花生分离蛋白可食性膜制备及性能研究
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we r e 8 . 0 % , 9 . 0 a n d 7 5 ℃ ,r e s p e c t i ve l y.Und e r t he o p t i ma l c o nd i t i o n s t h e t e n s i l e s re t ng t h,e l o n g a t i o n
r a t i o a n d v a p o u r r t a n s f e r v e l o c i t y( V w v T R ) o f t h e i f l m r e a c h e d 1 . 4 1 MP a , 1 7 3 . 8 7 %, 2 3 . 4 7 g /( h 。 m )
Ab s t r a c t : E i f e c t s o f p e a n u t p r o t e i n i s o l a t e( P P I ) c o n c e n t r a t i o n , p H a n d h e a t i n g t e mp e r a t u r e o n t h e
入 甘油, 用1 mo l / L H C 1 或N a O H调节 p H 至实验值 , 磁力搅拌 器上处 理 2 0 m i n , 水浴加热处理 3 0 mi n直到 完 全溶解 , 成膜液 呈现均 匀状态 。离心 ( 3 0 0 0 r / mi n , 1 0 mi n ) , 过滤 , 量取混 合液倒 入有机玻 璃板上 流延均
p e a n u t p r o t e i n i s o l a t e — b a s e d e d i b l e il f m p r o p e r t i e s we r e s t u d i e d . Th e o p t i ma l f o r mu l a o f t h e il f m
匀, 水 平放 置 2 h 。膜表 面成 型后 , 放入 6 5℃鼓 风干 燥 箱 中干燥 , 揭膜 即可 得到 花 生分离 蛋 白可食性 膜 , 揭 膜后 在相 对湿 度( R H) 5 0 %( 硝酸 镁饱 和溶 液 ) 下 平衡 4 8 h , 用 以测定性能指标 一 ” 。 1 . 4花生分 离蛋 白可食 性膜膜 性能测定
MP a , 1 7 3 . 8 7 %, 2 3 . 4 7 g /( h ・ m o
关 键词 : 花 生分 离蛋 白; 可食 性 膜 ; 性 能
S t u d i e s o 0 n o r o r o e  ̄ r t i e s o O f l p e a n u t p r o t  ̄ e i " n I ‘ S O l a t e — b D a s S e d ( I e d i b l e i f l l l m
1 . 4 . 1 膜 厚度 测 定
用螺旋测微 仪在膜 上随机 取 5点 , 准 确测量膜 厚 度, 取 其平 均值 , 用作 该样 品抗 拉强 度和 水蒸 气透 性
收稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 9 - 1 1 基金项 目: 青 岛市公共领域科技 支撑计划项 目( 1 2 一 卜3 _ 4 0 一 n s h) 作者简介 : 李鹏( 1 9 8 0  ̄ ) , 男, 山东青 岛, 讲 师, 在读博士 , 研 究方向: 农产品加 工及 贮藏 工程 。 通信作者 : 杨伟强( 1 9 7 9  ̄ ) , 男, 副研 究 员, 研 究方向: 花 生加 工。
LI P e n g , YANG We i — q i a n g 2 , S UN J i e 2
( 1 . C o l l e g e o f F o o dS c i e n c e a n dE n g ne i e r ng i , Qi n g d a o A g r i c u l t u r e U n i v e r s i t y , Qi n g d a o 2 6 6 1 0 9 , S h a n d o n g , C h i n a ; 2 . S h a n d o n g P e a n u t Re s e a r c h I n s t i t u t e , Qi n g d h i n a)
粮 食 与 油 脂
2 0 1 3年第 2 7卷第 1 期
花 生 分 离 蛋 白可 食 性 膜 制 备 及 性 能 研 究
李 鹏 , 杨 伟强 , 孙 杰 ( 1 . 青 岛农业大学食品科学与工程学院, 山东青岛 2 6 6 1 0 9 ; 2 . 山 东省 花 生研 究所 , 山 东青 岛 2 6 6 1 0 0) 摘 要 :以花 生分 离蛋 白为原 料 , 研 究 了花生分 离蛋 白溶 液浓度 、 溶液 p H、 热 处理 温度 对 花 生分 离 蛋 白可食性膜膜性能影响 , 通过正交优化试验确定成膜最佳工艺条件。结果表 明, 花生分 离蛋 白 可食性膜最佳制备工艺参数为 : 花生分 离蛋 白溶液浓度为 8 %, p H 9 . 0 , 热处理温度为 7 5℃。在 此条件 下, 花 生分 离蛋 白可食 性 膜 的 抗拉 强度 、 延伸 率和 水 蒸 气迁 移 速 率( w v T R ) 分 别达 到 1 . 4 1
文章编 号 : 1 0 0 8 —9 5 7 8( 2 0 1 3 ) 1 2 —0 0 4 6 —0 3
( 食用级 ) : 北 京鼎国 昌盛 生物 技术有 限公 司; 无 水氯 化钙 、 硝酸镁 、 盐酸 、 氢氧化 钠:天津 市凯通 化学 试剂 有限公司 , 均为分析纯 。
1 . 2实验 仪 器
r e s p e c t i ve l y.
Ke y wo r ds:p e a nu t pr o t e i n i s o l a t e;e d i b l e il f m ;p r o p e r t i e s
中图分 类号 : T S 2 0 6 . 4
文 献标 识码 : A
我 国 花生年 产 量 2 0 1 2年 已经 达到 1 6 0 0万 吨左 右 …, 超过大豆 产量水平 ( 1 3 0 0 万吨) , 花 生中蛋 白质 含 量 高达 2 4 % ̄3 2 %, 是世 界 第三 大蛋 白质 来 源, 其 中约有 6 0 % 的花生用 于榨油 。花生粕 是油脂压 榨副 产 物, 其 中蛋 白质 含量 接近 5 0 %, 榨油 后剩 余花 生饼 粕 除小 部分 用于饲 料 生产外 , 其 余均 未被 充分 利用 , 造成 了资源大量浪费。 花 生蛋 白是 一种优 质植物蛋 白, 花生 蛋 白分子 中 存 在大量氢 键、 疏水键 、 二硫键 、 范德华力 、 离子键 、 配 位键, 可 成 膜性 高, 同时花 生蛋 白膜可 以减少食 品内 部 水分蒸发 , 阻止 空气 中氧与食 品之 间发 生的氧化作 用, 防止微生物滋生 , 延长食 品贮藏期 刊 。 与合成包装 材料相 比 , 花 生蛋 白膜还 具有能被 生 物 降解 , 无 任何 环境 污染 的特 点, 是 一种 开发 前景 广 阔的绿色包 装材料 。因此开展 花生蛋 白膜研究 , 对 开发 花生 蛋 白利 用 新途径 , 提 高花 生产 业附 加值 , 降 低 环境污染和企业生产环境成本具有极其重要意义 。 本研 究通 过单 因素及 正交 优化试 验 对流 延法 制 备花生分 离蛋 白膜的制备工 艺条件进行 了研究 , 确定 了花生蛋 白膜制备 最优工 艺参 数 , 旨在 为今后可 食性 包装膜 的应用 、 中试及工业 化生产提供 有一定参 考价 值 的试 验 数 据, 为新 型 食 品包 装 的研 究 提供 理 论 依 据, 解 决 花生粕 深 加工利 用难 题 , 同时 延长 花生 加工 产业链 , 提高花 生加工企业经济效益 。 1 材料与方 法 1 . 1主要 原料 低变性 花生蛋 白:青岛长寿 食品有 限公 司 ; 甘油
2 0 1 3年 第 2 7卷 第 1 期
粮 食 与 油 脂
4 7
公 式 中厚度值 ( T) 。 1 . 4 . 2抗 拉强度( ) 测定 膜抗 拉强度是 衡量膜 的机械 强度 一个重要 指标 , 食 品包装 膜具有 一定 才能承 受食 品在加工 处理 以 及运输 中各种 冲击 , 保护食 品 鸭 。丁 s用质构仪 测定 。 每种 组分 的膜 准 备 十个样 品进行 测定 。将 膜制成 长 ( L) 4 . 0 c m, 宽( w) 2 . 0 c m 的 试样 , 测 量 其厚 度 ( T ) , 质构仪的初始夹距设 定为 4 0 mm, 拉 引速度 0 . 5 m m/ s , 在 质构分析仪上读 取膜破 裂时的拉力 ( F) 数值 。按公 式1 计算膜 的 T S : T S( MP a ) = F / W  ̄T ( 公式 1 ) 式 中: F为作用在膜 两端 最大拉力, NT为膜厚度 , 由螺旋测微器测 出, m m;W 为膜宽度 , r n n l 。 1 . 4 . 3断裂伸长率( E) 测定 E是 衡量膜 的机械 强度另一指标 , 用质构仪测定 。 每种组分膜 准备十个样 品进行测定 。将膜制成长 ( L) 4 . 0 e m, 宽( W) 2 . 0 e m 的试样 , 测 量其厚 度 ( T) , 质构 仪 的初始 夹距 设定 为 4 0 r n l T l , 拉 引速 度 0 . 5 mm/ s , 测 量膜 断裂时 的膜 的延伸 长度 ( L o ) , 按 公式 2 计 算膜 的 断裂伸长率 : E _ L 0 / L×1 0 0 % ( 公式 2 ) L o : 膜断裂 时被 拉伸的长度 , mm; L: 膜原始长 度 4 0 Ⅱ u n 。 1 . 4 . 4水 蒸气迁移速率 ( 1 , w v T l R ) 水 蒸气 迁移 速 率是 指 一定 条件 下单 位 时 间 内透 过 单位膜面积水蒸 气量 。 将 待测 花 生分 离蛋 白膜 密 封 于装有 无 水氯 化钙 小 锥 形瓶 口处 , 在 室 内放 置平 衡 2 4 h , 称量 小锥 形瓶 质量 变化 。水蒸 气迁 移速 率单 位为 g / ( h ・ m ) , 计算公 式如下公式 3 : y W v T R = A m/( A×t ) ( 公式 3 ) 式中 : A m 为水 蒸汽迁移量 , g ; A 为膜面积 , m ; t 为测 定时间 , h 。
wH 一 3 微 型 漩 涡混 合 仪:上 海沪 西 分析 仪 器厂 ; 北 京 瑞 利 游 标 卡 尺( 0 . 0 2 I T l n 1 ) :上 海 量 具 刃 具 厂; K A- 1 6 0 0离心 机:上海 安 亭科学 仪 器厂 ; C L 一 2恒温 磁 力搅拌 机:江苏金坛 宏凯仪 器厂 ;电子天 平:上海 梅特 勒 一托利 多仪 器有 限公 司; D HG 一 9 0 2 3 A型 电热 恒温 鼓风干燥 箱:上海 一恒科 技有 限公司; DS 1 型高 速 组织 捣碎 机 :上海精 胜 科学 仪器 有 限公 司; H H 一 4 恒温水浴 锅 : 常州国华 电器有 限公司 ; T A — x T 2 i 型质 构仪质构仪 : 英国 S t a b l e Mi c r o S y s t e m。 1 . 3流延 法制备 花生分 离蛋 白可食性 膜工艺流程 将 花生分 离蛋 白混 于蒸馏水 中, 形成 悬浮液 。加
d e t e r mi n e d b y o t r h o g o n a l e x p e ime r n t wa s t h a t t h e c o n c e n t r a t i o n s o f P P I , p H a n d h e a t i n g t e mp e r a ur t e
r a t i o a n d v a p o u r r t a n s f e r v e l o c i t y( V w v T R ) o f t h e i f l m r e a c h e d 1 . 4 1 MP a , 1 7 3 . 8 7 %, 2 3 . 4 7 g /( h 。 m )
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入 甘油, 用1 mo l / L H C 1 或N a O H调节 p H 至实验值 , 磁力搅拌 器上处 理 2 0 m i n , 水浴加热处理 3 0 mi n直到 完 全溶解 , 成膜液 呈现均 匀状态 。离心 ( 3 0 0 0 r / mi n , 1 0 mi n ) , 过滤 , 量取混 合液倒 入有机玻 璃板上 流延均
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匀, 水 平放 置 2 h 。膜表 面成 型后 , 放入 6 5℃鼓 风干 燥 箱 中干燥 , 揭膜 即可 得到 花 生分离 蛋 白可食性 膜 , 揭 膜后 在相 对湿 度( R H) 5 0 %( 硝酸 镁饱 和溶 液 ) 下 平衡 4 8 h , 用 以测定性能指标 一 ” 。 1 . 4花生分 离蛋 白可食 性膜膜 性能测定
MP a , 1 7 3 . 8 7 %, 2 3 . 4 7 g /( h ・ m o
关 键词 : 花 生分 离蛋 白; 可食 性 膜 ; 性 能
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1 . 4 . 1 膜 厚度 测 定
用螺旋测微 仪在膜 上随机 取 5点 , 准 确测量膜 厚 度, 取 其平 均值 , 用作 该样 品抗 拉强 度和 水蒸 气透 性
收稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 9 - 1 1 基金项 目: 青 岛市公共领域科技 支撑计划项 目( 1 2 一 卜3 _ 4 0 一 n s h) 作者简介 : 李鹏( 1 9 8 0  ̄ ) , 男, 山东青 岛, 讲 师, 在读博士 , 研 究方向: 农产品加 工及 贮藏 工程 。 通信作者 : 杨伟强( 1 9 7 9  ̄ ) , 男, 副研 究 员, 研 究方向: 花 生加 工。
LI P e n g , YANG We i — q i a n g 2 , S UN J i e 2
( 1 . C o l l e g e o f F o o dS c i e n c e a n dE n g ne i e r ng i , Qi n g d a o A g r i c u l t u r e U n i v e r s i t y , Qi n g d a o 2 6 6 1 0 9 , S h a n d o n g , C h i n a ; 2 . S h a n d o n g P e a n u t Re s e a r c h I n s t i t u t e , Qi n g d h i n a)
粮 食 与 油 脂
2 0 1 3年第 2 7卷第 1 期
花 生 分 离 蛋 白可 食 性 膜 制 备 及 性 能 研 究
李 鹏 , 杨 伟强 , 孙 杰 ( 1 . 青 岛农业大学食品科学与工程学院, 山东青岛 2 6 6 1 0 9 ; 2 . 山 东省 花 生研 究所 , 山 东青 岛 2 6 6 1 0 0) 摘 要 :以花 生分 离蛋 白为原 料 , 研 究 了花生分 离蛋 白溶 液浓度 、 溶液 p H、 热 处理 温度 对 花 生分 离 蛋 白可食性膜膜性能影响 , 通过正交优化试验确定成膜最佳工艺条件。结果表 明, 花生分 离蛋 白 可食性膜最佳制备工艺参数为 : 花生分 离蛋 白溶液浓度为 8 %, p H 9 . 0 , 热处理温度为 7 5℃。在 此条件 下, 花 生分 离蛋 白可食 性 膜 的 抗拉 强度 、 延伸 率和 水 蒸 气迁 移 速 率( w v T R ) 分 别达 到 1 . 4 1
文章编 号 : 1 0 0 8 —9 5 7 8( 2 0 1 3 ) 1 2 —0 0 4 6 —0 3
( 食用级 ) : 北 京鼎国 昌盛 生物 技术有 限公 司; 无 水氯 化钙 、 硝酸镁 、 盐酸 、 氢氧化 钠:天津 市凯通 化学 试剂 有限公司 , 均为分析纯 。
1 . 2实验 仪 器
r e s p e c t i ve l y.
Ke y wo r ds:p e a nu t pr o t e i n i s o l a t e;e d i b l e il f m ;p r o p e r t i e s
中图分 类号 : T S 2 0 6 . 4
文 献标 识码 : A
我 国 花生年 产 量 2 0 1 2年 已经 达到 1 6 0 0万 吨左 右 …, 超过大豆 产量水平 ( 1 3 0 0 万吨) , 花 生中蛋 白质 含 量 高达 2 4 % ̄3 2 %, 是世 界 第三 大蛋 白质 来 源, 其 中约有 6 0 % 的花生用 于榨油 。花生粕 是油脂压 榨副 产 物, 其 中蛋 白质 含量 接近 5 0 %, 榨油 后剩 余花 生饼 粕 除小 部分 用于饲 料 生产外 , 其 余均 未被 充分 利用 , 造成 了资源大量浪费。 花 生蛋 白是 一种优 质植物蛋 白, 花生 蛋 白分子 中 存 在大量氢 键、 疏水键 、 二硫键 、 范德华力 、 离子键 、 配 位键, 可 成 膜性 高, 同时花 生蛋 白膜可 以减少食 品内 部 水分蒸发 , 阻止 空气 中氧与食 品之 间发 生的氧化作 用, 防止微生物滋生 , 延长食 品贮藏期 刊 。 与合成包装 材料相 比 , 花 生蛋 白膜还 具有能被 生 物 降解 , 无 任何 环境 污染 的特 点, 是 一种 开发 前景 广 阔的绿色包 装材料 。因此开展 花生蛋 白膜研究 , 对 开发 花生 蛋 白利 用 新途径 , 提 高花 生产 业附 加值 , 降 低 环境污染和企业生产环境成本具有极其重要意义 。 本研 究通 过单 因素及 正交 优化试 验 对流 延法 制 备花生分 离蛋 白膜的制备工 艺条件进行 了研究 , 确定 了花生蛋 白膜制备 最优工 艺参 数 , 旨在 为今后可 食性 包装膜 的应用 、 中试及工业 化生产提供 有一定参 考价 值 的试 验 数 据, 为新 型 食 品包 装 的研 究 提供 理 论 依 据, 解 决 花生粕 深 加工利 用难 题 , 同时 延长 花生 加工 产业链 , 提高花 生加工企业经济效益 。 1 材料与方 法 1 . 1主要 原料 低变性 花生蛋 白:青岛长寿 食品有 限公 司 ; 甘油
2 0 1 3年 第 2 7卷 第 1 期
粮 食 与 油 脂
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公 式 中厚度值 ( T) 。 1 . 4 . 2抗 拉强度( ) 测定 膜抗 拉强度是 衡量膜 的机械 强度 一个重要 指标 , 食 品包装 膜具有 一定 才能承 受食 品在加工 处理 以 及运输 中各种 冲击 , 保护食 品 鸭 。丁 s用质构仪 测定 。 每种 组分 的膜 准 备 十个样 品进行 测定 。将 膜制成 长 ( L) 4 . 0 c m, 宽( w) 2 . 0 c m 的 试样 , 测 量 其厚 度 ( T ) , 质构仪的初始夹距设 定为 4 0 mm, 拉 引速度 0 . 5 m m/ s , 在 质构分析仪上读 取膜破 裂时的拉力 ( F) 数值 。按公 式1 计算膜 的 T S : T S( MP a ) = F / W  ̄T ( 公式 1 ) 式 中: F为作用在膜 两端 最大拉力, NT为膜厚度 , 由螺旋测微器测 出, m m;W 为膜宽度 , r n n l 。 1 . 4 . 3断裂伸长率( E) 测定 E是 衡量膜 的机械 强度另一指标 , 用质构仪测定 。 每种组分膜 准备十个样 品进行测定 。将膜制成长 ( L) 4 . 0 e m, 宽( W) 2 . 0 e m 的试样 , 测 量其厚 度 ( T) , 质构 仪 的初始 夹距 设定 为 4 0 r n l T l , 拉 引速 度 0 . 5 mm/ s , 测 量膜 断裂时 的膜 的延伸 长度 ( L o ) , 按 公式 2 计 算膜 的 断裂伸长率 : E _ L 0 / L×1 0 0 % ( 公式 2 ) L o : 膜断裂 时被 拉伸的长度 , mm; L: 膜原始长 度 4 0 Ⅱ u n 。 1 . 4 . 4水 蒸气迁移速率 ( 1 , w v T l R ) 水 蒸气 迁移 速 率是 指 一定 条件 下单 位 时 间 内透 过 单位膜面积水蒸 气量 。 将 待测 花 生分 离蛋 白膜 密 封 于装有 无 水氯 化钙 小 锥 形瓶 口处 , 在 室 内放 置平 衡 2 4 h , 称量 小锥 形瓶 质量 变化 。水蒸 气迁 移速 率单 位为 g / ( h ・ m ) , 计算公 式如下公式 3 : y W v T R = A m/( A×t ) ( 公式 3 ) 式中 : A m 为水 蒸汽迁移量 , g ; A 为膜面积 , m ; t 为测 定时间 , h 。
wH 一 3 微 型 漩 涡混 合 仪:上 海沪 西 分析 仪 器厂 ; 北 京 瑞 利 游 标 卡 尺( 0 . 0 2 I T l n 1 ) :上 海 量 具 刃 具 厂; K A- 1 6 0 0离心 机:上海 安 亭科学 仪 器厂 ; C L 一 2恒温 磁 力搅拌 机:江苏金坛 宏凯仪 器厂 ;电子天 平:上海 梅特 勒 一托利 多仪 器有 限公 司; D HG 一 9 0 2 3 A型 电热 恒温 鼓风干燥 箱:上海 一恒科 技有 限公司; DS 1 型高 速 组织 捣碎 机 :上海精 胜 科学 仪器 有 限公 司; H H 一 4 恒温水浴 锅 : 常州国华 电器有 限公司 ; T A — x T 2 i 型质 构仪质构仪 : 英国 S t a b l e Mi c r o S y s t e m。 1 . 3流延 法制备 花生分 离蛋 白可食性 膜工艺流程 将 花生分 离蛋 白混 于蒸馏水 中, 形成 悬浮液 。加
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