干燥条件对植物蛋白膜性能影响的研究

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植物蛋白膜成膜过程中不同的干燥方式及条件对膜的性能和成膜效率有很大影响,因此本论文以大豆分离蛋白(Soybean Protein Isolate,SPI)、小麦面筋蛋白(WheatGluten,WG)、玉米醇溶蛋白(zein)为原料,选择合适的工艺制得蛋白质成膜液,选取水浴加热、鼓风加热、真空加热三种方式,控制不同条件对成膜液进行干燥,以抗拉强度(TS)、延展率(E)、水蒸气透过率(WVP)、水溶性和透光率等指标考察不同条件的影响,并初步研究SPI膜干燥过程中水分变化的规律,以期为蛋白膜的工业化生产提供理论依据。结果显示,三种蛋白膜在温度较低的情况下,真空加热方式干燥速率较大,鼓风加热方式干燥最慢,随着温度的升高,三种干燥方式所需干燥时间越接近。适当的加热可以提高植物蛋白膜的机械性能,随着温度的升高,三种蛋白膜的TS和E总体上呈先增强后减弱的趋势。水浴和鼓风方式下,SPI膜和WG膜的TS、E都在60℃、70℃时达到较高值,zein膜的TS也在70℃时达到最高值,但zein膜的E在鼓风80℃时达到最高。真空方式下,SPI膜在70℃时TS达到最高,而E随温度变化不大;WG膜、zein膜在50℃时TS和E都达到最高。综合考虑,对三种膜各选取三个干燥条件,讨论其对蛋白膜其他性能的影响。三种条件下SPI膜的WVP和室温下的相差不大,WG膜的WVP低于室温的,zein膜的WVP高于室温的,且在70℃时真空方式下所得的WG膜和zein膜的水汽阻隔能力最强。三种条件下的SPI膜水溶性都较低且和室温下的差异较小,水浴60℃条件下的WG膜的水溶性和室温下的相差不多,水浴和鼓风70℃条件下的WG膜水溶性都高于室温下的,且水浴条件下的最高;70℃下,水浴方式能获得水溶性能较好的WG膜和zein膜。几种条件下的SPI膜、WG膜、zein膜的透过率都比室温下的要低;鼓风60℃条件的SPI膜透光率最低,其他两种条件下膜的透光率相差较小。70℃条件下,水浴方式下能够得到透光性能更好的WG膜和zein膜,而鼓风方式得到的透光率最差。综合考虑干燥时间、成本以及膜的各项指标,SPI、WG和zein膜最合适的干燥条件分别为水浴60℃、水浴70℃、水浴70℃。由此可推测,直接热传导式的干燥方式可能是植物蛋白膜的最佳干燥方式。所得三种膜更适合的应用方向分别为:水溶性要求较高的地方(如方便面袋内油料的包装、药品的包装等)、塑料袋的替代品、需要较高阻水能力的地方(如作为延长产品的货架期的包装、脱水蔬菜和调料粉的包装等)。
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