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花生粕制备水溶性薄膜的研究

丁玲

   本文充分利用价格低廉、来源广泛、开发力度欠缺的花生粕作为主要原料,通过碱提酸沉法从花生粕中提取花生蛋白,并对花生蛋白进行酰化改性后与PVA共混从而制备得到水溶性薄膜。通过研究蛋白质提取的优化条件、用多种方法表征花生蛋白的改性效果、研究配方的变化对改性蛋白与PVA共混液的流变性能、共混制膜后膜的结构及性能的影响,从而得到在力学性能、溶解性能以及生产成本上均较为合理的配方及生产条件。研究得到以下结论: 1.根据花生蛋白质在不同pH条件下溶解度不同这一特点来提取花生粕中的花生蛋白,是可以实现的。浸提温度、浸提时间、固液比、浸提pH值对蛋白的提取率均有显著影响。综合各影响因素,发现花生蛋白的最佳工艺条件为:固液比为1:10,pH值为11,浸提温度为50℃,浸提时间为1.5h,此时花生蛋白的提取率为39.4%。 2.通过IR、XRD以及DSC对经提取的花生蛋白改性前后进行表征,IR分析表明改性后,分子结构发生变化,β折叠的氢键受到破坏,花生蛋白的二级结构由β折叠转化为α螺旋或无规卷曲。XRD分析表明,花生蛋白粉末是无定形的非晶结构但局部有序,改性后,分子链无规卷曲程度提高,衍射峰减弱,分子间的无序化程度进一步提高。DSC分析表明,改性前后花生蛋白的变性温度发生变化,花生蛋白的热稳定性变差。在碱性条件下对花生蛋白进行酰化改性是可以实现的。 3.将经提取的花生蛋白改性后的改性蛋白液与PVA溶液共混,研究其共混液的流变行为,发现该共混液为近似于牛顿流体的切力变稀流体,其表观黏度随着温度的增加而下降;体系表观粘度随花生改性时马来酸酐用量的变化、氧化钠浓度的变化、共混时花生蛋白质/PVA比例的变化以及共混后固含量变化而变化;体系的活化能随着体系的剪切速率增大而下降。可以通过控制相关影响因素可获得较为需要的加工条件。 4.将从花生粕提取的蛋白改性后与聚乙烯醇共混制备了薄膜。该薄膜的溶解性能要远远好于PVA薄膜。对该水溶性薄膜进行吸湿性能、力学性能、溶解性能进行测研究发现花生蛋白质改性时马来酸酐的加入量、氢氧化钠的浓度以及共混时改性蛋白/PVA的比例对薄膜相关性能均有影响。在花生蛋白改性时,pH=12条件下预处理花生蛋白,酸酐/蛋白质量比分别为为(Pro/MA表示)为100/10wt,,共混时改性蛋白/PVA质量比(m-Pro/PVA表示)为1/3wt时,薄膜的溶解性能,力学性能以及吸湿性能较为理想。 5.将共混液制成薄膜后,并用FTIR、DSC、SEM对共混后薄膜的结构进行研究。IR分析表明,共混后PVA及改性花生蛋白的聚集结构发生改变;DSC分析表明,改性花生蛋白的加入破坏了薄膜的热稳定性PVA分子的规整性被破坏,PVA结晶被破坏,PVA分子间的作用力被削弱。SEM分析表明,共混后薄膜表面变得粗糙,但随着改性蛋白含量增加时,则改性蛋白以较为规则的形状分布在共混膜中,说明PVA和改性蛋白有较好的相容性。……   
[关键词]:花生粕;花生蛋白;PVA;水溶性;薄膜
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:苏州大学2009年