張華江,遲玉杰,蘇瑛杰

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030)

大豆蛋白薄膜制備及性能的研究

張華江,遲玉杰,蘇瑛杰

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030)

以大豆分離蛋白為主要原料,在一定條件下與增塑劑、還原劑等發(fā)生共價(jià)交聯(lián)反應(yīng),通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)對(duì)成膜配方、成膜條件的研究及微觀結(jié)構(gòu)分析,制備出可以降解,并具有一定機(jī)械強(qiáng)度的復(fù)合蛋白薄膜,可部分替代塑料用于食品包裝領(lǐng)域,減少環(huán)境污染。研究結(jié)果表明,采用亞克力材質(zhì)板槽制膜,60℃干燥時(shí)間 2h;成膜配方是大豆分離蛋白濃度 4.0%,增塑劑 2.0%,還原劑 0.1%;抗拉強(qiáng)度可達(dá) 61.892N,透 H2O性 16.204mg/(cm2·d),透 O2性0.313mg/(cm2·d),透 CO2性 2.899mg/(cm2·d)。

大豆分離蛋白,薄膜,性能,制備

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆分離蛋白 哈高科大豆食品有限公司提供;甘油 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司;亞硫酸鈉天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠;亞油酸、無水氯化鈣、溴化鉀 上海新寶精細(xì)化工廠。

TA-XT lus型質(zhì)構(gòu)儀 英國 Stable M icro System公司;S-3400N型掃描電子顯微鏡、E-1010型離子濺射儀 日本Hitachi公司;DHG-9210A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;78HW-1型恒溫磁力攪拌器 江蘇金壇榮華儀器公司;JJ-1型電子分析天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司;PHS-3C型酸度計(jì) 上海精密儀器有限公司。

1.2 測定方法

1.2.1 對(duì)各物理性能進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià) 在本實(shí)驗(yàn)中需要綜合考慮多個(gè)物理性能指標(biāo)來對(duì)大豆分離蛋白膜的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià),所以在此采用了模糊綜合評(píng)價(jià)法,即通過引入隸屬度函數(shù)：

式中：X(u)-待分析點(diǎn)的隸屬度函數(shù)值;Xi-待分析點(diǎn)的數(shù)據(jù)值;Xmax-待分析點(diǎn)所在數(shù)據(jù)列的最大值; Xmin-待分析點(diǎn)所在數(shù)據(jù)列的最小值。

將膜的多個(gè)性能指標(biāo)經(jīng)過模糊變換成綜合評(píng)價(jià)的累加加權(quán)隸屬度值∑X(u)·Y。本實(shí)驗(yàn)中需要考慮的物理性能有抗拉強(qiáng)度、透 H2O性、透O2性、透 CO2性,所以綜合評(píng)價(jià)的權(quán)重子集 Y為{0.25,0.25,0.25, 0.25}。

1.2.2 抗拉強(qiáng)度的測定 質(zhì)構(gòu)儀的探入距離設(shè)定為50mm,探入前速度為 15mm/s,探入過程中速度為5mm/s,探入后速度 (50mm以后返回的速度)為15mm/s。

1.2.3 水蒸汽的透過性的測定 通過擬杯子法,杯重的增加量計(jì)算水蒸氣的透過量[8]。

1.2.4 透O2性和透 CO2性的測定

a.膜透 O2性 (Qo2)測定：采用不飽和油脂吸收法。計(jì)算公式如下：

b.膜透 CO2性 (QCO2)測定：采用強(qiáng)堿吸收法。計(jì)算公式如下：

1.2.5 表面結(jié)構(gòu)分析 利用 S-3400N型掃描電子顯微鏡對(duì)大豆分離蛋白薄膜的表面拍攝照片并對(duì)表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察分析,粒子濺射噴金時(shí)間 140s,電流15～20mA,電鏡放大倍數(shù) 300倍。

1.3 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 蛋白質(zhì)溶液的制備 將蒸餾水在水浴鍋中預(yù)熱一段時(shí)間,使之達(dá)到 30～40℃,加入 20%無水乙醇、甘油(增塑劑)、Na2SO3(還原劑)等物質(zhì),再在磁力攪拌的狀態(tài)下將一定量的大豆分離蛋白逐漸加入,以配成一定濃度的溶液。

1.3.2.2 恒溫水浴加熱 水浴穩(wěn)定控制在 92～95℃左右,加熱 30～40min。在水浴時(shí)應(yīng)用玻璃棒攪拌溶液,使其受熱均勻。

1.3.2.3 恒溫干燥成膜 將水浴后的大豆分離蛋白溶液冷卻至室溫,迅速用四層紗布過濾,每次精確稱取固定的質(zhì)量 10.0g,均勻倒進(jìn)規(guī)格為 300×300× 10mm(長 ×寬 ×高)的亞克力板槽內(nèi) (可根據(jù)所需膜的厚度和性能,來確定稱取的質(zhì)量和板槽的尺寸)[9],溫度在 50～60℃,保持 2～3h取出。

1.3.2.4 回軟、揭膜 將干燥成膜后的玻璃板倒扣于水浴蒸汽鍋上,水浴鍋溫度調(diào)為 80～90℃,蒸汽熏蒸20～25s,均勻濕潤回軟后可揭膜。揭膜時(shí),先將膜與玻璃板四周分離[10],然后放在相對(duì)濕度為 50%的環(huán)境中平衡 48h備用。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆蛋白膜成膜條件的確定

2.1.1 制膜板槽材質(zhì)的選擇 本實(shí)驗(yàn)分別選擇亞克力、聚乙烯塑料、玻璃 3種材質(zhì)的板槽進(jìn)行篩選,板槽的規(guī)格是 300×300×10mm(長 ×寬 ×高),每次倒入槽內(nèi)的蛋白液精確稱取 10.0g,迅速搖勻并在室溫下平放 5min,移至干燥箱中進(jìn)行干燥,溫度為 55℃,時(shí)間 3h,結(jié)果見表 1。

表1 板槽材質(zhì)對(duì)成膜狀態(tài)的影響

由表 1可知,成膜板槽材質(zhì)的不同,其成膜狀態(tài)差別較大。亞克力板槽、聚乙烯塑料板槽、玻璃板槽揭膜難度依次加大,體現(xiàn)了這三種材質(zhì)對(duì)蛋白膜的黏合性、剝離性方面存在較大差異,在膜的完整性、透明度、光滑程度方面亞克力板槽的成膜狀態(tài)比較優(yōu)越,所以在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中采用該材質(zhì)的板槽作為載體制模。

2.1.2 成膜干燥條件的確定 采用熱風(fēng)恒溫干燥的方式將膜進(jìn)行干燥,為了能夠節(jié)省能源同時(shí)還要保證蛋白膜的機(jī)械強(qiáng)度,本實(shí)驗(yàn)選擇在 40、50、60、70、80℃進(jìn)行烘干,以膜干燥后抗拉強(qiáng)度和干燥時(shí)間為指標(biāo)進(jìn)行篩選成膜干燥的條件,結(jié)果見圖 1。

圖1 干燥溫度對(duì)成膜狀態(tài)的影響

由圖 1可知,隨著干燥溫度的升高,干燥時(shí)間縮短,但在 40～60℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高至膜干燥的時(shí)間縮短幅度較大,在 60℃以上縮短幅度較小,在60℃條件下,烘干需要 2h。同時(shí)干燥條件對(duì)膜的抗拉強(qiáng)度也有一定影響,在 60℃以下,溫度的升高可以使蛋白質(zhì)大分子從原來有秩序的緊密結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o秩序的松散結(jié)構(gòu),分子內(nèi)部的巰基和疏水性基團(tuán)等暴露在分子表面,有利于加強(qiáng)蛋白質(zhì)分子內(nèi)或蛋白質(zhì)分子間的相互作用,從而得到堅(jiān)固致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但當(dāng)熱處理溫度過高(大于 60℃),隨著溫度的升高,蛋白質(zhì)分子會(huì)過度變性,分子鏈大量斷裂,不利于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成,膜機(jī)械性能開始下降。因此,本研究的成膜干燥條件確定為 60℃、2h為宜。

表 2 大豆分離蛋白濃度對(duì)膜性能的影響

表3 甘油含量對(duì)膜性能的影響

2.2 大豆分離蛋白濃度對(duì)膜性能的影響

依次準(zhǔn)確配制濃度為 1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%的大豆分離蛋白溶液 (溶劑的配方是蒸餾水和無水乙醇的體積比為 8∶2),分別加入 1.5%含量的甘油,磁力攪拌 20min,并在此狀態(tài)下加入量好的大豆分離蛋白,其余操作同工藝流程和操作要點(diǎn)。主要性能指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 2。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：大豆分離蛋白濃度為 1.0%的膜極薄且脆,只能形成細(xì)小片狀的碎塊,不易成膜; 7.0%和 8.0%的大豆分離蛋白溶解性差,有大塊未溶解團(tuán)狀物,其成膜偏黃、發(fā)脆。成膜含量在 2.0%～6.0%之間容易揭膜,可以得到柔軟、表面光滑的薄膜。由表 2可以看出,隨著大豆分離蛋白含量的增加,薄膜的抗拉強(qiáng)度增大,柔軟度下降,顏色由淡黃色至黃色,逐漸加深。大豆分離蛋白含量為 2.0%時(shí),揭膜稍困難,膜非常柔軟,透氣度最大,抗拉強(qiáng)度較小;大豆分離蛋白含量為 6.0%時(shí),雖然膜的抗拉強(qiáng)度較大,但膜偏硬,顏色偏黃。大豆分離蛋白含量3.0%～5.0%的膜的各項(xiàng)測試指標(biāo)較好,綜合考慮各方面因素,選取蛋白濃度 4.0%為單因素實(shí)驗(yàn)的較佳條件,選取蛋白濃度在 3.0%～5.0%作為后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)的水平范圍。

2.3 增塑劑對(duì)膜性能的影響

本研究考察某一特定增塑劑——甘油含量對(duì)膜性能的影響。甘油可以通過減少聚合物相鄰鏈間的分子內(nèi)相互作用而降低膜的脆性及易碎性,增加膜基質(zhì)間的空隙,賦予膜一定的柔韌性[11-12]。本實(shí)驗(yàn)分別選取甘油含量 0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%共計(jì) 6組方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn) (大豆蛋白濃度固定在4%),其它流程同上,并測定薄膜的性能指標(biāo)見表 3。

由表 3可知,隨著甘油含量的增加,膜抗拉強(qiáng)度降低,透氣度增大。這是因?yàn)楦视秃吭黾?單位體積羥基的數(shù)目增多[13],結(jié)合水分子的數(shù)目也增多,使膜中蛋白質(zhì)相對(duì)含量下降,削弱了其分子間的相互作用[14],結(jié)構(gòu)變差,膜的致密性下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,甘油含量在 0.5%時(shí),膜脆,易斷裂,不可應(yīng)用,原因是結(jié)合水分過少;甘油含量在 1.0%～2.0%之間,可以得到具有抗拉強(qiáng)度較高,阻氣性較好的薄膜;甘油含量達(dá)到 3.0%～4.0%時(shí),成膜非常柔軟,易揭膜,膜表面有少量甘油析出,抗拉強(qiáng)度較低,膜的透水性、透氣性均有所增加,但其優(yōu)點(diǎn)在于膜的柔軟性明顯優(yōu)于前幾者;當(dāng)甘油含量達(dá)到 5.0%時(shí),膜抗拉強(qiáng)度最小,透氣度最大,而且膜開始稍有返潮性,膜綜合性能最差。綜合考慮各方面因素。選甘油含量以1.5%為單因素實(shí)驗(yàn)的最佳條件,選取 1.0%、1.5%、2.0%濃度作為正交實(shí)驗(yàn)的水平范圍。

2.4 還原劑對(duì)膜性能的影響

在成膜配方中添加還原劑,可打斷分子內(nèi)的二硫鍵(-S-S-),增多巰基 (-SH)量,有利于在隨后的涂膜干燥過程中形成新的分子間二硫鍵;還原劑處理還可以使多肽鏈分子量降低,有利于暴露內(nèi)部疏水基團(tuán)[15],增強(qiáng)膜的強(qiáng)度和阻隔性。

2.4.1 還原劑的選擇 準(zhǔn)確配制 3份 4%大豆分離蛋白溶液,分別加入含量是 1.5%的甘油,在磁力攪拌條件下一份添加 0.1%Na2SO3,另一份添加 0.1%葡萄糖,第 3份作為對(duì)照不加還原劑,其他流程同上,測試膜的性能,其性能指標(biāo)見表 4。

由表 4可知,與對(duì)照相比,添加Na2SO3的膜幾乎為無色透明,原因是Na2SO3有一定的漂白作用,使大豆分離蛋白原有的淡黃色變淺;添加葡萄糖的膜顏色偏焦黃色,影響膜的表觀效果,主要是還原糖和蛋白質(zhì)發(fā)生了糖氨褐變作用。添加Na2SO3的膜和對(duì)照相比抗拉強(qiáng)度明顯增大,原因是 Na2SO3打斷了蛋白質(zhì)分子中的二硫鍵,使蛋白質(zhì)分子展開,重新形成堅(jiān)固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[16],而添加葡萄糖的膜抗拉強(qiáng)度減小,是葡萄糖的變性阻礙了大豆分離蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。添加葡萄糖后,葡萄糖使蛋白質(zhì)分子展開,大豆分離蛋白分子間的空隙增大,導(dǎo)致膜的透氣性增大。綜合考慮各方面因素,本實(shí)驗(yàn)選取 Na2SO3作為還原劑。

表4 不同還原劑對(duì)膜性能的影響

表 5 還原劑(Na2SO3)的濃度對(duì)膜性能的影響

表 6 L9(33)正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析表

表7 二次平行實(shí)驗(yàn)

2.4.2 還原劑添加量的選擇 準(zhǔn)確配制 5份 4%大豆分離蛋白溶液,分別按添加量為 0.025%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%Na2SO35個(gè)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其他流程同上。其性能指標(biāo)見表 5。

由表 5可知,Na2SO3從 0.025%到 0.1%,抗拉強(qiáng)度增大,其中從 0.05%到0.1%增大幅度明顯,阻氣性能逐漸增強(qiáng);超過 0.1%,抗拉強(qiáng)度又減小,阻氣性能逐漸降低;添加量 0.15%膜的抗拉強(qiáng)度較 0.1%膜的抗拉強(qiáng)度開始降低,原因是過量的還原劑阻礙了展開的大豆分離蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重新形成[17],阻氣性能也有所降低。0.2%膜表面粗糙,不均勻,黏著性、成膜性差,抗拉強(qiáng)度很低,阻氣性能較差。綜合考慮各因素,選取 Na2SO30.05%～0.15%作為后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)的水平范圍。

2.5 大豆分離蛋白膜配方的優(yōu)化

通過單因素實(shí)驗(yàn)研究表明,大豆分離蛋白濃度、增塑劑的含量、還原劑的種類和添加量對(duì)膜性能影響較大。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行 L9(33)的正交實(shí)驗(yàn),綜合考慮多個(gè)物理性能指標(biāo)來對(duì)大豆分離蛋白膜的性能進(jìn)行評(píng)價(jià),所以在此采用了模糊綜合評(píng)價(jià)法,即隸屬度函數(shù),將膜機(jī)械強(qiáng)度(正效應(yīng))、透 H2O性 (負(fù)效應(yīng))、透O2性 (負(fù)效應(yīng))、透 CO2性 (負(fù)效應(yīng))4個(gè)性能指標(biāo),經(jīng)過模糊變換成綜合評(píng)價(jià)的累加加權(quán)隸屬度值∑X(u)·Y(具體見 1.2.1)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,見表 6。

從表 6中可以看出,各因素對(duì)大豆分離蛋白膜性能影響的主次關(guān)系依次為：A＞B＞C即：大豆分離蛋白濃度 ＞增塑劑 ＞還原劑。所以,可初步篩選條件為 A2B3C2即：大豆分離蛋白：4.0%,增塑劑 (甘油)：2.0%,還原劑(Na2SO3)：0.1%。同時(shí),將最佳條件A2B3C2與正交實(shí)驗(yàn)表中綜合評(píng)價(jià)累加加權(quán)隸屬度值最高的方案 5(A2B3C1)和最低的方案 9(A3B2C1)做二次平行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照。結(jié)果見表 7。

由表 7可以看出,A2B3C2的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)略高于A2B3C1,明顯好于A3B2C1,進(jìn)一步驗(yàn)證了正交實(shí)驗(yàn)所統(tǒng)計(jì)的結(jié)果,所以本實(shí)驗(yàn)故取 A2B3C2為最終的成膜配方條件。

2.6 蛋白膜微觀結(jié)構(gòu)的電鏡觀察

在進(jìn)行了蛋白膜性能測試篩選配方之后,為了進(jìn)一步說明膜的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能的關(guān)系,本實(shí)驗(yàn)采用 S-3400N型掃描電子顯微鏡對(duì)大豆分離蛋白薄膜的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察分析,分析對(duì)象主要是最終篩選的方案 A2B3C2,綜合評(píng)價(jià)累加加權(quán)隸屬度值較高的方案 5(A2B3C1)和較低的方案 9(A3B2C1)結(jié)果如圖 2～圖 4。

圖 2 A2B3C2電鏡觀察結(jié)果

圖 3 A2B3C1電鏡觀察結(jié)果

圖 4 A3B2C1電鏡觀察結(jié)果

圖 2～圖 4是放大 300倍的電鏡觀察效果,由圖 2可以看出,A2B3C2方案的蛋白膜中蛋白粒子排列密集,各蛋白粒子之間相互吸引強(qiáng)烈,形成交織緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),該膜具有較大的抗拉強(qiáng)度,能對(duì)水分和氣體產(chǎn)生較強(qiáng)的阻止能力,這與表 6測定的指標(biāo)比較吻合;從圖 3中(方案A2B3C1)可以看到,蛋白粒子之間結(jié)構(gòu)略有疏松,而且與圖 2比較存在較多的空洞,這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得蛋白膜的各項(xiàng)性能指標(biāo)略有下降;由圖 4(方案A3B2C1)可以看出,膜中蛋白粒子排列非常疏松,交聯(lián)在一起的程度也很低,很多蛋白分子獨(dú)立成團(tuán),而且存在較大的空洞,該膜具有較低的抗拉強(qiáng)度,也容易滲透較多的水分和氣體,綜合性能較低。所以,上述觀察結(jié)果更進(jìn)一步驗(yàn)證了 3種方案之間物理性能指標(biāo)的差異,為下一步深入研究奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)最終研究結(jié)果表明：采用亞克力材質(zhì)板槽制模,60℃干燥時(shí)間 2h,大豆分離蛋白濃度 4.0%,增塑劑含量 2.0%,還原劑添加量 0.1%成膜性能較好,蛋白膜的抗拉強(qiáng)度可達(dá) 61.892N,透 H2O性 16.204mg/(cm2·d),透O2性 0.313mg/(cm2·d),透CO2性 2.899mg/(cm2·d)。該產(chǎn)品透明柔軟,具有一定的彈性和強(qiáng)度,可部分替代塑料用于食品包裝領(lǐng)域應(yīng)用,是一種具有開發(fā)前景的綠色包裝材料。

[1]李里特 .大豆加工與利用 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2003：45-52.

[2]汪學(xué)榮,闞建全,汪水平 .可食性大豆分離蛋白膜的制膜工藝研究[J].食品科學(xué),2008,29(5)：153-155.

[3]曲玲,張春紅,劉長江 .大豆分離蛋白的復(fù)合改性及其對(duì)某些功能性的影響[J].食品工業(yè)科技,2007,28(2)：71-73.

[4]閆革華,畢會(huì)敏,馬中蘇 .大豆分離蛋白基可食薄膜[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版,2004,34(1)：160-162.

[5]羅麗花,陳云,王小梅 .凝固體系對(duì)纖維素/大豆蛋白膜結(jié)構(gòu)的影響[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(2)：5-7.

[6]Rhin J W,Gennadics A,Honda A,et al.Solubility of soy protein isolate[J].Agric Food Chem,2000,48：4379-4385.

[7]LacroixM,Le T C,Ouattara B,et al.Use of r-irradiation to produce films femo whey,casein and soy proteins：structure and functional characteristics[J].Radiation Physics and Chemistry, 2002,63：828-830.

[8]姜燕,唐傳核,溫其標(biāo),等 .蛋白質(zhì)膜的研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā),2006,27(9)：186-187.

[9]張春紅,趙前程,劉婷 .大豆蛋白膜的研究進(jìn)展[J].糧食加工,2008,33(3)：61-63.

[10]Park H J,Chinnan M S.Gas and water vapor barrier properties of edible films from protein and cellulosic materials [J].J Food Engr,1995,25：498.

[11]Crank J.The mathematics of diffusion[M].London：Oxford University Press,1975：25-28.

[12]Brandeborg A H,Weller C I,Testin R F.Edible films and coatings from soy protein[J].J Food Sci,1993,58：96-97.

[13]Hernandez-Munoz P,Esprosite P D,Sorrentino C,et al. Preparation and mechanical properties of gluten in-rich films [J].Food Hydrocolloids,2004,18：405-408.

[14]Mariniello L,Pierro P D,Esprosito C,et al.Preparation and mechanical properties of edible protein soy flour films obtained in the absence or presence of transglutaminase[J].Journal of Biotechnology,2003,102：192-194.

[15]Orliac B,Rouilly A,Silvestre F,et al.Effects of various plasticizers on the mechanical properties,water resistance and aging of thermo-mounded films made from sunflower proteins [J].Industrial Crops and Products,2003,18：90-95.

[16]Tang C H,Jiang Y,Wen Q B,etal.Effect of transglutaminase treatment of the properties of cast films of soy proteinisolates[J].Journal ofBiotechnology,2005,120：294-298.

[17]Laura Fernandez,Marta Cebrian M,et al.Effect of the unsatration degree and concentration of fatty acids on the propertyes ofWPI-based films[J].Eur Food Res Technol,2006, 24：29-30.

Study on preparation and properties of the soy protein film

ZHANG Hua-jiang,CHIYu-jie,SU Y ing-jie
(College of Food Science,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin 150030,China)

Soy p rote in isola te,as the m a in raw m a te ria l,occured cova lent c ross-linking reac tion w ith p las tic ize r, reduc ing agent unde r ce rta in cond itions.Thefi lm ing form ula,fi lm ing cond itions,m ic ros truc tureana lys is we re de te rm ined through s ing le-fac tor exp e r im ent and orthogona l tes t.The comp ound p rote in fi lm was p rep a red w ith deg rada tion,som e m echanica l s treng th.It is a kind of g reen p ackag ing m a te ria ls of deve lopm ent p rosp ec ts.The results showed tha t ac rylic m a te ria ls m old p la te g roove was used to fi lm a t temp e ra ture of60℃ for2h and the op t im um fi lm ing cond itions we re tha t soy p rote in isola te4.0%,p las tic ize r2.0%,reduc ing agent0.1%,tens ile s treng th61.892N,wa te r p e rm eab ility16.204m g/(cm2·d),oxygen p e rm eab ility0.313m g/(cm2·d),ca rbon d ioxide p e rm eab ility2.899m g/(cm2·d).

soy p rote in isola te;fi lm;p rop e rties;p rep a ra tion

TS206.4

B

1002-0306(2010)02-0295-05

隨著工業(yè)化發(fā)展而誕生的化學(xué)合成塑料制品,因其價(jià)格便宜,性質(zhì)穩(wěn)定、優(yōu)良而被廣泛用于食品包裝和保鮮。但是化學(xué)合成塑料遺棄在環(huán)境中不易分解腐爛,造成嚴(yán)重的“白色污染”,還有在高溫加熱的時(shí)候,如易產(chǎn)生有害氣體及異味,會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的毒害作用[1],這已成為目前世界性的環(huán)保難題。據(jù)國際包裝工業(yè)發(fā)展情況統(tǒng)計(jì),食品包裝材料約占全部包裝材料用量的 50%,在破壞環(huán)境的垃圾中塑料占 72%,其中很大一部分來源于食品塑料包裝廢棄物[2]?？山到庑阅な且蕴烊豢山到庑晕镔|(zhì) (如蛋白質(zhì)、多糖、纖維素及衍生物等)為原料,通過不同分子間相互作用形成的具有多孔網(wǎng)絡(luò)的薄膜[3-4]?？山到庑阅た梢员晃⑸锼到饣蚺c被包裝食品一起食用[5],也可作為食品色、香、味、營養(yǎng)強(qiáng)化和抗氧化物質(zhì)的載體[6]。在此相關(guān)領(lǐng)域,國內(nèi)外部分學(xué)者也進(jìn)行了一些研究,但多數(shù)集中在以大豆蛋白和多糖及部分類脂為主要基質(zhì),制備可食用性的食品涂膜材料,用于水果、蔬菜、禽蛋的涂膜保鮮及糕點(diǎn)、糖果的內(nèi)包裝等[7],此類薄膜在附著性、速溶性、延展性等方面要求相對(duì)較高,對(duì)于單獨(dú)用于食品外包裝大豆蛋白薄膜很少見到報(bào)道。所以,本研究以將來能部分替代聚乙烯塑料包裝為目的,制備有較高機(jī)械性能和良好阻氣、阻水性能可降解的食品外包裝材料,同時(shí)對(duì)成膜的具體條件和蛋白膜的微觀結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了比較深入的探討,為下一步在該領(lǐng)域的深入研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2009-03-27

張華江(1976-),男,講師,博士,研究方向：農(nóng)產(chǎn)品深加工。

黑龍江省科技攻關(guān)計(jì)劃(國際合作)項(xiàng)目資助(WB07A01);哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2007RFQXN015)。