧甲基壳聚糖的加入,增强了复合膜抵抗紫外线的能力。红外光谱分析发现鱼皮明胶与羧甲基壳聚糖之间有较强的氢键相互作用,二者之间具有良好的相容性。随着羧甲基壳聚糖的增加,复合膜的结晶度降低,水接触角呈现先增加后减小的趋势。与纯鱼皮明胶薄膜相比,FG8/CMCS2复合膜的水蒸气透过率降低至0.8069±0.055 g·mm/m·h·k Pa,且热重分析表明复合膜的热稳定性提高。(3)通过控制TGase的添加量,得到不同酶活力(5 U/g、10 U/g、15 U/g)的成膜液,并制备复合膜,进而探究TGase对复合膜的交联改性作用。结果显示:随TGase的添加,复合膜成膜液的平均粒径从359.96 nm升高至1161.02 nm。成膜液游离氨基含量下降,接枝度增加,成膜液黏度显著提高,TGase诱导鱼皮明胶与羧甲基壳聚糖之间发生交联生成大分子物质。TGase交联改性的复合膜拉伸强度提高至27.32±1.21 MPa,但断裂伸长率有所降低。在TGase作用下,复合膜的疏水性显著提高,TG10-FG/CMCS水接触角升高至84.6°,水蒸气阻隔能力提高了22.84%。红外光谱分析和热重分析结果表明,TGase促进了鱼皮明胶与羧甲基壳聚糖间的交联相互作用,形成的较高分子量聚集体提高了复合膜的热稳定性。(4)对TGase交联改性后的鱼皮明胶/羧甲基壳聚糖复合膜进行热封包装和储藏稳定性研究。通过响应面设计试验,得到的最佳热封工艺条件为热封电压24 V、真空时间4.6 s、热封时间3.2 s、冷却时间2.9 s,复合膜热封强度为12.11±0.43 N/15mm。跌落试验、耐压试验表明复合膜具有较好的包装效果。随着储藏时间的延长,在不同储藏温度(25℃、4℃)、储藏湿度(RH43%、RH65%)下,对复合膜的机械性能变化,以及包装内容物品质变化进行研究。结果显示:复合膜的机械性能主要受环境湿度的影响较大,在储藏期60天内包装效果良好,适用于在湿度较低、室温或低于室温的环境条件中使用。

关键词：鱼皮明胶羧甲基壳聚糖谷氨酰胺转氨酶复合膜热封及储藏特性

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鱼皮明胶真空浸渍保鲜罗非鱼片的研究

鱼皮明胶真空浸渍保鲜罗非鱼片的研究

作者：王书展河南工业大学

学位级别：硕士

罗非鱼易食用、易养殖、易加工形成产业,而且我国罗非鱼的养殖量、加工量和出口量逐年增长。鱼片是罗非鱼加工的主要形态,而在加工、贮藏、运输过程中鱼片一般处于低温贮藏状态。糖原分解、蛋白质变性、脂肪氧化酸败等变化仍然发生在低... 详细信息

罗非鱼易食用、易养殖、易加工形成产业,而且我国罗非鱼的养殖量、加工量和出口量逐年增长。鱼片是罗非鱼加工的主要形态,而在加工、贮藏、运输过程中鱼片一般处于低温贮藏状态。糖原分解、蛋白质变性、脂肪氧化酸败等变化仍然发生在低温贮藏过程中。因此,如何延长鱼片的货架期成为了人们研究的热点;同时,借助真空浸渍技术可以使鱼皮明胶更快更均匀的渗入到鱼片内部,使其保鲜效果更好。而鱼皮明胶来自于鱼本身,属于绿色、安全的保鲜材料。本论文采用凝胶冻力为180的鱼皮明胶和10 g甘油,配制成3组明胶浓度分别为0,3%,5%的溶液,然后分别对罗非鱼鱼片进行真空浸渍处理(真空度为0.02 MPa时浸渍10 min,然后在常压下浸渍20 min),通过对鱼片冷/冻藏期间物理性质(得率、汁液流失率、质构特性和感官品质)、微生物和生化性质(微生物含量、α-葡萄糖苷酶、pH、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)、过氧化值(POV)和脂肪酸组分)和蛋白质的结构变化及降解规律的研究,了解明胶真空浸渍对鱼片贮藏期间的保鲜效果。首先研究了鱼皮明胶对鱼片得率的影响,结果显示:鱼皮明胶溶液可以显著提高罗非鱼鱼片的得率,3%明胶真空浸渍后鱼片的得率为101.8%;然后研究鱼皮明胶真空浸渍对鱼片冷/冻藏期间物理性质的影响时发现:冷藏结束时对照组、3%明胶组和5%明胶组的汁液损失率分别是4.4%、2.4%和3.0%,而冻藏结束时对照组、3%明胶组和5%明胶组的汁液损失率分别是6.6%、4.1%和5.3%,3%明胶处理组鱼片的汁液损失率、质构变化明显比其它两组小,而3个处理组的感官品质没有显著性差异。在研究鱼皮明胶真空浸渍对鱼片冷/冻藏期间微生物和生化性质的影响时发现:冷藏结束时对照组、3%明胶组和5%明胶组的需氧嗜冷菌的含量分别是5.8%、6.1%和6.0%,各个处理组之间没有显著性差异;而冻藏结束时对照组、3%明胶组和5%明胶组的汁液损失率分别是7.5%、6.1%和7.1%,3%明胶组鱼片的需氧嗜冷菌的含量明显比其它两组低,且处于可接受水平(明胶真空浸渍处理后鱼片的α-葡萄糖苷酶、pH、POV、TBARS和脂肪酸组分的含量变化最小。明胶真空浸渍能够抑制低温贮藏期间鱼片的物理特性和生化性质的变化,归因于两个方面,一方面是明胶溶液真空浸渍后填充在鱼体细胞间隙内,减少了低温对鱼体的伤害;另一方面是鱼体表面形成的鱼皮明胶膜抑制了氧气与需氧微生物的接触,抑制了微生物的生长繁殖。从蛋白质变性及降解角度出发,进一步研究明胶真空浸渍对罗非鱼鱼片在低温贮藏过程中肌肉蛋白质结构变化、降解规律及亚基含量变化的影响。通过傅里叶转换红外光谱(FTIR)和聚丙稀铣胺凝胶电泳(SDS-PAGE)研究发现鱼皮明胶处理组的肌浆蛋白和肌原纤维蛋白不仅二级结构变化较小,而且在贮藏期间的降解程度较小。蛋白质是鱼肉的重要组成部分,蛋白质的变性直接影响着鱼体汁液流失率、质构、感官品质的变化。而蛋白质的降解与微生物的生长繁殖和酶活密切相关。

关键词：罗非鱼鱼片鱼皮明胶真空浸渍冷藏冻藏

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鱼皮明胶及其复配薄膜的研究与应用

鱼皮明胶及其复配薄膜的研究与应用

作者：区兑鹏浙江海洋大学

学位级别：硕士

中国是世界上主要的渔业生产国之一,渔业资源丰富,2020年渔业经济总产值27543亿元,水产品总量6549万吨。捕捞的水产品中35.00%被丢弃,商业海产食品加工每年产生大量不可食用的副产品/废弃物,其中又有一些渔获因体型小或无经济价值直接... 详细信息

中国是世界上主要的渔业生产国之一,渔业资源丰富,2020年渔业经济总产值27543亿元,水产品总量6549万吨。捕捞的水产品中35.00%被丢弃,商业海产食品加工每年产生大量不可食用的副产品/废弃物,其中又有一些渔获因体型小或无经济价值直接丢弃。利用海产食品副产品/废弃物开发高价值材料,不仅使未开发的海产食品资源得到可持续地利用,而且最大限度地减少环境危害。鱼皮含有丰富的胶原蛋白,是制取优质明胶不可多得的廉价原料。本研究以鮟鱇鱼（Lophiiformes）、鱿鱼（Squid）、马面鲀（Thamnaconus septentrionalis）的主要废弃物——鱼皮为原料,利用酶解的方法提取明胶,测定分析明胶性质,筛选出合适的明胶与聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol,PVA）复配,制成薄膜应用于小黄鱼保鲜上,并进行保鲜效果评价。主要研究内容如下。1对3种鱼皮明胶进行了提取工艺优化的研究。鮟鱇鱼皮明胶提取最优工艺,酶添加量0.60%、酶解时间2h,酶解温度40℃、提胶时间1h、提胶温度75℃,明胶得率为:24.60%;鱿鱼皮明胶提取最优工艺,酶添加量0.60%、酶解时间2 h,酶解温度40℃、提胶时间1h、提胶温度75℃,明胶得率为:20.81%;马面鲀鱼皮明胶提取最优工艺,酶添加量0.60%、酶解时间1 h,酶解温度30℃、提胶时间2 h、提胶温度65℃,明胶得率为:11.23%。温度对这3种海洋鱼类鱼皮明胶提取率影响最大,不同因素对3种鱼皮明胶得率的影响,并非单纯的线性关系。2对明胶进行了蛋白质含量及纯度、微量元素、起泡性、乳化性、氨基酸成分、紫外光谱、红外光谱、X-射线衍射的研究。使用最优工艺参数制出的明胶进行性质测定。鮟鱇鱼、鱿鱼、马面鲀鱼皮明胶的蛋白纯度分别为:81.00%、73.22%、66.88%。3种鱼皮锌含量较高,其中鮟鱇鱼皮明胶锌含量:213.77 mk/kg、鱿鱼皮明胶锌含量:243.94mk/kg。随着明胶浓度不断上升,3种鱼皮明胶的起泡性、起泡稳定性以及乳化性随之增加,但乳化稳定性随着浓度的增加而下降。鮟鱇鱼、鱿鱼、马面鲀鱼皮明胶中甘氨酸含量分别为:13.95 g/100g、10.93 g/100g、10.79 g/100g。3种鱼皮明胶均存在少量的三螺旋结构,但主要以单链结构为主。3对使用鮟鱇鱼皮所制得的明胶,与PVA混合并添加0.10%没食子酸制成的复配薄膜,进行了厚度（Thickness）、透光率（Transmittance）、水蒸气透过率（Water Vapor Transmission Rate）、含水量（Water Content,WC）、水溶性（Water Soluble,WS）、溶胀度（Swelling Degree,SD）、拉伸性能（Tensile properties）、电镜、抗氧化性的研究。薄膜厚度随着明胶添加比例的上升而增加,明胶浓度与复配薄膜的透光率以及水蒸气透过率近似成反比的关系;高浓度的明胶能减少水蒸气透过率,但薄膜的透光率在不断降低。随着明胶浓度的增加,复配薄膜的水含量、水溶性均出现增长趋势,溶胀度则呈现下降的趋势。明胶添加浓度为30%时,复配膜的拉伸强度为50.87 MPa,达到日常塑料所接受的拉伸性能。通过SEM电镜扫描图片,10%明胶-PVA复配薄膜表面存在一部分不平整的地方,以及一些微小的孔洞;20%-30%明胶-PVA复配薄膜在电镜下表面光滑、无气孔和断裂,表面结构致密。通过明胶与PVA的混合,使得PVA物理性能得到了很大的改善,满足日常使用的需求。相较于纯PVA薄膜,30%明胶-PVA复配薄膜的成膜液自由基清除能力、总抗氧化能力和总氧自由基清除能力分别提高68.19%、1.50%和2.57%。表明使用明胶、没食子酸与PVA混合成膜,可以使得该复配薄膜的有效活性成分得以保持,并具有一定的抗氧化能力。4对明胶-PVA复配薄膜在小黄鱼保鲜上进行了应用研究。使用保鲜膜作为对照组,以硫代巴比妥酸值（Thiobarbituric Acid,TBA）、挥发性盐基氮值（Total Volatile Base Nitrogen,TVB-N）、菌落总数（Colonies Number）、pH 值、K 值、游离脂肪酸值（Free Fatty Acid,FFA）、质构（硬度、粘度、弹性、胶着性、咀嚼性、内聚性）为指标,研究明胶-PVA薄膜对小黄鱼保鲜效果的影响,其中K值最为明显,在贮藏期的第11天使用保鲜膜和空白处理的小黄鱼K值分别达到了 49.64%和42.28%,而使用20%和30%明胶-PVA薄膜处理的样本K值维持在18.00%;贮藏期的第15天,与使用保鲜薄膜处理的样本相比,使用20%和30%明胶-PVA薄膜处理的样本游离脂肪酸含量减少3.30%。综合各项指标数据,选择2

关键词：鱼皮明胶明胶性质明胶-聚乙烯醇薄膜食品保鲜

鱼皮明胶—海藻酸钠复合膜的制备、性质和应用研究

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鱼皮明胶—海藻酸钠复合膜的制备、性质和应用研究

作者：刘全娇合肥工业大学

学位级别：硕士

鱼皮明胶是胶原的部分水解产物,价格低廉,来源丰富,具有良好的成膜性能,因此越来越多的研究者将目光转向可食性鱼皮明胶膜的开发。可食包装膜是指以天然大分子物质为原料,通过不同聚合物间的相互作用而形成的薄膜,它能够自然降解因而不... 详细信息

鱼皮明胶是胶原的部分水解产物,价格低廉,来源丰富,具有良好的成膜性能,因此越来越多的研究者将目光转向可食性鱼皮明胶膜的开发。可食包装膜是指以天然大分子物质为原料,通过不同聚合物间的相互作用而形成的薄膜,它能够自然降解因而不会造成环境污染。本文以罗非鱼皮明胶和海藻酸钠为主要原料,配以交联剂、增塑剂、疏水剂等物质制备鱼皮明胶-海藻酸钠复合膜。本论文主要研究结果如下:以罗非鱼皮为原料,分别用盐酸、氢氧化钠和胃蛋白处理得到三种明胶,其蛋白质含量均在87%以上,酸法、碱法和胃酶法明胶的凝胶强度分别为325.38g、287.26g和170.87g,凝固点分别为15.05℃,15.96℃和16.83℃,熔点分别为25.17℃,26.24℃和27.23℃,热变性温度分别为109.88℃、81.60℃、76.36℃,SDS-凝胶电泳显示这三种明胶都含有β,α1,α2带,其中酸法和碱法明胶保持了较完整的条带,氨基酸分析表明,鱼皮明胶中甘氨酸为主要氨基酸,亚氨基酸含量较高。紫外光谱显示三种明胶的最大吸收峰均在218nm,三种明胶红外光谱都有酰胺A、酰胺B、酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、酰胺Ⅲ的对应吸收峰,吸收波数因处理方式不同出现不同程度的偏移差异。以酸法明胶及海藻酸钠为制膜主要材料,制备了一系列不同配比的明胶–海藻酸钠复合膜,并研究它的结构和性能,如傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析、热稳定性分析等,结果表明两种成膜基质之间具有良好的相容性。随着海藻酸钠的增加,膜的拉伸强度和断裂伸长率出现一个最大值。综合各项性能,发现复合膜中明胶和海藻酸钠配比为60︰40时,复合膜的性能较好。为了改善明胶–海藻酸钠复合膜的力学性质及阻隔性,分别用亲水性改性剂和疏水性改性剂进行改性,用甘油、PEG 400作为亲水性改性剂,研究了不同增塑剂对明胶–海藻酸钠复合膜的力学性质、吸湿性、水溶性、热稳定性和结晶性等性能的影响,综合各项性能,认为明胶–海藻酸钠复合膜能够采用甘油作增塑基质,其含量为6%。用硬脂酸作为疏水改性剂,优化了明胶-海藻酸钠-硬脂酸复合膜的成膜工艺,硬脂酸的加入改善了复合膜的阻水性能。优化的最佳工艺条件为海藻酸钠添加量2.23%,甘油添加量4.36%,硬脂酸添加量1.37%,得到复合膜的抗拉强度为7.34Mpa,水蒸气透过性为***-1。利用复合膜对鲜肉进行涂膜处理。实验结果表明,与空白组相比,抑菌剂组(双乙酸钠)和涂膜组效果相近,能较好的延长肉类保藏期,抑菌膜组效果最明显,与空白组对照,鲜肉保藏期延长了一倍。

关键词：鱼皮明胶海藻酸钠复合膜性能结构