花生分离蛋白可食性膜制备及性能研究

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
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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
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