γ-聚谷氨酸对鱼明胶凝胶性及结构特性的影响

发布时间：2020-04-03 04:30

【摘要】：目前,全球大部分商业明胶来源于猪和牛的皮与骨,但受“猪瘟疫”、“疯牛病”等传染性疾病引发的食用安全性和伊斯兰等宗教信仰者饮食习惯的影响,急需寻找一种替代哺乳动物明胶的新型原料。虽然鱼明胶是公认的哺乳动物明胶最佳替代物,但是其在市场上占有的份额较少。原因主要在于鱼明胶的成胶温度和胶融温度低,致使其在一些应用中无法替代哺乳动物明胶。因此,本论文立足于当前鱼明胶现状,首次采用γ-聚谷氨酸(γ-PGA)修饰鱼明胶,研究γ-PGA修饰对鱼明胶凝胶性、流变学特性和结构性质等的影响,为研发高品质鱼明胶提供理论基础。本论文主要结论归纳如下:(1)研究γ-PGA浓度和pH对鱼明胶凝胶性(凝胶强度、胶融温度和质构特性)的影响。随着γ-PGA浓度的增加,鱼明胶的凝胶强度和胶融温度先增加后趋于稳定,硬度,胶粘性和咀嚼性先增加后减小,而弹性和凝聚力没有显著变化。当γ-PGA浓度为0.04%时,凝胶强度、胶融温度、硬度、胶粘性和咀嚼性分别达到峰值。在γ-PGA浓度为0.04%的情况下探究pH对鱼明胶的影响发现,随着pH值的增加,鱼明胶的凝胶强度、胶融温度、硬度、胶粘性和咀嚼性均呈先上升后下降的趋势,且在体系pH值为5时达到最大值,分别为681.13g、30.03℃、1229.794g、1153.55g和1058.70g。(2)采用不同γ-PGA浓度和pH修饰鱼明胶,研究其对鱼明胶流变学特性的影响。结果表明γ-PGA修饰可以显著影响鱼明胶的储存模量(G')和损耗模量(G'')值,并且显著提高鱼明胶的流变性。当γ-PGA浓度为0.04%和pH值为5时,能提高鱼明胶的凝胶温度和胶融温度,并且在该条件下胶体强度也得到提高。(3)针对γ-PGA能显著提高鱼明胶的凝胶性和流变学特性,本文采用拉曼光谱、X-射线衍射和原子力显微镜等技术研究鱼明胶凝胶过程化学作用力、螺旋结构和微观结构的变化。随着γ-PGA浓度的增加,静电相互作用增加,疏水相互作用减弱。γ-PGA浓度为0.04%和0.06%,鱼明胶凝胶体系中具有较强的氢键。当γ-PGA浓度从0%增加到0.04%时,酪氨酸残基中更多的酚羟基倾向于与蛋白质相结合形成氢键。然而,随着γ-PGA浓度进一步增加至0.1%,γ-PGA与水分子之间的氢键作用逐渐增强。随着pH值的增加,凝胶体系的静电相互作用增加,疏水相互作用呈先增大后降低的趋势,在pH值为5时疏水相互作用最大。而氢键作用呈先降低后增大的趋势。pH会影响鱼明胶凝胶过程中螺旋的生成并且对鱼明胶的纳米结构有显著影响。
【图文】：

酶法改性虽然专一性强，无副作用，，但酶法改性易使明胶对以上的改性方法所存在的问题，并且经过前期研究发现是一种较好的修饰方法。氨酸的概述酸（polyglutamic acid，PGA）是一种可生物降解的，非聚酰胺类物质，主要由 D-和 L-谷氨酸单元组成[54]。PGA式分为两种类型， -PGA 和 -PGA，然而微生物生产 多数采用重组技术生产[55]。但相对地， -PGA 已经得到特别是芽孢杆菌类微生物的发酵过程，可以仅由 L-谷氨或者 L-和 D-混合谷氨酸残基组成，其分子式如图 1.1 所重要的物质，由于其独特的性质，已被广泛用于各个领域，水处理，商品和化妆品[56]。它可生物降解，可食用且质极大促进了其在人类生活中的应用。

图 4-10 不同 pH 结合 -PGA 修饰对鱼明胶纳米结构的影响Fig 4-10 Nanostructure of fish gelatin with different pH values combined with -PGAmodification.注：图 A、B、C 和 D 分别表示 0% -PGA 在 pH 值为 3、5、7 和 9 修饰下的纳米结构图；图 E、F、G 和 H 分别表示 0.04% -PGA 在 pH 值为 3、5、7 和 9 修饰下的纳米结构图Note: FigureA, B, C and D represent the nanostructures of 0% -PGAat pH value of 3, 5, 7 and 9respectively; Figure E, F, G and H represent the nanostructures of 0.04% -PGA at pH value of 3, 5,7 and 9 respectively.4.5 本章小结本章采用不同 -PGA 浓度和在 -PGA 作用下不同 pH 修饰鱼明胶，研究其对鱼明胶非共价键作用力（静电作用、疏水相互作用、氢键作用）、螺旋结构及微观结构的影响，主要结论如下：（1）随着 -PGA 浓度的增加，静电相互作用增加，疏水相互作用减弱。浓
【学位授予单位】：江西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ431.3

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本文编号：2612938