利用天然废次肠衣制备人造水解胶原肠衣膜的研究

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天然肠衣是将牲畜的肠道系统经过清洗、加工等步骤,得到具有一定功能的管状薄膜。在悠久的发展历程中,天然肠衣在灌肠类食品包装扮演着重要的角色,其具有在烹煮和灌肠过程中的具有安全环保、绿色安全、不易破裂等优点。随着人们的口味要求越来越高,天然肠衣具有供不应求、生产效率低以及次品率高等特点,已经不能满足人们的需要。但一些研究者利用猪皮或牛皮作为原材料制备的肠衣,这些人造肠衣与天然肠衣的口感又存在巨大差别。因此,如何基于废次肠衣为原料经过一系列步骤制备出人造肠衣是一个值得思考与探究的问题。  本实验选择残次的天然肠衣作为实验原料,利用自行设计的管机头挤出机作为挤出设备,经过天然肠衣的酸碱预处理、粉碎、挤出、成膜、定型、交联、干燥等步骤制备成品肠衣膜。对于原料预处理步骤中酸碱的选择上和处理时间进行了感官上的考察,在胶原制备步骤中对机械处理、热处理、酸处理、酶处理过程的温度、酸浓度以及水解时间进行了一定考察,通过感官评价观察处理的最佳条件以及薄层凝胶色谱法测定不同处理程度所得到的蛋白质的分子量范围。并且又进行了利用不同分子量范围的蛋白质成膜性能的考察,考察了通过残次肠衣为原料制备的胶原、明胶、胶原蛋白和水解胶原蛋白成膜的可行性,同时也考察了明胶膜制备过程中通过添加不同含量的增塑剂、交联剂以及采用不同膜液pH和改变不同交联温度对膜机械性能的影响来进一步探索成膜机理,同时通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)对胶原肠衣膜和明胶膜表面和交联情况的考察。结果表明:胶原团的制备过程中,分子量越大,成膜的各项性能约接近天然肠衣。增塑剂主要填充在膜孔隙中起到增加膜韧性的作用,交联剂主要与蛋白链上进行分子内或分子间的反应,从而改变膜的机械机械性能,铸膜液pH值和交联温度同时也是影响膜内部的交联反应进而影响膜的性能。  对制备人造胶原肠衣过程中凝固中增塑剂、交联剂、溶液pH以及交联过程中的处理温度等条件对肠衣膜成膜后机械性能、WVP、溶胀性能、膜收缩性能进行考察。结果表明:伴随增塑剂甘油的增多,膜的抗拉强度TS和溶胀率均降低,而断裂延伸率E和WVP却升高。随着交联剂戊二醛的加入,膜的透湿性能和溶胀性能迅速减小,而机械性能则变化幅度不大。通过对制备条件的优化:凝固浴中,增塑剂甘油为6wt%、交联剂戊二醛为0.5wt%、pH为10、交联温度为50℃。加工后的肠衣拉伸强度最大可达1500MPa·m-1,断裂延伸率为15%,透湿性(WVP)为0.053((g·m)/(m2·h·KPa)),溶胀度为107.4%。
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