酶法改性食物蛋白质成膜及其机理

论文摘要

人们环保意识的提高及对生态和环境污染问题关注的与日俱增，使开发生物可降解膜成为包装领域的一大热点。蛋白质膜因具有可生物降解性、可食性、营养特性以及某些良好的性能如阻隔气体、芳香化合物及油脂特性，备受关注。 谷氨酰胺转移酶（TGase）是一种能催化多肽或蛋白质与许多伯胺化合物之间的酰基转移反应的酶。许多研究表明TGase，能够有效引起酪蛋白或酪蛋白胶团、大豆蛋白及明胶形成凝胶或成膜。但是由于酶源的限制，一直以来对于这项技术的研究不是很多。微生物TGase（MTGase）的开发和工业化生产大力推动了该酶的开发利用，使其用于食品工业成为可能。 由此可见，利用TGase开发生物可降解蛋白膜将具有广阔的潜在应用前景。 本文采用MTGase作用于大豆分离蛋白（SPI-l和SPI-2）、酪蛋白酸钠（NaCas-1和NaCas-2）、明胶（G-1和G-2）、乳清蛋白浓缩物（WPC）、花生分离蛋白（PPI）及小麦面筋蛋白（WG）等几种蛋白质，研究MTGase对食物蛋白质成膜特性的影响，主要研究结果如下： 研究表明在成膜溶液中加入TGase（8U／g．pro），可以使蛋白膜的抗拉强度与对照膜相比显著增加13.1％-36.2％，断裂伸长率显著增加43.0％-440.5％，表面疏水性显著增加2.4％-216.1％，同时也明显降低了膜的水分含量、总可溶性物质量及透光率。SDS-PAGE分析表明TGase作用明显降低了SPI膜在水溶液中的溶解性。扫描电镜（SEM）显示酶法改性膜的表面比对照膜略为粗糙，断面却更为均匀致密。蛋白膜的体外消化实验结果显示TGase处理显著降低了蛋白膜的体外消化率。 TGase处理明显降低了三种蛋白膜（包括SPI膜、NaCas膜及明胶膜）的水分吸附速率及达到平衡的水分含量。三种蛋白膜（对照膜和TGase改性膜）水分吸附动力学曲线数据都能很好地与Peleg（1988）推荐的数学模型（M（t）=M0+t／（k1+k2t））相吻合，而水分吸附等温线数据能很好地与GAB模型吻合。 蛋白膜的热特性研究结果分析如下：TGase处理改变了SPI膜和NaCas膜吸热峰出现的位置与数量；使SPI膜的耐热特性基本未变，而使NaCas膜的耐热特性发生了明显改变；在同一RH时，TGase处理使蛋白膜的Tg值（玻璃化相变温度）增加。 SDS-PAGE图谱分析显示TGase作用使SPI-1、SPI-2、NaCas-1、NaCas-2、G-1、WPC、PPI和WG这八种蛋白质发生了共价交联。交联作用降低了膜中次级

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 物理量名称及符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 谷氨酰胺转移酶的反应机理及性质结构
• 1.2.1 酶的反应机理及酶活测定方法
• 1.2.2 酶的来源、性质及结构
• 1.3 谷氨酰胺转移酶在食品中的应用
• 1.3.1 谷氨酰胺转移酶改性食品蛋白质
• 1.3.2 谷氨酰胺转移酶制备凝胶
• 1.3.4 谷氨酰胺转移酶制备蛋白膜
• 1.3.5 谷氨酰胺转移酶在食品中的应用
• 1.4 生物可降解涂膜及可食膜的研究进展
• 1.4.1 涂膜及可食膜的成膜方法
• 1.4.2 生物可降解涂膜及可食膜中常用的生物聚合物
• 1.4.3 蛋白质膜的国内外研究进展
• 1.5 立项背景、研究意义及主要内容
• 1.5.1 立项背景、研究意义
• 1.5.2 主要内容
• 本章参考文献：
• 第二章 酶改性对蛋白质膜各项功能特性的影响
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 仪器设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 机械性能
• 2.3.2 表面疏水性
• 2.3.3 透光率
• 2.3.4 蛋白膜的溶解特性
• 2.3.5 蛋白膜的体外消化率
• 2.3.6 蛋白膜的结构特征
• 2.4 本章小结
• 本章参考文献：
• 第三章 酶改性对蛋白膜水分吸附特性及热特性的影晌
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 仪器设备
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 SPI膜的水分吸附特性
• 3.3.2 NaCas膜的水分吸附特性
• 3.3.3 明胶膜的水分吸附特性
• 3.3.4 SPI膜的DSC分析
• 3.3.5 NaCas膜的DSC分析
• 3.4 本章小结
• 本章参考文献：
• 第四章 谷氨酰胺转移酶改性食物蛋白质成膜机理探讨
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 仪器设备
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 SDS-PAGE
• 4.3.2 SPI膜中的有效赖氨酸的含量的变化
• 4.3.3 蛋白膜在不同缓冲体系中溶解度
• 4.3.4 TGase改性蛋白膜各项特性的机理分析
• 4.3.5 红外光谱分析
• 4.3.6 紫外光谱分析
• 4.3.7 TGase改性蛋白膜结构变化的探讨
• 4.4 本章小结
• 本章参考文献：
• 第五章 酶改性大豆分离蛋白膜制备工艺条件研究
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 仪器设备
• 5.2.3 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 酶浓度对TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.2 成膜溶液的pH值对TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.3 干燥温度对TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.4 注模前酶作用的时间对TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.5 多糖对TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.6 增塑剂对TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.7 底物蛋白浓度对TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.8 蛋白溶液预热改性温度和时间对TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.9 变性剂（2-巯基乙醇）改性TGase改性SPI膜性能的影响
• 5.3.10 TGase诱导SPI产生聚集反应
• 5.4 本章小结
• 本章参考文献：
• 结论与展望
• 在学期间发表与学位论文内容相关的学术论文
• 致谢