可食性蛋白膜普遍存在机械强度不足、耐水性低、热封性差、抗氧化及抑菌性弱等问题,限制了其在实际中的应用。因此,还需要通过不同的手段对其进行改造、修饰,才能形成性能良好的蛋白膜。而多糖共混改性技术在蛋白膜改造中发挥了极其重要的作用。本研究将具有抗菌、抗氧化及促凝胶作用的仙草胶与三种蛋白质(酪蛋白、大豆蛋白和明胶)成膜基质共混,制备成了仙草胶/蛋白膜;探究了共混仙草胶对蛋白膜流变特性、物理-机械特性以及抗菌、抗氧化特性的影响;同时系统分析了共混仙草胶对蛋白膜中化学键及分子构象的影响,探明了仙草胶共混改性蛋白膜的作用机理,为仙草胶共混改性蛋白膜在实际中的应用提供了一定的理论基础。并获得以下结论:1.对成膜液的流变学研究表明,共混仙草胶显著改变了蛋白成膜液的黏度和黏弹性。这说明仙草胶和蛋白质之间的交互作用使成膜液的网络结构发生了显著的改变。静态流变学研究发现:所有成膜溶液均表现出剪切稀化现象,为非牛顿流体。仙草胶显著影响了蛋白成膜液的表观黏度。共混仙草胶导致酪蛋白成膜液的表观黏度增加。而在大豆蛋白和明胶成膜液中,表观黏度呈先减少后增加的趋势。动态流变学研究发现:单一酪蛋白成膜液整体的黏弹性行为表现得更像液体,而共混适量仙草胶的酪蛋白成膜液的黏弹性行为却表现得更像固体。在大豆蛋白成膜液和明胶成膜液中,共混少量仙草胶会导致成膜液的黏弹性降低;共混大量仙草胶却会使其黏弹性增加。2.通过测定膜的抗张强度(TS)、断裂伸长率(EAB)、水蒸汽透湿系数(WVP)、水溶性、水分含量、透光率、玻璃态转化温度(Tg)和接触角等指标,发现共混适量的仙草胶对蛋白膜的力学、阻湿、色泽和热力学等相关的物理-机械性能有一定程度的改善作用。3.抗氧化和抗菌试验表明:共混仙草胶有利于提高蛋白膜的抗氧化、抗菌性能;共混膜的抗菌、抗氧化特性主要来源于仙草胶中的多糖、酚类、萜类、黄酮类物质以及一些美拉德反应产物。4.通过红外光谱、X-衍射、核磁共振、化学键测定、扫描电镜和氨基酸分析等手段,研究了仙草胶改良蛋白膜的作用机理,得出以下结论:(1)通过对膜的红外光谱和氨基酸组成变化进行分析,发现复合膜中仙草胶和蛋白质之间存在着强烈的相互作用(如:美拉德反应产生的共价交联,分子间氢键等),并因此产生了良好的相容性。通过分析膜中分子构象的变化,发现共混适量仙草胶使蛋白膜中有序结构增加,无序结构减少;而共混过量仙草胶会导致无序结构增加,破坏膜的结构。进一步验证了共混仙草胶改变了蛋白膜的微观网络结构,引起宏观性能的变化,从而改变了膜的机械性能和阻隔性,这与物理-机械性能的分析结果是相一致的。(2)膜中的化学键测定结果表明:共混仙草胶导致蛋白膜中非特异性交联、静电相互作用、氢键、疏水作用力以及二硫键发生了显著变化,这些变化的“净结果”可能解释膜机械强度的改变。(3)X-衍射分析表明:共混少量仙草胶时,形成的共混膜的结构越来越趋向于无定形,有利于增加膜的均匀性和致密度。共混过量仙草胶时,由于共混膜内产生了大量的美拉德反应产物,这些产物过度集中的聚集、结晶,膜的结晶度随之增加,破坏了膜的结构。(4)采用低场核磁共振技术分析了水分状态变化与复合膜形成的关系。研究发现,膜中存在三种不同状态的水分子:自由水、不易流动水和结合水;共混仙草胶对蛋白膜束缚水的能力有显著影响,这主要与仙草胶自身的结构、仙草胶与蛋白质间的共价交联、共混仙草胶后引起的蛋白膜中氢键的变化有密切关系。5.比较了冷却猪肉经不同蛋白膜和仙草胶/蛋白复合膜包裹处理后的保鲜效果。通过对冷却猪肉的TVB-N值、TBARs值、色泽、硬度、韧性和菌落总数等评定指标进行综合对比,发现仙草胶/蛋白复合膜处理较蛋白膜处理可更有效地延缓冷却猪肉的TVB-N值、TBARs值的上升,延长肉色的保持时间,延缓肉的韧性和硬度的降低,抑制细菌总数,从而延长冷却猪肉的货架期。综上所述,仙草胶共混改性在蛋白膜功能改造中扮演了重要的角色。在蛋白膜中共混适量的仙草胶可以有效改善(或改造)膜的各项功能特性。本研究在分子水平探讨了仙草胶改良蛋白膜的作用机理,这将为开发具有不同功能性的蛋白膜或涂层提供理论依据;同时,也可其它多糖对蛋白膜功能特性的改造提供参考。