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大豆分离蛋白基可食薄膜

发布日期:2015-05-24 10:58:17
大豆分离蛋白
大豆分离蛋白较高的营养价值和生理作用,以其作为基材的膜具有良好的阻气性、一定的阻湿性和机械强度。李 红[4]利用谷氨酰胺转胺酶对大豆分离蛋白进行交联作用,所成的膜透油率很低,适用于含油较高的食 品。郭乾初[5]等研究了阿魏酸在大豆分离蛋白膜中的应用,添加适量的阿魏酸可增加蛋白分子间的交 联,从而增加膜的机械强度和阻气性。欧仕益[6]等研究了大豆分离蛋白成膜后营养特性的变化,其消 化率和赖氨酸有效性随成膜液pH的升高而下降,并因交联剂(如单宁、阿魏酸和过氧化氢)的添加而降 低。编辑以大豆分离蛋白作为可食薄膜的基材,研究了一种能迅速溶于热水的可食薄膜用以替代塑料 膜,作为豆粉、调料粉等粉料的内包装[7]。食用时无需撕开,可以同内包装物一起食用,安全卫生,能有 效地解决废弃物的污染问题。
1材料与方法
1!试验原料
大豆分离蛋白:黑龙江省哈尔滨高科技大豆食品有限责任企业。明胶:化学纯,上海化学试剂采购 供应站分装厂。海藻酸钠:化学纯,上海化学试剂站分装厂。澳门威利斯人88038:上海三浦化工有限企业。 甲基纤维素:中国医药(集团)上海化学试剂企业。琼脂:海南省琼海市长坡琼脂二厂。甘油:分析纯,长 春市化学试剂厂。
1.2膜制备工艺
膜的制备工艺路线如下:
原料混合!溶解!热处理!加入增塑剂及交联剂!保温!均质!脱气!成膜!干燥!成品 工艺条件为:热处理温度为80 C,持续15 min;保温温度为65 C,持续15 min;均质速度为1200 r/min,持续2 min;脱气米用抽真空的方法,压力为-0.09 MPa;成膜工具用有机玻璃板制作。性能测 试前的膜处理条件为:温度为23 C,相对湿度(RH)为50% ~60%,处理时间为4 h。
1.3膜性能测试
(1)膜厚(FT)
用千分尺在被测膜上随机取5点测定,取平均值,单位为mm。
(2)抗张强度(TS)与断裂伸长率(£)
按照GB13022 -91,采用长条型试样,试样宽度25 mm,标距50 mm,试验速度50 mm/min。
(3)热水速溶率(顶)
膜的热水速溶率指膜在沸水中短时溶解的质量与原膜质量的百分比,以此来评价膜的速溶性。本 试验将膜放入约为其质量100倍的沸水中搅拌溶解3 min,用滤网过滤,将滤网及滤渣放入干燥皿中干 燥至恒重。膜的速溶率按下式计算:
R % =饥1-(m3-m2)/(1-Xl% ) > 誦 m\
式中:Zi%为膜中水的质量分数;mi为膜的质量;m2为干燥皿及滤网的质量;m3为干燥皿、滤网及残 留物的质量。
2结果与讨论
2!增强剂的选择
分别向SPI膜液中添加适量的海藻酸钠(Alg)、澳门威利斯人88038(CMC)甲基纤维素(MC)、明胶 (G1)、琼脂(Ag)作为增强剂,甘油(Gly)作为增塑剂制膜。其中SPI的质量分数为3.0%,增强剂的质量 分数均为1.0%,甘油的体积分数为1.0%。各种膜的性能试验结果见表1。
试验结果表明,在SPI膜液中,主要起到构建网络结构作用的是增强剂,SPI均匀分散在胶状液的
网络中。SPI-Alg膜和SPI-CMC膜较细腻且表1不同增强剂对膜的性能的影响
具有较高热水速溶率。SPI-MC 膜较透明,Table 1 Influence of different intensifiess on filmproperties
有最高的抗张强度,较好的延展性,但膜的热原料FT/mmTS/MPaEl %!R/%
水速溶率低。SPI-G1膜有很好的延展性,但SPI-CMC0.1103.9340.3199.,61
抗张强度过低,不适合作为食品包装袋。SPI-Ag0.1343.5726.1399.■ 58
SPI-Ag膜虽抗张强度和延展性较好,但热水SPI-MC0.1257.3733.6341 .20
速溶率较低。所以本文选择了 CMC作为SPI-G10.1011.62142.9131.■ 53
S:PI膜的增强剂。SPI-Ag0.1355.7754.2450.,44
2.2SP][膜成膜工艺及配方的确定
根据以上试验结果,选择干燥温度,SPI、CMC的质量分数和Gly的体积分数作为试验因素,根据 LK(45)正交表[8]进行四因素四水平正交试验,试验指标为抗张强度、断裂伸长率和热水速溶率,结果采 用方差分析。各试验因素的范围:因素A:干燥温度丁 = 40~70C、因素B: w(SPI2 = 1 % ~6%、因素 C: w( CMC) = 0.4 % ! 1.2%、因素 D: (Gly2 = 0.5 % !2.0%。试验结果及分析见表 2。
表2 SPI膜正交试验结果及方差分析 Table 2 Results of opsimizd expesimtent and variance analysis
>910n1213141516
1 2 3 4 7 J J
%%^^RSF TS
15.757.8012.7427.9814.94
18.4518.7512.1520.0418.76
14.7422.4024.7215.2215.82
22.8222.8122.158.5322.24
2.023.753.144.861.83
9.7936.7831.0450.298.15
1.204.513.816.17—
1 2 3 4 7 J J
%%%%RSF E
135.96369.93222.0244.51134.94
243.69165.68237.38105.53237.25
231.38140.03199.32274.88171.21
148.6184.00100.92334.72261.24
26.9371.4834.1172.5525.58
2407.1011674.802823.1014112.801576.40
2.257.411.798.95—
1.86
3.42 5.54 4.92 1.03 0.64 9.49 7.30 0.69 3.51 5.10
5.43 4.22
11.19
2.27
5.15
36.93
30.54
40.44
28.05
145.62
94.42
1.69
1.96
153.24
37.04
38.89
2.21
34.14
3.68
59.01
51.78
98.51
99.12
97.73
98.70
99.16
100.00
100.00
99.10
95.58
96.23
100
99.57
96.44
95.85
99.55
91.63
8.51
9.12
7.73
8.70
9.16
10.00
10.00
9.10
5.58
6.23
10.00
9.57
6.44
5.85
9.55
1.63
5= S(M-y)2 =
i = 1
f = a — 1 = 15 a = 0.05
a
~~ha
士(!丨 2
a i = i
se = !5 = s空 c空
试验序号ABCDETSERZR-90
34.0629.6930.1433.9333.39
38.2631.2037.4034.6626.33
31.3837.2828.2624.7533.74fj =b — 1 =
23.4729.0031.3833.8333.71FJ =Sjf,
3.702.702.292.481.85Sjfe
29.1010.6711.7116.649.97
2.921.071.181.67—
试验结果表明,对抗张强度和断裂伸长率影响最显著的因素是Gly的体积分数,其他依次是SPI的 质量分数、CMC的质量分数、干燥温度。Gly对膜机械性能的影响主要是由于它对于膜网络结构的软 化作用造成的;另外,增加膜的构架物质的质量分数和膜中大分子排列的有序性将提高膜网络结构的致 密度,从而提高膜的机械性能。对热水速溶率影响最显著的因素是干燥温度,其他依次是Gly的体积分 数、CMC的质量分数、SH的质量分数。在SPI膜液中,SPI均匀分散在CMC胶状液的网络中,使亲水 基团暴露在网络外侧,与水分子的缔合容易,膜在水中迅速分散并溶解。干燥温度是综合影响因素,关 系到膜液中各分子的顺序排列、增塑作用的程度等。Gly对高分子链段和网络的缓冲、SPI与CMC羧 基结合程度的影响都对热水速溶率产生了重要的影响。本研究以热水速溶率为优选指标,对其影响较 显著的因素为干燥温度、Gly的体积分数,选择其最优水平,其余因素考虑使膜性能较优的搭配,得到最 佳工艺条件和最优配方:干燥温度为50 °C、SPI的质量分数为4.5%、CMC的质量分数为0.7%、Gly的 体积分数为1.0%。
3结束语
以大豆分离蛋白为基材、澳门威利斯人88038为增强剂、甘油为增塑剂制得的可食薄膜具有良好的机械 性能,可用于豆粉、调料粉等粉料包装,此种包装可食速溶、安全卫生,具有广泛的应用前景。
 
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