魚皮明膠的殼聚糖與酶法復合改性及其膜性能研究.pdf

1、當前,隨著人們環(huán)保意識的日益增強,傳統(tǒng)的塑料包裝膜已不能滿足人們在食品包裝方面的要求。魚皮明膠為魚類加工副產(chǎn)物魚皮的主要成分,資源豐富,價格低廉,是環(huán)境友好型材料之一。近年來,利用可生物降解的魚皮明膠來制備可食性包裝膜越來越受到人們的關(guān)注,成為世界各國研究的熱點。本文以魚皮明膠為成膜材料,通過不同脫乙酰度與不同分子量殼聚糖的分子改性與谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶(TGase)的酶促增效,改善魚皮明膠膜的機械強度與阻水性能,制備可食性復合包裝膜。主要研

2、究內(nèi)容包括以下幾部分:
　　 (1)魚皮明膠的基本特性。本研究所用原料為狹鱈魚皮明膠,其特征氨基酸(脯氨酸和羥脯氨酸)含量明顯低于哺乳動物明膠,僅為氨基酸總量的18.4％,符合冷水魚皮明膠的特點。SDS-PAGE分析表明,狹鱈魚皮明膠來源于Ⅰ型膠原,紅外光譜分析表明,所用魚皮明膠符合明膠的典型圖譜,其酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ的吸收譜帶分別在1658 cm-1、1544cm-1和1234 cm-1處。
　　 (2)魚皮明膠成

3、膜液及其改性。魚皮明膠成膜液經(jīng)TGase與殼聚糖單獨與復合改性后,其凝膠強度與流變學特性均得到顯著改善。魚皮明膠經(jīng)2％的TGase改性后,其凝膠強度達到了227g,比對照提高了127％。魚皮明膠經(jīng)殼聚糖改性后,其凝膠強度隨殼聚糖脫乙酰度的減少而增強,而與殼聚糖的分子量無明顯相關(guān)性。但魚皮明膠的流變學特性均隨著殼聚糖脫乙酰度和分子量的增加而增大。殼聚糖與TGase復合改性后,魚皮明膠的凝膠強度達到了182g左右,比對照提高了82.0％。在

4、25℃條件下,魚皮明膠經(jīng)2％殼聚糖(脫乙酰度93.6％、分子量550kDa)與2％TGase復合改性后,其彈性模量G'、G"分別比對照增加了20.2倍和7.40倍,流變學性能明顯改善。
　　 (3)魚皮明膠復合膜的性能。經(jīng)TGase改性、殼聚糖改性及TGase與殼聚糖復合改性后,魚皮明膠膜的力學性能、水蒸氣透過性顯著改善。綜合比較,殼聚糖(脫乙酰度93.6％、分子量550kDa)與TGase復合改性效果最好,與單一明膠膜相比,復

5、合改性膜的熱變性溫度提高了32.1℃,水蒸氣透過性降低了33.3％,拉伸強度、斷裂伸長率達到了51.69MPa和38.35％,比對照提高了2.78倍和2.09倍,達到了GB10457-2009食品塑料自粘保鮮膜的標準水平。
　　 (4)魚皮明膠復合膜的結(jié)構(gòu)表征。魚皮明膠復合膜的紅外光譜圖顯示,由于TGase和殼聚糖的加入,明膠的酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、酰胺Ⅲ均向低波數(shù)發(fā)生了移動,且殼聚糖的氨基變形振動消失,表明TGase催化明膠分子發(fā)生

6、了交聯(lián)反應,形成了新的晶體結(jié)構(gòu),殼聚糖與明膠之間不是簡單的疊加,而是發(fā)生了較強的相互作用,形成了很強的氫鍵。掃描電鏡結(jié)果表明,復合改性膜的微觀結(jié)構(gòu)排列緊密,橫斷面沒有孔洞與裂縫現(xiàn)象,表明改性復合膜為均相體系,魚皮明膠、殼聚糖、TGase三者之間形成了復雜的共聚物。
　　 (5)魚皮明膠復合膜的應用。將魚皮明膠復合成膜液應用于南美白對蝦的涂膜保鮮,結(jié)果表明,魚皮明膠復合膜可有效抑制對蝦細菌生長,減緩揮發(fā)性鹽基氮上升,延長對蝦保鮮期