玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜的超声波制备技术研究
发布时间：2021-04-12 02:33
随着人们对食品的生鲜品质安全和环保意识的提高,具有生物可降解能力的食品包装材料成为食品领域的研究热点。玉米醇溶蛋白具有良好的成膜特性,可以作为生物可降解包装材料的原料。然而纯玉米醇溶蛋白膜易碎,需要进行改性。纳米二氧化硅是一种安全无毒的纳米材料,可以通过与薄膜基质的界面相互作用,提高薄膜的机械性能和阻隔性能。超声波的机械作用,可以促使纳米颗粒均匀分散,以形成性能更加优良的复合膜。本文将超声波技术引入复合膜的制备工艺中,选取纳米二氧化硅作为功能性添加剂,通过流延法制备了玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜,并测定了复合膜相关性能指标。主要研究结论如下:（1）首先,通过单因素优化得到工艺条件,结果表明:最佳配比条件是玉米醇溶蛋白浓度0.18（g/mL）,乙醇浓度80%,纳米二氧化硅添加量5%（g/g zein）,复合增塑剂添加量40%（g/g zein）,此时复合膜的抗拉伸强度为9.48MPa,断裂伸长率为50.71%;超声处理后得出:在超声150w、60kHz、10min的条件下,抗拉伸强度降低了15.18%,断裂伸长率增加了73.74%;机械性能较差组合（A1B
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蛋白浓度对复合膜的拉伸性能的影响
江苏大学硕士学位论文172.4.1.2乙醇浓度的优化乙醇对于玉米醇溶蛋白而言是一种良好的溶剂[75,76]。玉米醇溶蛋白膜的功能和结构特性受到乙醇浓度变化的影响，玉米醇溶蛋白在不同浓度的乙醇溶液中的溶解度也会有所不同，导致其蛋白分子间作用力不同，从而影响蛋白膜的致密度。图2.2为乙醇浓度对复合膜的拉伸性能的影响。随着乙醇浓度增大，复合膜的机械性能变化趋势一致，均为先剧烈增加，后急剧减小的趋势；并且当乙醇浓度为80%时，复合膜的抗拉伸强度和断裂伸长率都显著增加（P<0.05），达到最大值，复合膜抗拉伸强度为8.27MPa，断裂伸长率为52.37%。这可能是由于乙醇浓度合适时，玉米醇溶蛋白可以达到较好的溶解效果，进而形成均一的成膜液，由此产生的蛋白膜结构更加紧密。此后随着乙醇浓度的继续增加，复合膜的断裂伸长率和抗拉伸强度都呈现出直线下降的趋势，而当乙醇浓度过高时，玉米醇溶蛋白的溶解性差，不易均匀的分散在成膜液中，对成膜液进行加热时，蛋白质分子之间交联度降低，导致复合膜分子间的间隙变大，所以拉伸性能急剧减校综上所述，本研究选择乙醇浓度为80%最佳，并在该条件下进行下一步蛋白膜制备工艺的优化。图2.2乙醇浓度对复合膜的拉伸性能的影响Fig.2.2Theeffectofethanolconcentrationonthetensilepropertiesofthecompositefilm
玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜的超声波制备技术研究182.4.1.3纳米二氧化硅添加量的优化图2.3为纳米二氧化硅添加量对复合膜的拉伸性能的影响。由图2.3的结果可知，随着添加纳米二氧化硅量的增加，复合膜的抗拉伸强度和断裂伸长率皆表现为先增大后减小的趋势，在纳米二氧化硅添加量为10%（g/gzein）时，复合膜的断裂伸长率和抗拉伸强度均有显著地增加（P<0.05），其断裂伸长率和抗拉伸强度分别是56.71%和8.19MPa，添加较低含量的纳米二氧化硅可以提高复合膜的机械性能，可能是因为较低含量的纳米二氧化硅颗粒可以作为填料，填补玉米醇溶蛋白网络的空隙，由此提高复合膜的柔韧性和强度；该结论与Hassannia等人[77]在纳米复合涂层机械性能的研究中，得出纳米粒子可以与生物聚合物产生界面相互作用导致了拉伸性能增加一致。而当纳米二氧化硅的添加量大于10%（g/gzein）时，复合膜的断裂伸长率和抗拉伸强度表现为急剧减小的趋势，这是因为当加入过量的纳米颗粒时，表面活性增大，会更容易发生聚集作用，破坏复合膜的结构，使得复合膜的致密性降低；刘媛媛等人[78]在研究改性纳米TiO2/大豆分离蛋白保鲜膜的制备过程中，改性纳米TiO2的添加量对膜机械性能的影响，得到了相似的结论。综上，本次研究选择纳米二氧化硅添加量为10%（g/gzein）进行下一步蛋白膜制备工艺的优化。图2.3纳米二氧化硅添加量对复合膜的拉伸性能的影响Fig.2.3Theeffectofnano-silicaadditiononthetensilepropertiesofthecompositefilm
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机酸改性对玉米醇溶蛋白膜机械性能的影响[J]. 王键,何余堂,尹天罡,解玉梅,刘贺. 中国食品学报. 2020(04)
[2]可降解抑菌食品包装膜的研究进展[J]. 刘芯钥,林琼,陈云堂,崔龙,段玉权,哈益明,李庆鹏. 包装工程. 2019(19)
[3]鱼鳞胶原蛋白可食性复合涂膜对圣女果保鲜效果研究[J]. 甘钊生,梁志. 农产品加工. 2019(16)
[4]戊二醛/纳米SiO2/壳聚糖复合膜的制备及其特性[J]. 喻弘,李发彩,彭春,蔡华模,喻鹏. 食品工业. 2019(06)
[5]超声波制备纳米SiO2-马铃薯淀粉复合膜性能优化及结构表征[J]. 张荣飞,王相友,程萌. 食品科学. 2019(18)
[6]壳聚糖/玉米醇溶蛋白膜液的流变与膜热性能[J]. 张利铭,刘战丽,王相友,孙阳. 精细化工. 2019(03)
[7]壳聚糖/绿球藻多糖复合膜的制备及性能研究[J]. 孙彦峰,罗爱国,冯佳,吕俊平,刘琪,南芳茹,谢树莲. 食品与发酵工业. 2019(05)
[8]玉米醇溶蛋白膜增塑剂的选择优化及其对膜体阻湿性能的影响[J]. 王雪,魏倩,王莺颖,阎欣,郭兴凤. 河南工业大学学报(自然科学版). 2018(04)
[9]不同相对湿度环境条件下玉米醇溶蛋白膜的稳定性研究[J]. 郭兴凤,崔和平,魏倩,张莹莹,阎欣,王雪,王莺颖. 食品工业科技. 2018(09)
[10]电喷雾纳米涂膜工艺优化及其对双孢蘑菇保鲜效果[J]. 张荣飞,王相友. 农业工程学报. 2017(23)
博士论文
[1]几种生物相容性良好的无机纳米载药体系的构建及其在抗肿瘤方面的应用[D]. 葛昆.河北大学 2017
硕士论文
[1]乳清蛋白基复合膜性能研究[D]. 孙丽娜.大连工业大学 2018
[2]玉米醇溶蛋白—淀粉复合物的制备及性质研究[D]. 高萍萍.中国农业科学院 2017
[3]PPC/SPI复合膜的制备与物性研究[D]. 杨莉莉.天津科技大学 2016
[4]大豆肽—卡拉胶复合膜的制备及理化性质研究[D]. 刘彩红.天津科技大学 2015
[5]大豆分离蛋白复合膜制备及应用研究[D]. 雷会宁.天津科技大学 2015
[6]大豆分离蛋白材料改性方法的研究[D]. 张君红.北京化工大学 2013
[7]玉米醇溶蛋白的改性及成膜性质研究[D]. 张敏.天津科技大学 2013
[8]超声辅助湿热法制备大豆分离蛋白糖接枝物[D]. 程熙茜.江南大学 2012
本文编号：3132439
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蛋白浓度对复合膜的拉伸性能的影响
江苏大学硕士学位论文172.4.1.2乙醇浓度的优化乙醇对于玉米醇溶蛋白而言是一种良好的溶剂[75,76]。玉米醇溶蛋白膜的功能和结构特性受到乙醇浓度变化的影响，玉米醇溶蛋白在不同浓度的乙醇溶液中的溶解度也会有所不同，导致其蛋白分子间作用力不同，从而影响蛋白膜的致密度。图2.2为乙醇浓度对复合膜的拉伸性能的影响。随着乙醇浓度增大，复合膜的机械性能变化趋势一致，均为先剧烈增加，后急剧减小的趋势；并且当乙醇浓度为80%时，复合膜的抗拉伸强度和断裂伸长率都显著增加（P<0.05），达到最大值，复合膜抗拉伸强度为8.27MPa，断裂伸长率为52.37%。这可能是由于乙醇浓度合适时，玉米醇溶蛋白可以达到较好的溶解效果，进而形成均一的成膜液，由此产生的蛋白膜结构更加紧密。此后随着乙醇浓度的继续增加，复合膜的断裂伸长率和抗拉伸强度都呈现出直线下降的趋势，而当乙醇浓度过高时，玉米醇溶蛋白的溶解性差，不易均匀的分散在成膜液中，对成膜液进行加热时，蛋白质分子之间交联度降低，导致复合膜分子间的间隙变大，所以拉伸性能急剧减校综上所述，本研究选择乙醇浓度为80%最佳，并在该条件下进行下一步蛋白膜制备工艺的优化。图2.2乙醇浓度对复合膜的拉伸性能的影响Fig.2.2Theeffectofethanolconcentrationonthetensilepropertiesofthecompositefilm
玉米醇溶蛋白/纳米二氧化硅复合膜的超声波制备技术研究182.4.1.3纳米二氧化硅添加量的优化图2.3为纳米二氧化硅添加量对复合膜的拉伸性能的影响。由图2.3的结果可知，随着添加纳米二氧化硅量的增加，复合膜的抗拉伸强度和断裂伸长率皆表现为先增大后减小的趋势，在纳米二氧化硅添加量为10%（g/gzein）时，复合膜的断裂伸长率和抗拉伸强度均有显著地增加（P<0.05），其断裂伸长率和抗拉伸强度分别是56.71%和8.19MPa，添加较低含量的纳米二氧化硅可以提高复合膜的机械性能，可能是因为较低含量的纳米二氧化硅颗粒可以作为填料，填补玉米醇溶蛋白网络的空隙，由此提高复合膜的柔韧性和强度；该结论与Hassannia等人[77]在纳米复合涂层机械性能的研究中，得出纳米粒子可以与生物聚合物产生界面相互作用导致了拉伸性能增加一致。而当纳米二氧化硅的添加量大于10%（g/gzein）时，复合膜的断裂伸长率和抗拉伸强度表现为急剧减小的趋势，这是因为当加入过量的纳米颗粒时，表面活性增大，会更容易发生聚集作用，破坏复合膜的结构，使得复合膜的致密性降低；刘媛媛等人[78]在研究改性纳米TiO2/大豆分离蛋白保鲜膜的制备过程中，改性纳米TiO2的添加量对膜机械性能的影响，得到了相似的结论。综上，本次研究选择纳米二氧化硅添加量为10%（g/gzein）进行下一步蛋白膜制备工艺的优化。图2.3纳米二氧化硅添加量对复合膜的拉伸性能的影响Fig.2.3Theeffectofnano-silicaadditiononthetensilepropertiesofthecompositefilm
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机酸改性对玉米醇溶蛋白膜机械性能的影响[J]. 王键,何余堂,尹天罡,解玉梅,刘贺. 中国食品学报. 2020(04)
[2]可降解抑菌食品包装膜的研究进展[J]. 刘芯钥,林琼,陈云堂,崔龙,段玉权,哈益明,李庆鹏. 包装工程. 2019(19)
[3]鱼鳞胶原蛋白可食性复合涂膜对圣女果保鲜效果研究[J]. 甘钊生,梁志. 农产品加工. 2019(16)
[4]戊二醛/纳米SiO2/壳聚糖复合膜的制备及其特性[J]. 喻弘,李发彩,彭春,蔡华模,喻鹏. 食品工业. 2019(06)
[5]超声波制备纳米SiO2-马铃薯淀粉复合膜性能优化及结构表征[J]. 张荣飞,王相友,程萌. 食品科学. 2019(18)
[6]壳聚糖/玉米醇溶蛋白膜液的流变与膜热性能[J]. 张利铭,刘战丽,王相友,孙阳. 精细化工. 2019(03)
[7]壳聚糖/绿球藻多糖复合膜的制备及性能研究[J]. 孙彦峰,罗爱国,冯佳,吕俊平,刘琪,南芳茹,谢树莲. 食品与发酵工业. 2019(05)
[8]玉米醇溶蛋白膜增塑剂的选择优化及其对膜体阻湿性能的影响[J]. 王雪,魏倩,王莺颖,阎欣,郭兴凤. 河南工业大学学报(自然科学版). 2018(04)
[9]不同相对湿度环境条件下玉米醇溶蛋白膜的稳定性研究[J]. 郭兴凤,崔和平,魏倩,张莹莹,阎欣,王雪,王莺颖. 食品工业科技. 2018(09)
[10]电喷雾纳米涂膜工艺优化及其对双孢蘑菇保鲜效果[J]. 张荣飞,王相友. 农业工程学报. 2017(23)
博士论文
[1]几种生物相容性良好的无机纳米载药体系的构建及其在抗肿瘤方面的应用[D]. 葛昆.河北大学 2017
硕士论文
[1]乳清蛋白基复合膜性能研究[D]. 孙丽娜.大连工业大学 2018
[2]玉米醇溶蛋白—淀粉复合物的制备及性质研究[D]. 高萍萍.中国农业科学院 2017
[3]PPC/SPI复合膜的制备与物性研究[D]. 杨莉莉.天津科技大学 2016
[4]大豆肽—卡拉胶复合膜的制备及理化性质研究[D]. 刘彩红.天津科技大学 2015
[5]大豆分离蛋白复合膜制备及应用研究[D]. 雷会宁.天津科技大学 2015
[6]大豆分离蛋白材料改性方法的研究[D]. 张君红.北京化工大学 2013
[7]玉米醇溶蛋白的改性及成膜性质研究[D]. 张敏.天津科技大学 2013
[8]超声辅助湿热法制备大豆分离蛋白糖接枝物[D]. 程熙茜.江南大学 2012
本文编号：3132439
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qgylw/3132439.html
