热水提取鱼皮明胶特性及其成膜性能的研究

摘要

通常鱼类明胶是通过热水浸提得到，然而明胶在浸提取过程中容易发生降解导致明胶凝胶强度(g)、明胶膜抗拉伸强度(TS)降低。本研究以罗非鱼皮为原料，考察酸预处理时间(min)和鱼皮质量分数(％)对热水提取鱼皮明胶蛋白组分影响;并且通过添加耐热保护剂来保护热水提取明胶的蛋白组分，最后探究贮藏时间对制备的明胶膜性能的影响。
　　首先，考察酸预处理时间(10-80min)对明胶性质的影响。扫描电镜(SEM)考察结果表明，罗非鱼皮结构随酸预理时间的延长变得疏松。当酸预处理时间超过40min时，鱼皮胶原的γ、β、α等组分在热水浸提中都出现明显的降解，并且胶原的羟脯氨酸含量从59个残基/1000个氨基酸下降到37个残基/1000个氨基酸。当酸预处理时间从10min延长至80min时，明胶的黏度、凝胶强度、变性温度和明胶膜机械强度分别从14.88cp、241.23g、27.5℃、56.22MPa下降到8.93cp，144.00g，22.5℃和34.18MPa。明胶的变性温度和明胶膜的圆二色谱结果显示，无论酸预处理时间多长，明胶成膜溶液都可以在其变性温度下复性形成三螺旋结构的明胶膜。
　　接着，研究鱼皮质量分数(7.5％-15.0％)对热水浸提明胶性质影响。结果表明，随着鱼皮质量分数从7.5％提高到15.0％时，明胶的黏度和凝胶强度都呈现先上升后下降的趋势。当利用明胶制备成蛋白膜时，膜的机械性能也呈现相同的变化趋势。当热水浸提液中的鱼皮质量分数为10.0％时，提取的明胶凝胶强度和制备的明胶膜机械性能最优。然而，不同鱼皮质量分数提取的明胶的氨基酸组成和蛋白组分都没有发现明显的差异。根据差示扫描量热分析和圆二色谱分析的结果，表明利用鱼皮质量分数为10.0％浸提时，提取的明胶其无规则卷曲程度相对较小，结果形成的明胶蛋白膜的热稳定性最高。
　　此外，考察添加四种类型的耐热保护剂对热水提取的明胶蛋白组成保护作用。结果表明，在热水提取过程中，甘氨酸、海藻糖、山梨糖醇都没有明显地保护明胶蛋白组分的作用，并且高含量的海藻糖、山梨糖醇可能作为增塑剂减弱明胶分子之间的相互作用，只有氧化三甲胺(TMAO)有明显保护热水提取明胶蛋白组成的作用。随着氧化三甲胺添加量从1.0％增加到7.0％，明胶的黏度、凝胶强度及其成膜性能呈现上升后稳定的趋势。当TMAO添加量为7.0％时，明胶黏度、凝胶强度以及明胶膜的机械性能可以达到13.99cp，224.56g，55.27MPa。根据明胶膜圆二色谱和红外分析结果表明随着TMAO添加量增多，热水提取的明胶之间的相互作用逐渐增强，并且更容易复性形成具有三股螺旋结构的明胶膜，结果提高明胶膜机械性能。
　　最后，考察贮藏时间（0-90天）对鱼皮明胶膜性质的影响。25℃、0％相对湿度贮藏对明胶膜性质没有显著性的影响，明胶膜可以稳定地贮藏。25℃、50％相对湿度贮藏时随着贮藏时间延长到90天，明胶膜的溶解性(TSM)从100％下降43.88％，而明胶膜抗拉伸强度(TS)从55.22MPa上升到76.55MPa。另外在贮藏过程中，明胶膜颜色逐渐变黄，透明度值总体上呈现增大趋势。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 鱼皮明胶的概述

1．1．1 明胶历史和来源

1．1．2 鱼皮明胶提取

1．1．3 鱼皮明胶影响因素

1．1．4 鱼类明胶应用

1．2 鱼皮明胶膜的概述

1．2．1 可食膜概述

1．2．2 鱼皮明胶膜制备

1．2．3 鱼皮明胶膜影响因素

1．2．4 鱼皮明胶膜发展趋势

1．3 研究目的、意义和内容

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验试剂

2．1．3 溶液配制

2．1．3 实验仪器设备

2．2 实验方法

2．2．1 明胶提取

2．2．2 鱼皮扫描电镜观察

2．2．3 明胶性质

2．2．4 明胶膜制备

2．2．5 明胶膜性质

2．2．6 数据统计与分析

第3章 结果与讨论

3．1 酸处理时间对热水提取鱼皮明胶特性及其成膜性能研究

3．1．1 微观结构观察(SEM)

3．1．2 SDS-PAGE

3．1．3 氨基酸分析

3．1．4 红外光谱

3．1．5 Zeta电位

3．1．6 比浓黏度

3．1．7 明胶性质

3．1．8 明胶膜机械性能

3．1．9 明胶膜颜色、透明度

3．1．10 圆二色光谱(CD光谱)

3．1．11 本章小结

3．2 鱼皮质量分数对热水浸提明胶的性质及其成膜性能影响

3．2．1 明胶氨基酸

3．2．2 明胶的SDS-PAGE

3．2．3 明胶黏度、凝胶强度

3．2．4 明胶膜机械性能

3．2．5 明胶膜的颜色、透明度

3．2．6 明胶膜DSC

3．2．7 圆二色光谱

3．2．8 本章小结

3．3 耐热保护剂对热水浸提鱼皮明胶性质的影响

3．3．1 明胶的SDS-PAGE

3．3．2 明胶黏度

3．3．3 明胶凝胶强度

3．3．4 明胶膜机械性能

3．3．5 明胶膜SDS-PAGE

3．3．6 明胶膜的圆二色谱

3．3．7 明胶膜的红外光谱

3．3．8 本章小结

3．4 贮藏时间对鱼皮明胶膜性质的影响

3．4．1 明胶膜溶解性

3．4．2 明胶膜机械性能

3．4．3 明胶膜颜色、透明度

3．4．7 本章小结

第4章 结论

致谢

参考文献

在学期间发表或拟发表的学术论文