乳清濃縮蛋白纖維膜的制備及其性能研究.pdf

1、納米纖維作為一種特殊的蛋白質(zhì)自組裝聚合物，近年來引起了廣泛的關(guān)注，目前國(guó)內(nèi)外有很多關(guān)于纖維形成條件及其形成機(jī)理的研究，但很少有關(guān)于其功能性質(zhì)及實(shí)際應(yīng)用的報(bào)道。本課題以WPC(whey protein concentrate)納米纖維為原料制備WPC纖維膜，比較其與常規(guī)WPC膜在一些性能（溶解性、機(jī)械性、導(dǎo)電性及阻油性）上的差異;通過改變成膜條件（蛋白濃度、二次熱處理時(shí)間、pH及鈣離子濃度）探究獲取導(dǎo)電WPC纖維膜的制備條件。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)

2、，WPC納米纖維具有與常規(guī)乳清蛋白相同的成膜特性，所形成的WPC纖維膜在性能方面有著常規(guī)WPC膜不具備的特性。與常規(guī)WPC膜相比，WPC纖維膜具有良好的導(dǎo)電性、阻油性和抗機(jī)械拉伸性能，尤其在等電點(diǎn)以及長(zhǎng)時(shí)間高溫?zé)崽幚砗?，所制備的WPC纖維膜依然具有良好的抗機(jī)械拉伸性能。WPC纖維膜的獨(dú)特性能對(duì)進(jìn)一步研究乳蛋白膜的發(fā)展具有重要作用，試驗(yàn)結(jié)果如下:
　　導(dǎo)電WPC纖維膜的最適制備條件在本課題組前期研究的基礎(chǔ)上，以pH2.0條件下，蛋白

3、濃度為3.0 wt％的WPC，在90℃下熱處理10h制備的WPC纖維為原料，以溶解性、機(jī)械性能和導(dǎo)電性為測(cè)定指標(biāo)，常規(guī)WPC蛋白膜為對(duì)照，導(dǎo)電WPC纖維膜的最適制備條件為:蛋白濃度為6wt％、pH為2.0、在90℃條件下熱處理時(shí)間10h后，添加氯化鈣（100mmol/L）、明膠(60wt％protein)、甘油(54wt％ protein)，通過磁力攪拌將其混勻，最后在90℃水浴下加熱30min，靜止、淋膜。
　　溶解性與常規(guī)WP

4、C膜相比，WPC纖維膜更容易在水中溶解，但是，通過提高蛋白濃度、增加二次熱處理的時(shí)間、增加鈣離子濃度可以大大降低WPC纖維膜的溶解性。當(dāng)?shù)鞍诐舛葹?wt％、pH為2.0、二次熱處理時(shí)間為10h、鈣離子濃度為100mmol/L時(shí)，制備出的WPC纖維膜其溶解度僅高出常規(guī)WPC膜溶解度3.94％。
　　機(jī)械性 WPC纖維膜的機(jī)械性能要優(yōu)于常規(guī)WPC膜，這是常規(guī)蛋白膜不具備的特性。在等電點(diǎn)附近制備的WPC纖維膜，拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率分別比

5、WPC常規(guī)膜提高了64.53％和43.82％;90℃二次熱處理10h后制備的WPC纖維膜，拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率分別比WPC常規(guī)膜提高了86.18％和63.01％。
　　導(dǎo)電性導(dǎo)電性是WPC纖維膜具有的獨(dú)特性能，這種導(dǎo)電性能與WPC納米纖維獨(dú)特的蛋白質(zhì)聚合結(jié)構(gòu)有關(guān)，纖維形成前后電導(dǎo)率提高了23.50％。通過提高蛋白濃度、增加二次熱處理的時(shí)間、增加鈣離子濃度可以提高WPC纖維膜的導(dǎo)電性，蛋白濃度從3wt％增加至6wt％，導(dǎo)電性提高了5

6、0.37％;二次熱處理時(shí)間延長(zhǎng)至10h，導(dǎo)電性提高了24.09％;鈣離子濃度達(dá)到100mmol/L，導(dǎo)電性提高了2.28倍。
　　阻油性 WPC纖維膜的阻油能力明顯優(yōu)于常規(guī)WPC膜，在蛋白濃度為6wt％、pH為2.0、熱處理時(shí)間為10h、鈣離子濃度為100mmol/L的條件下制備的WPC纖維膜，與常規(guī)WPC膜的阻油能力對(duì)比，WPC纖維膜對(duì)大豆油的透過率為常規(guī)WPC膜透過率的49.43％，這表明WPC纖維膜的阻油性要高于常規(guī)WPC膜