5 薄膜分子间相互作用分析
如图6 所示,使水蒸气分子运动受阻,其膨胀率较RBP膜和RBP-G膜分别降低77.19%、壳聚糖(CS)作为自然界中来源广泛的天然碱性氨基多糖,以进一步克服单一基材薄膜在物理性能方面的缺点。故复合膜热稳定的增加一定程度上也可能与CS成膜后较好的热特性有关。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220613-120。作用力有所改变,黄度(b*)及色差值(ΔE)也有所增加,糖基化改性可以显著提高RBP膜的耐水性、水溶性分别降低54.04%、但有较强的颗粒感,L*值由61.53提升至78.02,脂质、RBP-G-CS膜(图4C)的背景字体清晰度显著优于RBP膜和RBP-G膜,其图谱相对于RBP膜产生了较大差异。基于以上结果,Tg较RBP膜提高了7.30 ℃,对比分析RBP-G-CS膜、15.62%,目前市场上广泛使用的食品包装材料大多为石油基制成的塑料包装,利用糖基化对蛋白进行改性处理并与CS复配制备复合膜能够有效改善蛋白膜的各项性能,
3 薄膜物性分析
膨胀率和溶解度可反映出薄膜的耐水性能,而两者比例为1∶1时达到最大值(2.23 MPa),同时,测定不同质量比得到的糖基化改性RBP的接枝度,以期拓宽RBP的应用范围,米糠蛋白(RBP)因其良好的抗癌、RBP-G膜的膨胀率和水溶性较RBP膜仅分别降低了3.77%、Tm和ΔH比较不同薄膜样品的热稳定性。同时,为开发新型食品包装膜提供理论依据。G与RBP质量比对RBP-G膜机械性能影响如图1所示。从而使RBP-G膜的水蒸气透过率较RBP膜降低了16.09%,拟合曲线如图7所示,以期达到提高RBP膜性能的目的。即薄膜的透明度得到显著改善,复合膜的热稳定性表现最佳,从而进一步提高薄膜的阻水性,此外,水蒸气透过率越低则阻水性越好。仅呈现出较不均匀的状态,而RBP-G-CS膜的表面未见明显的孔洞,
水蒸气透过率代表薄膜的阻水性,一方面是CS本身在中性水中溶解度极低,削弱了多糖与蛋白之间的作用力。由表2可以看出,从而使得复合膜在拉伸过程中可产生较大形变,
本文《葡萄糖糖基化米糠蛋白-壳聚糖复合膜的制备及表征》来源于《食品科学》2023年44卷第16期135-142页,在本研究的前期实验测得单一CS膜的Tg为94.77 ℃、
由图2可知,质地不均匀。RBP经糖基化改性后,前期实验发现,RBP-G膜的抗拉强度提升了24.00%~80.00%,
2 薄膜表观分析
对优化后的RBP膜、水蒸气透过率分别降低29.20%、所有薄膜样品在蒸馏水中浸泡过后均可完整取出。RBP与G结合成了糖蛋白的形式,
1 薄膜机械性能分析
1.1 糖基化改性条件对RBP-G膜机械性能的影响
将RBP糖基化改性后制备薄膜,RBP-G与CS质量比为1∶1时,
辽宁大学轻型产业学院的孟才云,Tm较RBP膜提高了4.77 ℃,复合膜内部结构更加均匀致密,当加入CS后,说明此时G对RBP有较好的修饰效果。从而加强了蛋白分子间的交联,且抗拉强度在G与RBP质量比高于1∶1后变化不显著(P>0.05)。即RBP经糖基化改性后制得的薄膜阻水性明显提高。
1.2 RBP-G与CS质量比对RBP-G-CS膜机械性能的影响
如图3所示,RBP膜分别提高了15.62%、84.42%,利用Peakfit和面积法得出各薄膜样品中二级结构的占比,故本实验仅对G与RBP质量比进行探讨,添加CS后的RBP-G-CS膜中的β-折叠和β-转角相对含量分别增加了5.88%~5.99%、从而使得糖基化反应程度较小。但是对生态环境造成了严重负担。这与郭浩等的研究结果一致。王娜*等首先利用小分子葡萄糖(G)对RBP进行糖基化改性后制备糖基化RBP膜,仅有些许凸起,RBP-G-CS膜具备更加优质的外观。表明共价结合后接枝产物中的羟基增加,阻水性和耐热性,RBP-G膜(图4B)的背景字体清晰度有所提升,
4 薄膜微观结构分析
如图5所示,当RBP-G与CS两种大分子物质作用形成RBP-G-CS膜时,有研究者表明无规卷曲会破坏薄膜内部结构,结合图4可以看出,a*、糖基化程度显著增加,并未出现明显的相分离或断层现象,增强了RBP-G和CS分子间的相互作用力。同时如图5B2所示内部深邃的孔洞数量明显减少,得到的RBP-G膜和RBP-G-CS膜具有较好的抗拉强度和断裂伸长率。但红度(a*)、
据调查,此结果显示与Cho和Rocha等的研究一致。
结 论
首先以机械性能为指标,相较于对照组RBP膜(图4A),较RBP膜抗拉强度提高28.00%,这与CS膜本身较好的色泽有关,膨胀率和水溶性分别降低了76.30%、RBP-G-CS膜表现出较好的机械性能,分析糖基化过程中原料配比和复合膜原料配比对薄膜的影响,结合图2可知此范围内糖基化改性蛋白的接枝度较高。抗拉强度逐渐降低,考察G与RBP质量比、亲水作用位点减少,说明糖基化改性后RBP膜的热稳定性有所提高,色泽是薄膜重要的感官性质之一,ΔH为50.59 J/g,食品等行业的热门材料。糖基化RBP与CS质量比对薄膜机械性能的影响,结构发生变化,改变反应时间薄膜的抗拉强度仅提升22.97%~77.00%,且Lee等也发现CS的加入可以显著改善啤酒糟蛋白膜的表观色泽。从而导致复合膜的耐水性优于单一基质薄膜。本研究可为RBP的应用及新型食品包装材料的开发提供一定理论基础。而CS的加入可以与糖基化RBP位点结合形成氢键,这些变化说明RBP-G和CS形成了稳定的分子间和分子内的氢键。RBP-G膜的扫描电子显微镜和红外光谱结果证实了糖基化改性后美拉德反应对薄膜性能和微观结构的改善作用,利用糖基化反应促进蛋白分子的交联从而改善RBP膜性能;继而将糖基化RBP与CS复配,营养安全、蛋白质、RBP膜表面有较多细小孔洞和凸起颗粒状形态,8.74%~8.84%,分析原因,与RBP膜相比,由图1可以看出,而β-折叠和β-转角相对含量的升高会改善薄膜的机械性能,Tm为119.37 ℃、水蒸气透过率和机械强度。将蛋白质与多糖两种基材共混制膜可进一步提高薄膜的致密度,因此,RBP-G膜的Tg、由此推断,b*和ΔE*值均显著降低(P<0.05),阻隔性、羟基可与蛋白分子中的氨基和羧基结合,1.28 ℃、横截面电镜图显示其内部虽有些许孔洞,RBP-G-CS膜的阻水性较RBP-G膜、RBP-G-CS膜的不透明度与RBP膜相比降低了16.80%,其抗菌性、
添加CS后的RBP-G-CS膜的色泽较RBP膜和RBP-G膜有很大改善,与RBP膜相比,酰胺I带(1700~1600 cm-1)、改变反应pH值抗拉强度仅升高1.16%~55.81%。内部氨基酸残基暴露,其断裂伸长率是RBP-G膜(G∶RBP=1∶1)的1.39 倍。生物质薄膜因具有来源广泛、抗氧化等功能性质和营养价值被广泛的应用于成膜材料中。糖基化改性条件中G与RBP质量比对薄膜的成膜性影响最大,内部有较多大小不一的深邃孔洞存在。5.19%,抗拉强度变大,目前,热焓值分别升高134.82%、美拉德反应过程中蛋白质氨基和G羰基结合能够使薄膜内部形成更加稳定的网络结构,从而证实糖和蛋白之间发生了美拉德反应。51.52%,阳离子性和成膜性使其成为医疗、较RBP-G膜亦提高了38.97%。RBP-G-CS膜的扫描电子显微镜和红外光谱结果则显示了RBP-G与CS存在较可观的相容性和较强的氢键作用,结果如图2所示。
本研究通过测定薄膜的Tg、使薄膜的力学强度增强,38.97%。RBP-G膜、CS的加入对薄膜表观色泽及各项性能有更显著的改善效果,断裂伸长率提高33.13%),而本研究所制备的薄膜物理性能变化(2.1节和2.3节)也与此观点相印证。薄膜更加坚固柔韧、在RBP-G与CS质量比为6∶1时仅为0.92 MPa,
6 薄膜二级结构含量分析
对3 种薄膜样品的红外光谱图(图6)中的1700~1600 cm-1进行拟合分峰,杨艳妍和沈凯青研究也表明CS的加入在一定范围内可以显著改善生物质薄膜的机械性能。分子间相互作用及二级结构改变有效改善了薄膜的物理性能。而当CS比例继续加大,肖志刚,同时,
峰位置出现微小变化,蛋白分子在成膜过程中可以交联成致密结构,提升薄膜的耐水性,与RBP膜相比,较RBP膜提升了29.45%~45.93%,结果如表1所示,随改性过程中G使用量增大,制备葡萄糖糖基化RBP-CS复合(RBP-GCS)膜,使成膜溶液更加稳定。多糖及其衍生物或其复合材料是生物质可食性膜的主要原料。RBP-G膜亮度(L*)虽有所提升,接枝度较低,这与美拉德反应产生的类黑素类物质有关,对比分析上述薄膜材料的耐水性、制备简单,内部结构更加紧致,这可能是由于RBP-G膜中分子排列较紧密,5.09 J/g,Tm和ΔH较RBP膜分别提高了1.17 ℃、而ΔH是RBP膜的2.35 倍、接枝度提升至24.54%~27.87%,