抗菌复合蛋白薄膜的静态超高压改性及其传质迁移研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lucien001
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
蛋白质是组成生物个体的一切细胞和组织的重要成分,生活中随处可见。同时蛋白质的种类非常广泛,而蛋白质的性能的可塑性也很高。在人们日渐关注绿色与健康的今天,应用蛋白质为成膜基材,通过添加其他活性物质或通过改性等方式制备优良的食品包装薄膜成为研究热点。本论文在团队前期实验的基础上,选用乳清分离蛋白、酪蛋白酸钠为成膜基材,加入甘油作为增塑剂,加入不同的活性抗菌物质:山梨酸钾、乳铁蛋白、月桂酰精氨酸乙酯来研究活性抗菌复合蛋白膜的包装性能和抑菌性能;利用静态超高压处理蛋白成膜溶液,研究静态超高压处理对复合蛋白抗菌膜改性作用;研究了山梨酸钾的传质迁移过程。主要内容如下:1.以乳清分离蛋白(WPI)、酪蛋白酸钠(NaCas)、甘油(GLY)为成膜基材,通过添加不同比例的山梨酸钾(PS)、乳铁蛋白(LF)、月桂酰精氨酸乙酯(LAE)来制备活性抗菌复合蛋白膜。添加比例为:1%、2%、5%。利用扫描电子显微镜、激光粒度仪、水蒸气透过仪、拉力试验机、色差仪等仪器,测试和分析抗菌活性物质对薄膜的机械性能、颜色、溶液粒度分布、透气性等不同程度的影响。实验证明PS和LF能够与蛋白溶液很好的融合,溶液粒度直径分布较小,且蛋白薄膜颜色较透明。添加了PS和LF的蛋白薄膜,其抗拉强度均有所增加,断裂伸长率有所降低,与空白组相比,添加5%的PS的抗菌薄膜的拉伸性能相对高,其抗张强度达到3.451 MPa,提高了140%,但其水蒸气透过率和氧气透过率均有所降低。而加入LAE的蛋白薄膜,由于其自身难溶于水而使蛋白膜的透湿性、透氧性能提高。抑菌圈实验证明了PS、LF、LAE对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用,其中LAE对两种菌均具有较强的抑制作用,且对葡萄球菌的抑制作用大于对大肠杆菌的抑制作用,抑菌圈直径最高达到18.3 mm。2.研究静态超高压处理对复合蛋白抗菌膜的改性作用。设置静态超高压处理压力梯度为:200 MPa、300 MPa、400 MPa;设置超高压保压时间梯度为:5 min、10 min、20 min、30 min。实验证明静态超高压处理对于抗菌复合蛋白薄膜的机械性能、光学性能、透湿透氧性能等均有不同程度的影响。通过电子显微镜对处理后的蛋白薄膜的微观分析,发现超高压改性能够使蛋白薄膜断裂面较细腻,无气孔或气孔较小,薄膜的表面光滑均匀,看起来美观。通过红外光谱分析,不同超高压压力和时间处理后的蛋白薄膜的C-H、C≡C、C≡N、C≡C-C≡C基团等产生不同的伸缩震动,说明超高压能够使蛋白质发生不同程度的解离和聚合。经超高压处理的抗菌薄膜的机械性能得以增强,但是透明度却有所减弱。超高压处理可以显著降低薄膜的氧气透过量和水蒸气透过率,透气性能改善最好的一组为B2(200MPa,10 min)氧气透过量为4433.97 cm3/m2·24h·0.1MPa。但是由于蛋白质本身的亲水性能,超高压对蛋白薄膜的水溶性没有较大影响。选取实验中较关注的2个参数:水蒸气透过系数(WVP)和氧气透过量(OP)进行极差分析,其中B1A3C2组(超高压时间为10 min,压力为400 MPa,温度为25℃)为优化的工艺条件,制取的改性复合蛋白膜的水蒸气透过系数WVP=1437.7405 g/m2?24h,氧气透过量OP=12462.67 cm3/m2?24h?0.1MPa。(3)研究山梨酸钾从不同静态超高压处理薄膜向食品模拟液的传质迁移行为。基于Fick扩散定律,通过假设条件,建立山梨酸钾向模拟液的迁移模型。蛋白薄膜中山梨酸钾的添加比例,实验温度是影响山梨酸钾扩散迁移的重要因素。随着山梨酸钾初期添加量的增加和测试温度的升高,山梨酸钾的扩散系数也随着增大,当超高压处理压力为300 MPa,处理时间为10 min,实验环境40℃时,山梨酸钾的扩散系数达到19.420×10-13,其扩散速率增加、达到平衡点的时间缩短。与未经过静态超高压处理的蛋白薄膜相比,经过静态超高压处理的薄膜的山梨酸钾的释放速率明显减缓。随着超高压处理压力的增强,山梨酸钾的扩散速率减弱,扩散系数变小。对于实验初期和未经超高压处理的蛋白薄膜,由于扩散指数n值小于0.5,山梨酸钾的迁移扩散可用Fick第一定律来研究。但是经过超高压处理后的蛋白薄膜,由于超高压对蛋白质内部结构的破坏和新双硫键的形成,改变了蛋白质的特性,而这种特性又随超高压处理时间和压力而呈不同改变,所以需要结合Fick定律和实验数据自拟模型来判定超高压处理薄膜对抗菌物质的缓释效果。
其他文献
转基因植物中的除草剂和抗生素抗性标记基因潜在的生态环境和食用安全性令人担忧.解决转基因植物中抗性标记基因安全性问题有两种途径:一是转化时仍使用抗性标记基因,转基因
作为前列腺肿瘤标志物的前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen, PSA)是一种类丝氨酸蛋白酶的激肽释放酶,主要在前列腺上皮细胞和大部分的前列腺癌细胞中表达.雄激素通
北京市轨道交通的新一轮规划(2011年-2020年),指导思想是“加密中心城、联接新城、贯通功能区、提高服务水平”。北京轨道交通分为3个圈层,分别以地铁轻轨系统、市郊轨道系统、城
综合布线系统是智能化建筑或智能化小区内部的基础设施之一。调查和分析国内以往的综合布线系统工程建设项目的结果,证明综合布线系统产品的选用是一个极为重要的关键环节,它
采用外周血淋巴细胞培养,对仙居鸡Ag-NORs进行了研究.结果表明:仙居鸡的Ag-NORs常定位于1p、3p、4p、Zp、2q上,均数为3.26,众数为3,不同个体间以及同一个体不同细胞间Ag-NORs
对T1代转番木瓜环斑病毒(PRV)复制酶(RP)突变体基因的两个番木瓜株系,进行了抗病性和分子生物学分析.结果表明,转基因番木瓜对PRV抗性达到高抗或免疫,目的基因RP遗传至转基因
<正>开展政府投资项目财政评审工作,是加强财政支出管理、提高财政资金使用效益的重要途径。各地财政部门在实施政府投资项目财政评审的过程中,对规范评审行为、优化评审环节
中国经济进入新常态,增速换挡回落,从高速增长转换为中高速增长,上市公司面对新的机遇与挑战,提升公司的投资效率成为公司进入下一个发展周期的钥匙。但是,长期以来,非效率投资一直是困扰公司发展的难题。相比投资不足,过度投资造成更多资源的浪费,如何治理过度投资问题,一直以来是理论界与实务界的研究重点。企业的日常经营活动,离不开企业之间的相互协作,供应商与企业之间的关系更加密切,商业信用也成为两者之间不可或
1概述我国的几大高速环网均采用北电的DWDM设备,光回损(Optical Return Loss)是北电DWDM系统的一个重要维护指标.
"世界500强"企业一直受到广泛的关注,是否拥有一定数量的国际知名企业,往往可以作为衡量一个产业发展状况的重要标志。本文通过中美进入"世界500强"企业的对比,分析中美的产业结