CN104710637A - 一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法。其特征是：将大豆分离蛋白加入水中，加热至一定温度，加入丙烯酸类衍生物，搅拌溶解一段时间。把成膜溶液倒入有机玻璃框内，于恒温箱内干燥成膜。本发明方法可使大豆分离蛋白膜阻隔氧气的能力大大提高，能够延缓食品的氧化变质，延长食品的货架寿命。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法。
背景技术
利用农产品生产可塑性材料，包括纤维素、淀粉、蛋白质等，是可生物分解的。至今，蛋白质的应用仍局限于食品领域，聚合物科学及其技术研究的是大分子的结构和功能，利用这方面的原理和设备，对农业原料，特别是蛋白质，在非食品领域进行研究。蛋白质是通过非共价键结合的，具有无定形三维结构的天然聚合物。利用蛋白质原料可以生产出可塑性极强的功能聚合物，其中包括可食性大豆蛋白膜。由于大豆分离蛋白优良的成膜性、阻湿性、阻油性及较高的营养价值，在可食性膜的开发上备受关注。
阻氧性能是衡量包装膜的重要指标，对氧气阻隔性能好能延缓食品的氧化变质，对二氧化碳的透性低则有利于气调包装，延长食品的货架寿命。纯大豆分离蛋白膜对氧气、二氧化碳的屏障特性通常较弱，对于阻止氧气渗入和防止包装食品的氧化均有效果较差，这对于油性食品的包装非常不利，限制了其在实际中的应用。
很多学者尝试通过各种物理、化学、酶和共混的方法来改善蛋白膜的此项性能。毕会敏等人研究了高压处理对大豆分离蛋白膜性能的影响。高压处理使膜液的稳定性提高，膜的抗张强度增大，阻氧性有所增强。Ghorpade等人研究醋酸酐、琥珀酸酐、钙离子和甲醛对膜的水溶性、拉伸强度、刺穿强度、水蒸汽透过率和阻氧性的影响。发现醋酸酰和琥珀酸酐能够提高膜的水溶性，其它特性无明显变化。韩兆鹏等人探讨了pH和加热温度对SPI膜性能的影响，结果表明pH值为10.0，80 ℃下处理后的薄膜的水蒸气透过系数最小，阻氧性能最佳，但热处理温度过高或加热时间过长，均会使蛋白质分子链断裂，分子发生解离，不利于网状结构的形成，且水蒸气透过系数迅速增大。这些方法虽然能一定程度地提高大豆蛋白膜的阻氧性能，但是这些方法不利于放大，难以适应工业化生产的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法。
本专利所提供的提高大豆分离蛋白膜阻油性能的方法，其特征是工艺为：将大豆分离蛋白加入水中，加热至一定温度，加入丙烯酸类衍生物，搅拌溶解一段时间。把成膜溶液倒入有机玻璃框内，于恒温箱内干燥成膜。
本发明所述的丙烯酸类衍生物包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺。
本发明所述的丙烯酸类衍生物的浓度为5%~40%（W/W，丙烯酸类衍生物/大豆分离蛋白）。
本发明所述的水浴加热的温度为50~90 ℃。
本发明所述的水浴加热的时间为30~150 min。
阻氧性能的测定方法为：称取5 g花生油，置于广口瓶中，用制备的膜将瓶封口，置于60 ℃干燥箱中，7 d后，揭膜测定其过氧化值（POV值），以脂肪氧化的程度间接对比膜的阻氧性。POV值（meq/kg）的测定方法依据油脂过氧化值测定GB/T 5538-1995进行。
c为硫代硫酸钠标准溶液浓度（mol/L）；
V 1为样品消耗硫代硫酸钠标准溶液体积（mL）；
V 2为试剂空白消耗硫代硫酸钠标准溶液体积（mL）；
m为样品质量（g）。
在本发明的一个优选实施例中，首先配制5%（W/V，蛋白/成膜水溶液）的大豆分离蛋白水溶液，在蛋白水溶液中按照5%（W/W，丙烯酸类衍生物/大豆分离蛋白）加入丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺类物质，搅拌均匀后于50-90 ℃的水浴中加热30-150 min；倾倒至塑料表面皿中，于50℃恒温干燥箱中烘干成膜。揭膜后于温度25 ℃，相对湿度52%的干燥器中贮藏48 h。
具体实施方式
以下利用实施例进一步详细说明本发明，但不能认为是限定发明的范围。
实施例1
将5 g大豆分离蛋白（SPI）加入100 mL水中，搅拌溶解。加热至80 ℃并维持90 min，加入丙烯酸羟乙酯5%（W/W，丙烯酸羟乙酯/蛋白），以每100 cm2面积膜含有0.5 g大豆分离蛋白计，把成膜溶液倒入11×11 cm有机玻璃框内，于50 ℃恒温箱内干燥15~16 h后揭膜，揭下的膜放在温度25 ℃，相对湿度52%的干燥器中贮藏备用。
根据上述过氧化值的测定方法，测定该SPI膜的过氧化值POV值为2.29 meq/kg。
实施例2
将5 g大豆分离蛋白（SPI）加入100 mL水中，搅拌溶解。加热至90 ℃并维持120 min，加入丙烯酸羟丙酯15%（W/W，丙烯酸羟丙酯/蛋白），以每100 cm2面积膜含有0.5 g大豆分离蛋白计，把成膜溶液倒入11×11 cm有机玻璃框内，于50 ℃恒温箱内干燥15~16 h后揭膜，揭下的膜放在温度25 ℃，相对湿度52%的干燥器中贮藏备用。
根据上述过氧化值的测定方法，测定该SPI膜的过氧化值POV值为3.74 meq/kg。
实施例3
将5 g大豆分离蛋白（SPI）加入100 mL水中，搅拌溶解。加热至50 ℃并维持60 min，加入甲基丙烯酸羟丙酯25%（W/W，甲基丙烯酸羟丙酯/蛋白），以每100 cm2面积膜含有0.5 g大豆分离蛋白计，把成膜溶液倒入11×11 cm有机玻璃框内，于50 ℃恒温箱内干燥15~16 h后揭膜，揭下的膜放在温度25 ℃，相对湿度52%的干燥器中贮藏备用。
根据上述过氧化值的测定方法，测定该SPI膜的过氧化值POV值为1.83 meq/kg。
实施例4
将5 g大豆分离蛋白（SPI）加入100 mL水中，搅拌溶解。加热至60 ℃并维持150 min，加入N-羟甲基丙烯酰胺35%（W/W，N-羟甲基丙烯酰胺/蛋白），以每100 cm2面积膜含有0.5 g大豆分离蛋白计，把成膜溶液倒入11×11 cm有机玻璃框内，于50 ℃恒温箱内干燥15~16 h后揭膜，揭下的膜放在温度25 ℃，相对湿度52%的干燥器中贮藏备用。
根据上述过氧化值的测定方法，测定该SPI膜的过氧化值POV值为3.40 meq/kg。
实施例5
将5 g大豆分离蛋白（SPI）加入100 mL水中，搅拌溶解。加热至70 ℃并维持30 min，加入双丙酮丙烯酰胺40%（W/W，双丙酮丙烯酰胺/蛋白），以每100 cm2面积膜含有0.5 g大豆分离蛋白计，把成膜溶液倒入11×11 cm有机玻璃框内，于50 ℃恒温箱内干燥15~16 h后揭膜，揭下的膜放在温度25 ℃，相对湿度52%的干燥器中贮藏备用。
根据上述过氧化值的测定方法，测定该SPI膜的过氧化值POV值为2.12 meq/kg。
实施例6（未加入丙烯酸类衍生物的对照组）
将5 g大豆分离蛋白（SPI）加入100 mL水中，搅拌溶解。加热至70 ℃并维持30 min，以每100 cm2面积膜含有0.5 g大豆分离蛋白计，把成膜溶液倒入11×11 cm有机玻璃框内，于50 ℃恒温箱内干燥15~16 h后揭膜，揭下的膜放在温度25 ℃，相对湿度52%的干燥器中贮藏备用。
根据上述过氧化值的测定方法，测定该SPI膜的过氧化值POV值为9.45 meq/kg。
Claims (5)
1.一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法，其特征在于，首先将大豆分离蛋白加入水中，水浴加热，加入丙烯酸类衍生物，搅拌溶解一段时间，把成膜溶液倒入有机玻璃框内，于恒温箱内干燥成膜。
2.根据权利要求1中所述的一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法，其特征在于，所述丙烯酸类衍生物为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺，双丙酮丙烯酰胺中的一种。
3.根据权利要求1中所述的一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法，其特征在于，所加入的丙烯酸类衍生物的浓度为5%~40%（W/W，丙烯酸类衍生物/大豆分离蛋白）。
4.根据权利要求1中所述的一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法，其特征在于,水浴加热的温度为50~90 ℃。
5.根据权利要求1中所述的一种提高大豆分离蛋白膜阻氧性能的方法，其特征在于,水浴加热的时间为30~150 min。
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