罗非鱼皮明胶α亚基成膜特性的研究

摘要

本研究利用超滤法分离罗非鱼(Tilapia zillii)鱼皮明胶α1、α2亚基，考察了它们的理化性质，并利用分离得到的α1、α2制备蛋白膜，探究了α1、α2亚基的成膜机理，最后研究了海藻酸钠的添加对罗非鱼皮明胶膜性质的影响。
　　首先，利用超滤法对明胶α亚基进行了分离，考察了罗非鱼皮明胶α1、α2亚基的理化性质。结果表明，pH5.0时，α2亚基可以被截留分子量(MWCO)为100kDa的RC膜和CE膜截留，而α1亚基则可以被MWCO100kDa的PSF膜和MWCO150kDa的PES膜截留。而且，利用两片活化层向上紧贴在一起的组合膜对透过RC膜和PES膜的滤液进行超滤，可以分别得到较纯的α1、α2亚基。明胶α1、α2亚基的氨基酸组成结果表明，甘氨酸是α1、α2亚基中的主要氨基酸。然而，α2亚基中酪氨酸含量高于α1亚基，结果α2亚基在280nm附近存在明显的吸收峰。在DSC的一次扫描过程中，明胶、α1及α2亚基的玻璃化转变温度分别为136.48℃，126.77℃和119.43℃。此外，α1亚基的比浓粘度和变性温度均高于α2亚基，并且当α1/α2比例为2时，溶液的粘度出现最大值，表明了α1亚基对明胶的热稳定性起主要作用。
　　接着，利用分离得到的α1、α2亚基，考察了α1/α2比例和干燥温度对罗非鱼皮明胶膜理化性质的影响。结果发现，α1亚基制备的膜的抗拉伸强度(TS)高于α2亚基，当α1/α2比例为2时获得的膜具有最高的TS和断裂延伸率(EAB)。利用α1、α2亚基混合制备的复合膜的颜色与α2亚基制备的膜接近。SDS-PAGE显示成膜溶液与膜的蛋白组成没有明显差异。另一方面，10℃和15℃下制备的膜其TS和EAB均优于20℃和25℃下制备的膜。CD光谱表明含有α1亚基的成膜溶液在15℃或更低温度下干燥时，形成的膜含有三股螺旋结构。
　　最后，研究了海藻酸钠的添加对罗非鱼皮明胶膜性质的影响。结果发现，在60℃、75％RH的美拉德反应条件下，明胶/海藻酸钠复合膜的TS降低。膜颜色、游离氨基以及荧光强度的测定结果表明，复合膜中的明胶与海藻酸钠发生了交联。经美拉德反应48h后，明胶/海藻酸钠混合比例对膜强度无明显影响。
　　综上所述，罗非鱼皮明胶α1、α2亚基在理化性质上存在差异，α1亚基在明胶成膜中的贡献大于α2亚基，α1/α2比例为2的溶液具有优越的成膜能力。美拉德反应条件下，复合膜中的明胶与海藻酸钠发生了交联，混合比例对反应48h后的复合膜强度无明显影响。

目录

声明

摘要

1．1 概述

1．1．1 胶原与明胶

1．1．2 鱼皮明胶

1．2 明胶的成膜机制

1．3 影响明胶成膜的内在因素

1．3．1 氨基酸组成

1．3．2 分子量分布

1．4 研究目的和意义

1．5 研究内容

第2章 罗非鱼皮明胶α亚基的超滤分离及性质测定

2．1 实验材料

2．1．1 实验原料

2．1．2 主要试剂

2．1．3 溶液配制

2．1．4 主要仪器设备

2．2 实验方法

2．2．1 鱼皮明胶的提取

2．2．2 超滤法分离明胶亚基

2．2．3 膜通量的测定

2．2．7 傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析

2．2．8 差示扫描量热(DSC)分析

2．2．9 粘度的测定

2．2．10 数据统计与分析

2．3 结果与讨论

2．3．1 溶液pH对膜通量的影响

2．3．2 溶液pH以及不同超滤膜对α亚基分离的影响

2．3．3 超滤膜的组合方式对α亚基分离的影响

2．3．4 氨基酸组成

2．3．5 紫外吸收光谱

2．3．6 红外光谱

2．3．7 差示扫描量热分析

2．3．8 比浓粘度

2．4 本章小结

第3章 α1／α2比例和干燥温度对罗非鱼皮明胶膜性质的影响

3．1 实验材料

3．1．1 实验原料

3．1．2 主要试剂

3．1．3 溶液配制

3．1．4 主要仪器设备

3．2 实验方法

3．2．1 鱼皮明胶的提取

3．2．2 α1、α2亚基的制备

3．2．3 蛋白膜的制备

3．2．4 膜机械性能的测定

3．2．5 膜颜色和透明度值的测定

3．2．6 SDS-PAGE分析

3．3．1 α1／α2比例对膜性能的影响

3．3．2 干燥温度对膜性能的影响

3．4 本章小结

第4章 海藻酸钠添加对罗非鱼皮明胶膜性质的影响

4．1 实验材料

4．1．1 实验原料

4．1．2 主要试剂

4．1．3 溶液配制

4．1．4 主要仪器设备

4．2 实验方法

4．2．1 鱼皮明胶的提取

4．2．2 明胶／海藻酸钠复合膜的制备

4．2．3 机械性能的测定

4．2．4 颜色的测定

4．2．8 数据统计与分析

4．3 结果与分析

4．3．1 热处理对明胶／海藻酸钠复合膜性质的影响

4．3．2 明胶／海藻酸钠混合比例对复合膜性质的影响

4．4 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表或拟发表的学术论文