谷氨酰胺转氨酶改性大豆蛋白聚乙烯醇复合薄膜性能研究

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1、谷氨酰胺转氨酶改性大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能研究摘要：本论文以大豆蛋白和聚乙烯醇为基本成膜物质，并利用谷氨酰胺转氨酶（谷氨酰胺转氨酶）对大豆蛋白进行改性处理，通过单因素试验研究了谷氨酰胺转氨酶浓度、成膜温度和膜液pH值对薄膜性能的影响，确定了最佳成膜工艺。试验表明：谷氨酰胺转氨酶浓度为1.5%、成膜温度为40℃、膜液pH值为10时，所得的薄膜不仅外观表现良好，且透光率好、机械强度高。关键词：大豆蛋白；聚乙烯醇；谷氨酰胺转氨酶；薄膜性能；performanceofSoybeanprotein/

2、PVACompositeThinFilmResearchAbstract：Thispaperfocusesonsoybeanproteinandpolyvinylalcoholisthebasicfilm-formingsubstancesanduseTG-Benzymesasmodificationofsoyprotein,throughsingle-factortestsuchasTG-Benzymeconcentration,film-formingtemperatureandpH,toe

3、nsurethebesttechnologyparameters.Experimentsshowthat:withTG-enzymeconcentrationof1.5%,filmformingtemperatureof40℃andpolyvinylalcoholadjustpHforaboutten,thebiodegradablefilmreceivedwasnotonlyagoodappearanceofmembrane,butalsohavegoodlighttransmittancea

4、ndhighmechanicalstrength.KeyWords：Soyprotein;polyvingakohol;Transglutaminase;Filmproperties1引言高分子酚醛树脂的出现，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现在，高分子材料已渗透到人们生活的各个领域，成为科学技术、经济建设中的重要材料。塑料、橡胶和纤维制品是现代生产、生活中不可缺少的高分子材料，这些材料的蓬勃发展及其在各个领域的广泛应用推动了社会的发展[1]。塑料制品因具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成

5、本低的优点，在全世界被广泛应用且呈逐年增长趋势。石油基塑料包装材料自问世以来，给人们生活带来了很多便利，但是其废弃后不可降解，形成白色垃圾，严重污染了环境[2]。所谓白色污染是人们对难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染环境现象的一种形象称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，以致造成城市环境严重污染的现象。丢弃在环境中的石油基塑料常常引起动物误食，并造成土壤环境恶化。塑料制品在食品行业中广泛使用，高温下塑

6、料中的增塑剂、稳定剂、抗氧化剂等助剂将渗入到食物中，会对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统造成损害。塑料的大量使用必然会带来如何处理废弃塑料的难题。传统的塑料处理方法主要包括直接填埋、焚烧、高温炼油等方法。这些处理方法不仅对环境造成破坏，同时也对人类健康构成巨大威胁。另一方面，石油能源终究有限，不可能取之不尽，用之不竭，以石油为原材料的塑料包装材料的生产将会受到极大限制。为减少白色污染并缓解石油资源压力，研究者把目光转向了可食性和可生物降解包装材料，如多糖膜[3]、蛋白膜[4-5]、脂质膜、合成可降解

7、高分子薄膜（如聚羟基丁酯膜、聚乳酸[6]、聚乙烯醇膜等）及复合薄膜。大豆是一年生草本植物，蝶形花科，大豆属，别名黄豆。大豆在我国已有4000年左右的栽培历史。大豆的主要组分是油脂、蛋白质、碳水化合物、粗纤维和水分。大豆蛋白质是大豆的主要组分，在大豆细胞内，蛋白质主要是以直径为5μm～20μm的球状体存在[7]。大豆中蛋白质的含量高达40％，是一种十分丰富的蛋白质资源。开发植物蛋白质，特别是大豆蛋白的新用途成为一个最具吸引力的、新的研究领域。以大豆蛋白为原料制成的薄膜具有良好的阻氧性和较好的阻止二

8、氧化碳迁移的能力，透氧率比玉米蛋白膜和面筋蛋白膜低72%～85%，比多糖基质膜低200倍左右，且具有良好的弹性、韧性和较高的抗拉强度。同时，它还有一定的防潮性和抗菌消毒能力，适于食品包装,尤其对含油脂较高的食品，能保持其优良风味，并具有一定的机械强度，可用于水果和肉制品的涂膜保鲜及可降解包装等。研究表明，改性可以有效提高蛋白质的功能性质[8,9]，主要包括物理改性、化学改性和酶法改性[10]。谷氨酰胺转胺酶（谷氨酰胺转氨酶）又称转谷氨酰胺酶，系统名称为蛋白质-谷氨酸-γ-谷氨酰胺基转移酶（EC2