罗非鱼皮明胶的提取及明胶成膜性质的研究

摘要

明胶,是一种广泛使用的动物源蛋白质,可应用在食品、制药、化妆品和摄影技术等领域。由于宗教饮食禁忌等问题,哺乳动物明胶不能满足消费者的日常需求,因此市场上亟需要一种替代产品。本实验使用0.03 M的NaOH结合不同种类的酸(柠檬酸、乙酸、盐酸)在不同浓度(0.01～0.20M)进行预处理,然后用热处理从罗非鱼皮中提取明胶。通过检测蛋白质提取率、明胶蛋白质分子量分布、明胶粘度三个指标来研究不同酸预处理对明胶提取的影响。结果表明,三种酸对明胶提取率的影响规律相似,提取率随着酸浓度的增大而先提高后降低。三种酸处理得到的最佳明胶提取率结果相近,在21.55％到24.35%之间。当酸浓度相同时,酸种类的不同使得明胶的提取率存在差异。明胶的粘度与其蛋白质分子量分布有着紧密的联系,两者同样受到酸处理条件的影响,随着酸浓度增加,胶原分解程度变大,使得大分子蛋白质减少,进而导致明胶粘度的降低。当酸浓度过小时,内源性蛋白酶的活性没有被抑制,也会使胶原在酶的作用下降解成为小分子蛋白质,降低明胶粘度。综合提取率、蛋白质分子量分布及明胶粘度三个指标,选用0.03 M柠檬酸、0.18 M乙酸和0.04 M盐酸预处理得到的明胶样品进行后续的成膜性实验研究。
　　通过膜的机械性能、透明度、水蒸汽透过率三个常规指标的检测对比了三种酸处理得到明胶的成膜性。实验结果表明,三种酸处理得到的明胶所成的膜的机械性能(包括抗张强度和断裂伸长率)和透明度没有显著差异,而由0.03 M柠檬酸处理得到的明胶所成的膜,其阻水性能稍强于其他两种明胶。从三种明胶的氨基酸组成分析结果来看,由于三种明胶膜的明胶提取来源相同,明胶当中的亚氨基酸含量相同,因此,导致WVP差异的因素就可能是明胶提取方法的不同。提取方法的不同导致明胶蛋白质分子量的分布有差异,使得明胶膜的网状结构不同,进而使WVP产生变化。三种膜的透光率图表明,明胶膜在紫外线波长范围内的光透过率很低,证明明胶膜可以阻碍紫外线的透过,这一现象可以为明胶膜作为食品包装抑制紫外线导致的食品腐败提供可靠地理论基础。0.03 M柠檬酸处理提取得到的明胶用作后续的明胶膜改性实验。
　　在明胶膜改性实验中,采用明胶膜、明胶-多糖复合膜和明胶-多糖-戊二醛交联膜,通过机械性能、透明度、水蒸汽透过率三个指标来比较明胶膜、复合膜和交联膜的成膜性,用戊二醛释放率检测交联膜的“毒性”,最后通过FT-IR扫描来解释多糖和戊二醛的加入对明胶膜结构的影响机理。结果表明,阿拉伯胶可以增强明胶膜的抗张强度,而果胶由于自身的甲酯化,对明胶膜的强度没有明显的增强作用;两者对明胶膜的延展性都有不同程度的改善。多糖的加入也使明胶膜的透明度变大。阿拉伯胶的加入并没有对明胶膜的WV P产生明显影响,而果胶的加入使得明胶膜的WVP变大。通过对比,选用抗张强度、延展性、透明度和WVP都较好的明胶-5%阿拉伯胶复合膜做为检测戊二醛交联效果的基础样品。结果表明添加浓度为2%的戊二醛对明胶-阿拉伯胶复合膜的交联效果较好,且两个浓度的戊二醛交联膜都没有检测到戊二醛释放。戊二醛的加入还可以降低交联膜的紫外线透过率,说明交联膜可以安全的应用于食品包装,也可抑制由紫外线照射所引起的食品变质。综上所述,本研究最终得到的明胶-阿拉伯胶-戊二醛交联膜成膜性良好,加之成膜材料主要为天然的生物大分子,是一种理想的食品包装材料,实验所检测的各个指标为交联膜的应用提供了可靠的理论基础,而其实际的包装效果和应用价值将是我们下一步研究的目标。

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引言

第一章 鱼皮明胶的提取、性质研究以及开发应用前景

1 胶原和明胶

2 鱼皮明胶

3生物可降解性明胶膜的研究进展

4 鱼皮明胶的应用

5鱼皮明胶应用面临的挑战

6鱼皮明胶作为哺乳动物明胶替代产品的前景展望

7结论与展望

第二章 不同酸处理条件下优化提取罗非鱼皮明胶

1材料与方法

2 结果与讨论

3 结论

第三章 罗非鱼皮明胶的成膜性比较和明胶-多糖复合膜的成膜性研究

1 材料与方法

2 结果与讨论

3 结论

第四章 生物可降解性明胶膜和明胶复合膜成膜性的初步研究

1 材料与方法

2 结果与讨论

3 结论

第五章 结论与展望

参考文献

附录

致谢