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碎米为碾米工业的副产品,可食用膜是可食用的包装薄膜。本文利用碎米中提取的碎米蛋白质(BRP)制备可食用蛋白膜,不仅提高了碎米综合利用的附加值,也符合绿色环保的发展趋势。本文探讨了制膜的工艺条件即pH值、BRP浓度、甘油添加量和热反应温度对膜抗拉强度(TS)、断裂伸长率(EB)、水蒸气透过率(WVP)、透明度(TP)和溶解度(FS)的影响。在单因素试验的基础上,以膜的TS、EB、WVP、TP和FS为评价指标,利用响应面法优化了BRP膜的制备工艺,建立了BRP膜制备工艺的动力学数学模型:Y=-5410.71+705.38A+16.56B+29.04C-0.20AB+0.24AC-0.10BC-31.48A2-0.14B2-0.17C2。该方程显著,失拟项不显著,说明可以用来预测试验结果。蛋白膜的较佳制备工艺条件为pH值11.5、BRP浓度5g/100mL、甘油添加量2.1g/100mL、热反应温度87℃,在此工艺条件下制备的蛋白膜TS为2.47MPa,EB为175.68%,WVP为4.84g·mm/kPa.d.m2,TP为86.1%,FS为27.88%,多指标综合评分为78.44,与模型预测值(78.63)相差0.24%,模型与验证试验结果吻合,可以用来进行实际预测。为了改善BRP膜的机械性能,以TS和EB等作为主要评价指标,分别利用物理(超声波)、化学(亚硫酸钠)及酶(TG)等方法对BRP进行改性,制备可食用改性蛋白膜。试验结果表明各改性方法均可不同程度的提升膜的机械性能。当超声波功率为60W,超声波时间为40min时,膜的TS为6.43MPa,EB为63.05%,WVP为3.95g·mm/kPa.d.m2,TP为83.3%,FS为22.6%。当亚硫酸钠添加量为0.05%时,膜的TS为7.89MPa,EB为75.92%,WVP为6.44g·mm/kPa.d.m2,TP为81.1%,FS为28.4%。当TG添加量为0.1%时,膜的TS为5.64MPa,EB为25.78%,WVP为7.19g·mm/kPa.d.m2,TP为72.6%,FS为25.5%。本文将BRP分别与大豆分离蛋白(SPI),小麦面筋蛋白(WG)及乳清分离蛋白(WPI)进行复合,制备可食用复合蛋白膜。结果表明:BRP/SPI复合膜的TS和EB较单一SPI膜无明显变化,但WVP和FS却有显著提高,TP有一定程度下降。BRP/WG复合膜与单一WG膜相比,其EB和TP有显著提升,TS和WVP下降显著,膜的FS有轻微减少。BRP/WPI复合膜与单一WPI膜相比,膜的TS有显著提升,为几种复合膜中TS最高的一组,但是其余指标均有下降趋势。进一步选取WPI为原材料,研究BRP与WPI质量比与膜性能的相关关系。结果表明:当BRP:WPI为7:3时,膜可获得较好的性能,此时复合膜的TS为6.61MPa,EB为23.84%,WVP为8.24g·mm/kPa.d.m2,TP为75.4%,FS为29.2%。膜的扫描电镜图结果可知,超声波可改善膜的表面和底面结构,使膜更加光滑、均匀,膜的厚度减少。还原剂亚硫酸钠和TG改善了膜的底面结构,亚硫酸钠改性膜的厚度增加,TG改性膜的截面较为整齐。对单一膜和复合膜的扫描电镜图观察可知,SPI、WG、WPI单一膜表面结构相差不大,均有较多的气孔,复合膜的底面结构则均较光滑、致密。复合膜的截面形态变化不大,但是单一WPI膜的截面异常致密。膜的红外光谱结果可知,超声波改性、亚硫酸钠改性和TG改性均改变了各吸收峰的强度,说明超声波改性、亚硫酸钠改性和TG改性改变了蛋白质的次级结构。改性处理在不同程度上改变了可食用膜的性能,可能是改性处理改变了蛋白膜中基团的对称性、数量和浓度,使蛋白质分子多肽链的特有规则发生了变化。复合膜的红外光谱图与单一膜的图谱之间有着较明显的变化,说明复合膜中不同成分间发生了化学反应。因此,复合膜的性质与单一膜有所不同。