不同硬脂酸添加量下大豆分离蛋白/海藻酸钠膜特性研究

为改善大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的耐水性,通过添加不同添加量（0、2%、4%、6%、8%、10%）硬脂酸制备大豆分离蛋白/海藻酸钠/硬脂酸三元复合膜,探究硬脂酸对大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的机械性能、阻水性能和微观结构的影响,最终明确不同硬脂酸添加量对耐水性变化的影响规律。结果表明：与大豆分离蛋白/海藻酸钠二元复合膜相比,添加6%和8%硬脂酸后,复合膜的断裂伸长率、水蒸气透过率显著下降,并且对其含水率及水溶性也有显著影响。当硬脂酸添加量为8%时,三元复合膜的水蒸气渗透性最低,水蒸气透过系数为（2.95±0.49） g·mm/（m²·h·kPa）,接触角最大,为91.68°±9.02°。通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜分析可知,大豆分离蛋白和海藻酸钠通过共价交联形成网络结构,加入的硬脂酸则分布在网络结构的缝隙中,当硬脂酸添加量为8%时,膜的表面较为光滑平整,内部结构致密,能够形成良好的网络结构,键与键之间结合较强,能有效提高复合膜的阻水性能。     

电场下乙醇对玉米醇溶蛋白膜性质的影响

在浇铸法成膜过程中引入电场处理玉米醇溶蛋白溶液,在不同乙醇浓度溶剂下,得到了质地柔软、形状完整的玉米醇溶蛋白膜,克服了纯玉米醇溶蛋白膜易碎裂、耐水性差的缺点。通过对薄膜性质的测定,研究了乙醇浓度与电场协同作用对玉米醇溶蛋白膜性质的影响。结果表明:电场处理可改善玉米醇溶蛋白膜性质,在电场与乙醇浓度协同作用下,玉米醇溶蛋白分子有序排列形成均匀的网络状结构,提高了薄膜的均一性;随着乙醇浓度的增大,玉米醇溶蛋白膜表面疏水性增强;电场处理后薄膜热特性改变,变性温度增大。当乙醇体积分数为90%时,薄膜理化性质最佳,拉伸强度、断裂伸长率分别为73.41 MPa、9.54%;水蒸气透过率为2.54×10-8g·m/(m2·h·Pa);SEM观察显示薄膜表面粗糙度明显降低,断面无孔隙;静态接触角测试为62.46°,变性温度为116.52℃,熔融热为56.61 J/g;Raman结果显示C=O双键断裂,β-折叠含量增加。通过调节溶剂浓度可得到具有一定机械强度,同时具有疏水特性的薄膜,为开发可食性食品包装材料提供了理论基础。     

反胶束法前萃取玉米胚芽蛋白的工艺条件优化

本文利用反胶束法萃取玉米胚芽蛋白,考察了AOT浓度、缓冲溶液的pH值、提取温度和脱脂玉米胚芽粉加入量对玉米胚芽蛋白前萃率的影响,并且在单因素试验的基础上,通过响应面分析法确定反胶束法前萃取玉米胚芽蛋白的最佳工艺条件:脱脂玉米胚芽粉加入量0.75g、AOT浓度2.19g/50mL异辛烷、缓冲溶液pH值7.17和温度38℃,此时脱脂玉米胚芽蛋白前萃率可以达到58.36%,与模型的预测值(59.77%)基本相符。     

超声波处理玉米磷酸酯淀粉膜液对膜性能的影响

对玉米磷酸酯淀粉基可食膜液进行超声波处理,并对所成膜的抗拉强度、断裂伸长率、透氧率及膜表面微观结构进行了分析。结果表明:超声波处理使膜的抗拉强度、断裂伸长率及阻氧性能提高,膜面均一性也有了一定的改善。在试验范围内,当超声波功率为80W时,对膜液处理50min,膜的性能较佳:抗拉强度为25.53MPa,断裂伸长率为29.07%,透氧率为5.8×10-6cm3/(m2.d.Pa)。     

大豆生物解离纤维素可食性膜制备与成膜机理研究

大豆生物解离技术提取油脂和蛋白后,产生的残渣主要是大豆不溶性纤维素。合理利用该部分纤维素有益于提高生物解离技术的经济可行性。以大豆生物解离纤维素为成膜基材,加入柠檬酸、丙三醇制备可食性膜,研究了柠檬酸添加量、丙三醇添加量及交联时间对生物解离纤维素可食性膜拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过率的影响,并通过响应面法建立了上述三因素对可食性膜水蒸气透过率影响的模型。通过模型分析得出,三因素对可食性膜水蒸气透过率的影响程度从大到小依次为:丙三醇添加量、交联时间、柠檬酸添加量。经优化得到的最佳工艺条件为柠檬酸添加量20%、丙三醇添加量36%、交联时间5 min;在此条件下进行试验,得到可食性膜的水蒸气透过率为1.81 g·m/(h·Pa·m~2);通过可食性膜扫描电镜图得出,在最优工艺条件下制备的可食性膜表面较为平整光滑。此外,红外光谱结果表明,可食性膜拉伸强度及水分阻隔性的增加是由于柠檬酸与生物解离纤维素发生了交联酯化反应,丙三醇的添加可能会影响柠檬酸与纤维素的反应。大豆生物解离纤维素可以作为基料制备出具有较好机械性的可食性膜,研究结果可为大豆生物解离纤维素可食性膜的生产提供参考。     

紫菜降压肽酶膜耦合反应制备工艺RBF神经网络优化

以条斑紫菜为原料,利用建立的酶膜反应器制备紫菜降压肽,为获得最大蛋白转化率,采用径向基人工神经网络模型(RBF-ANN)对该工艺进行优化,并采用交互验证的方法优化并建立最优模型.通过模型的模拟及优化,得到间歇式酶膜耦合制备紫菜降压肽的最佳工艺条件:底物质量浓度1.0 g/mL、加酶量4%、反应温度50℃、pH值9.0、循环泵转速300 r/min的条件下反应60 min.其蛋白转化率为55.67%,多肽得率为22.27%,单位酶产肽量为13.91,IC50质量浓度为0.492 mg/mL.在优化工艺条件基础上进行连续酶膜耦合研究,结果表明:与传统酶解反应相比,蛋白转化率提高21.98%,多肽得率提高8.79%,单位酶肽产量比间歇反应提高4.7倍.     

膜下滴灌和地下滴灌条件下玉米耗水、生长和产量对比

为比较地下滴灌与膜下滴灌对玉米的影响,以膜下滴灌为对照,开展了地下滴灌3种灌水量(膜下滴灌灌水量的70%、85%和100%)下的田间试验研究。结果表明,地下滴灌玉米耗水量随灌水量的增加而增大。灌水量相同条件下,膜下滴灌较地下滴灌多耗水2.63%。地下滴灌玉米在抽雄开花期日均耗水达到最大,平均为4.10mm/d,膜下滴灌玉米在拔节期达到最大,为5.08mm/d。膜下滴灌玉米株高和茎粗分别在抽雄开花期之前和拔节期之前显著大于地下滴灌处理,进入灌浆期后株高、茎粗与地下滴灌相差不大;地下滴灌能够显著促进玉米根系的生长。相同灌水量条件下,地下滴灌吸水根长较膜下滴灌增加了18.13%,但地下滴灌3种灌水量对玉米株高、茎粗及根系影响不显著。灌水方式及地下滴灌灌水量均对产量影响显著。膜下滴灌较地下滴灌平均增产12.59%。从产量和水分生产效率综合分析,地下滴灌适宜灌水量为膜下滴灌的85%,水分生产效率可达2.92kg/hm~2,产量达到11 154kg/hm~2。     

灌溉水盐度对玉米出苗、产量、品质及土壤盐分动态的影响

为探究适宜于我国北方干旱半干旱农业区玉米正常出苗、籽粒高产优质、土壤积盐有限的灌溉水盐分浓度,在内蒙古河套灌区开展了为期2年的膜下滴灌玉米大田试验。设置5个灌溉水盐度水平(1、2、3、4、5 g/L),在土壤基质势下限-20 kPa和灌水定额22.5 mm/次条件下,玉米耗水量、植株干物质量和籽粒产量均与灌溉水盐度呈显著二次函数关系(R²>0.84),当灌溉水盐度为2 g/L时植株干物质量和籽粒产量达到极大值,当灌溉水盐度超过3 g/L时,含盐水灌溉对玉米出苗、植株干物质积累和籽粒产量均产生不利影响。灌溉水盐度在1～5 g/L范围内每增加1 g/L,膜下滴灌玉米对应水分利用效率下降0.29 kg/m³;籽粒蛋白质含量随灌溉水盐度增加而增加,籽粒淀粉含量随灌溉水盐度增加而降低。此外,当灌溉水盐度高于3 g/L时,膜下滴灌对应土壤盐分等值线垂直半径和水平半径均随灌溉水盐度的增加而减小。基于玉米生育期内籽粒高产优质、减少土壤积盐的目标,在试验设计条件下,推荐河套灌区膜下滴灌玉米的灌溉水盐度上限为3 g/L。     

玉米挤压淀粉酶法改性制膜的工艺优化

为了提高可降解性玉米淀粉膜的力学性能,并获得玉米挤压淀粉酶法改性制膜的最适工艺参数,该研究以普鲁兰酶为酶制剂来改善玉米挤压淀粉膜,以酶作用温度、pH值、酶添加量、酶解时间及玉米挤压淀粉浓度为试验因子,膜的抗拉强度为响应值,采用中心旋转组合试验设计进行试验。结果表明：5个因素对酶改性挤压淀粉膜抗拉强度的影响大小依次为玉米挤压淀粉浓度＞酶添加量＞酶解时间＞pH值＞酶作用温度;最佳酶解制膜工艺条件为：酶作用温度46.57℃,pH值4.44,酶添加量6.63 u/g,酶解时间9.31 h,玉米挤压淀粉浓度7.00%,在此条件下,膜抗拉强度的预测值为24.3654 MPa,验证试验所得膜抗拉强度为24.2539 MPa,比未改性膜的抗拉强度提高了338.01%。回归方程的预测值和试验值差异不显著,所得回归模型拟合情况良好,达到设计要求。膜的抗拉强度与酶解挤压淀粉中直链淀粉含量之间存在极显著正相关关系,相关系数为0.863。     

紫菜降压肽酶膜耦合反应制备工艺RBF神经网络优化

以条斑紫菜为原料,利用建立的酶膜反应器制备紫菜降压肽,为获得最大蛋白转化率,采用径向基人工神经网络模型(RBF-ANN)对该工艺进行优化,并采用交互验证的方法优化并建立最优模型。通过模型的模拟及优化,得到间歇式酶膜耦合制备紫菜降压肽的最佳工艺条件：底物质量浓度1.0 g/mL、加酶量4%、反应温度50℃、pH值9.0、循环泵转速300r/min的条件下反应60min。其蛋白转化率为55.67%,多肽得率为22.27%,单位酶产肽量为13.91,IC50质量浓度为0.492 mg/mL。在优化工艺条件基础上进行连续酶膜耦合研究,结果表明：与传统酶解反应相比,蛋白转化率提高21.98%,多肽得率提高8.79%,单位酶肽产量比间歇反应提高