斑点叉尾鮰鱼皮胶原蛋白的提取与制膜研究

摘要

我国是水产资源大国，丰富的水产资源为我国工业产品生产提供基本材料来源，然而在水产应用到工业生产时提取有用的部分，将鱼皮、鱼骨等并未充分利用。而在这些被渔业废弃物中含有丰富的胶原蛋白。胶原蛋白在食品行业、制药行业、化妆品行业、生物材料等各行各业都有着广泛的应用。明胶作为一种胶原蛋白的变性产物，是一种热可逆性的混合物，具有良好的成膜性能。可食膜作为一种以天然可食性物质（如蛋白质、多糖、脂类等）为原料，辅以可食用的增塑剂、交联剂等，通过分子间的相互作用而形成的结构致密的薄膜越来越受到研究人员的广泛关注。可食膜有阻止气体和溶质的迁移的功能，保证食品的品质，延长食品的货架期的作用。与其他动物明胶相比，水产动物明胶在机械强度、热稳定性以及阻隔水蒸气效果等方面都存在着劣势，这些都限制了水产动物明胶可食膜的大规模应用。大量学者的研究表明，通过加入天然化合物共混改性可以改善水产动物明胶膜性能，从而拓宽其在包装中的应用范围。壳聚糖就是一种来源丰富的甲壳类动物壳提取物。壳聚糖分子中的大量氨基、羧基与明胶分子中的羧基、羟基很容易产生氢键、离子键等作用，生成聚合物。明胶-壳聚糖复合膜不仅能使可食在机械性能和热稳定性方面有了提升，而且壳聚糖自身也是一种良好的抑菌物质，可附加可食膜以抗菌性。 本文选取了斑点叉尾鮰作为提取鱼皮明胶的原料，研究了单一明胶膜以及复合膜的制膜工艺。通过测量单一膜和复合膜的性能指标，使用正交及响应面法得到明胶膜以及壳聚糖-明胶复合膜的最佳制作工艺，最后使用制作得到的壳聚糖-明胶复合膜对梭子蟹与草莓进行了涂膜保鲜试验。研究结果如下： 1.第三章中，采用正交法对单一明胶膜制备工艺进行了优化，以热水法提取的鮰鱼皮明胶作为基质，甘油作为增塑剂，转谷氨酰胺酶作为交联剂。单一明胶膜最佳的制备工艺为6%明胶浓度，3%甘油(以明胶溶液计)、转谷氨酰胺酶0.3%(以干明胶计)，然后均质5min，去除气泡，流延于聚乙烯盘内，放于70℃条件下干燥24h。而且通过对各影响因素的分析，甘油添加量与酶量对明胶改性可食膜的性能影响最大，明胶浓度和热处理温度对可食膜的性能影响相对较小。 2.第四章中，利用响应面法对鮰鱼皮明胶－壳聚糖可食膜性能进行优化，以得到膜的最大抗伸张强度为目标，方差分析结果表明模型拟合度良好，得出最优条件为明胶与壳聚糖比例为6:4，热处理温度70℃，甘油添加量10%，最大抗拉伸强度为24.2MPa。结果显示对鮰鱼皮明胶与壳聚糖的比例、甘油添加量、热处理温度的响应面优化是有效的，对壳聚糖-明胶可食膜规模化工艺有参考价值。加入壳聚糖不仅改善了明胶膜一直以来机械性能差的缺陷，还增加了可食膜的抗菌保鲜性能。 3.第五章中，使用明胶与壳聚糖比例为6；4的制得的可食膜对梭子蟹与草莓进行保鲜试验，结果显示，经过涂膜的梭子蟹与草莓保鲜效果要明显优于空白组，涂膜组的梭子蟹一周内TVB-N指标处于新鲜范围，梭子蟹的感官品质也得到了较好的保存。经过壳聚糖-明胶可食膜浸泡的草莓能减少其失水率，保持其总体观感良好，还能大大减少其腐败指数，延长草莓的货架期。

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第一章 绪论

1.1胶原蛋白概述

1.2胶原蛋白结构

1.3水产胶原蛋白结构特点

1.4胶原蛋白应用与发展前景

1.5胶原蛋白的提取方法

1.6 斑点叉尾鮰研究现状

1.7可食性膜的分类及研究进展

1.8本课题的立题背景与意义

1.9本课题研究内容

第二章 单一明胶可食性膜的制备研究

2.1材料与仪器

2.2实验方法

2.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第三章 响应面法优化鮰鱼皮明胶-壳聚糖可食膜制备工艺

3.1材料与仪器

3.2实验方法

3.3结果与分析

3.4结论

第四章 鮰鱼皮明胶-壳聚糖可食膜应用研究

4.1材料与仪器

4.2实验方法

4.3结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢