可食性玉米醇溶蛋白复合膜性能的研究

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当前,由塑料包装膜引起的白色污染以及矿物资源的枯竭等问题,使得具有更高环保性和安全性的可降解包装膜成为新的研究热点。本课题以玉米醇溶蛋白为原料,添加不同的增塑剂和交联剂,在不同条件下制备蛋白膜,并对其性能进行评价,旨在通过改善玉米醇溶蛋白膜的机械性能和阻隔性能,扩大其应用范围。在单因素试验中,研究了乙醇浓度、甘油添加量、聚乙二醇-400添加量和单甘酯添加量四个因素对蛋白膜机械性能、水分含量及水溶性、阻隔性能的影响。初步确定玉米醇溶蛋白膜的制备工艺条件为:乙醇浓度为80%,甘油的添加量为0.3g/g(玉米醇溶蛋白),聚乙二醇-400的添加量为0.2g/g(玉米醇溶蛋白),单甘酯的添加量为0.3g/g(玉米醇溶蛋白)。在单因素实验的基础上,选取拉伸强度、断裂延伸率、水蒸汽透过率为评价指标,采用响应面方法对玉米醇溶蛋白膜的制备工艺条件进行优化,优化结果为:乙醇浓度80.86%,甘油添加量0.29g/g,聚乙二醇-400添加量0.16g/g,单甘酯添加量0.29g/g。在此条件下,制备的玉米醇溶蛋白膜拉伸强度4.19MPa,断裂延伸率237.00%,水蒸汽透过率1.44×10-4gmm/m2hKPa。对比不同单因素实验结果,玉米醇溶蛋白膜的拉伸强度和水蒸汽透过率均有所提高,断裂延伸率有所降低。模拟肠胃环境进行蛋白膜的降解实验,研究玉米醇溶蛋白膜的抗酶解性能。蛋白膜在胃蛋白酶液中酶解4h后,在胰蛋白酶液中进一步酶解4h,酶解率为84.64%。采用该工艺条件制备的玉米醇溶蛋白膜可以在肠胃环境中有效降解,具有作为可食用包装材料的可能性。分别采用水性土壤培养液法和自然埋土法测定玉米醇溶蛋白膜的降解性能,连续降解22天后,采用水性土壤培养法处理的玉米醇溶蛋白膜样品的失重率为31.66%,采用土埋法处理的玉米醇溶蛋白膜样品的失重率为94.01%。据此可以推断,玉米醇溶蛋白膜可以在自然环境下降解,具备可降解材料的特性。
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