葵花籽壳纳米纤维素制备工艺优化及其表征

为了充分利用葵花籽的工业生产副产物,该文以葵花籽壳为原料,采用硫酸水解法制备葵花籽壳纳米纤维素。通过单因素试验研究了酸解温度、酸解时间、硫酸质量分数和液料比4个因素对纳米纤维素得率的影响,应用响应面法对工艺参数进行优化,并对制备得到的纳米纤维素进行了透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)和X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等分析。结果表明:当酸解温度为42℃、酸解时间为83.71 min、硫酸质量分数为59.97%、液料比为12.33:1时,预测得出纳米纤维素得率为31.67%,验证试验纳米纤维素得率为31.31%。制备的葵花籽壳纳米纤维素呈棒状,直径为10~30 nm,长度为150~300 nm,仍然具有纤维素的基本化学结构,结晶度较高,属于典型的纤维素Ⅰ型结晶结构。该文研究结果可以为葵花籽的综合利用提供参考。     

辉光放电低温等离子体改性大豆分离蛋白可食膜工艺优化

为制备具有良好性能的可食膜,该文采用大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)为成膜基材,利用辉光放电等离子体作用对可食膜进行改性,并研究等离子体处理时间、丙三醇质量浓度、pH值对可食膜水蒸气透过系数(water vapor permeability,WVP)、氧气透过率(oxygen permeability,OP)抗拉强度(tensile strength,TS)、断裂伸长率(elongation,E)的影响。利用响应面法对工艺参数进行优化,得到各因素对可食膜性能影响的大小依次为pH值丙三醇质量浓度等离子体处理时间。试验结果表明:丙三醇质量浓度为0.02 g/mL、等离子体处理时间为11.31 min、pH值为11,可食膜性能综合得分S为0.90。此时可食膜的断裂伸长率为273.77%、抗张强度为3.46 MPa、水蒸气透过系数为1.81×10~(-12) g/(cm·s·Pa)、氧气透过率为1.43×10~(-5) cm~3/(m~2·d·Pa)。通过原子力显微镜和接触角测量仪对可食膜表面进行观察,结果表明:经低温等离子体处理的可食膜表面物理结构发生改变,粗糙度增加,水接触角变小,有效提高大豆分离蛋白膜的机械性能和表面润湿性。     

纳米氧化锌/葡萄皮红改性大豆分离蛋白膜的制备与性能研究

为改善大豆分离蛋白膜的性能,将纳米氧化锌（ZnO Nanoparticles,ZnO NPs）和葡萄皮红（Grape-Skin Red,GSR）加入大豆分离蛋白（Soy Protein Isolate,SPI）中制备SPI/ZnO NPs/GSR复合膜,对复合膜的性能进行表征。结果表明当葡萄皮红、ZnO NPs和大豆分离蛋白以1∶2∶25的质量比制备复合膜时,相对于SPI/ZnO NPs膜,葡萄皮红可提高ZnO NPs和大豆分离蛋白的相容性,改善ZnO NPs在SPI膜中的分散性,并与ZnO NPs发挥协同作用提高SPI膜的机械性能、耐水性能和热稳定性（P<0.05）。SPI/ZnO NPs/GSR复合膜相比较于SPI膜,拉伸强度从1.37 MPa升至3.28 MPa,熔点从194 ℃升至231 ℃,含水率从34.41%降至25.37%,水蒸气透过系数从5.57×?10-12 (g·cm)/(cm2·s·Pa)降至4.74 × 10-12 (g·cm)/(cm2·s·Pa)。此外,复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出优异的抗菌性能,抑菌圈直径随着活性成分的添加呈上升趋势（大肠杆菌：SPI膜无,SPI/ZnO NPs膜2.29 cm,SPI/ZnO NPs/GSR膜2.36 cm;金黄色葡萄球菌：SPI膜无,SPI/ZnO NPs膜2.32 cm,SPI/ZnO NPs/GSR膜2.42 cm）,在活性包装应用中具有极大潜力。研究结果为大豆分离蛋白基薄膜的生产应用提供参考。     

超声波微波协同改性乳清蛋白/壳聚糖可食膜工艺优化

为研究新型高性能可食膜及制备方法采用浓缩乳清蛋白(whey protein concentrate,WPC)和壳聚糖(chitosan,CS)为成膜基材,制备出可食膜,利用超声波微波协同作用对可食膜进行改性,试验结果表明超声波微波协同改性后的可食膜具有较低透气性;并研究成膜材料配比、山梨醇质量浓度、pH值和超声波微波协同作用时间对可食膜水蒸气透过系数(water vapor permeability,WVP)、氧气透过率(oxygen permeability,OP)抗拉强度(tensile strength,TS)、断裂伸长率(elongation,E)和透光率(transmittance,T)的影响。试验结果表明成膜材料配比WPC∶CS=5.8∶6.2、山梨醇质量浓度0.021 g/mL、pH值5.13、超声波微波协同作用5 min时,此时制备的可食膜透气性较低,且具有较好的物理性质,水蒸气透过系数为1.22×10-13 g/(cm·s·Pa),氧气透过率为1.29×10-5 cm3/(m2·d·Pa)。该文研究成果可为可食膜的研发提供新的参考。     

不同工艺生产大豆分离蛋白的成膜性能

为了制作出具有良好机械性和阻隔性的大豆分离蛋白可食性膜,优选出成膜性能优良的大豆分离蛋白,该文研究了7种不同生产工艺下的大豆分离蛋白,分别以7种蛋白为材料制膜,测定其机械性能、水溶性、水蒸气透过性、O2透过性、脂质渗透性等性能,进行模糊综合评价,并用扫描电镜观察膜的表面结构。结果表明:GS5000型普通型未经造粒的大豆分离蛋白综合评价分数最高,表明其成膜性能优于其他6种大豆分离蛋白,并且电镜扫描照片也显示用其制出的膜结构更加致密,因此,GS5000型大豆分离蛋白比较适合制作可食性膜。该研究为进一步开发优质大豆分离蛋白膜进行了初步的探索。     

大豆分离蛋白成膜性研究

该文通过单因素试验和正交试验对大豆分离蛋白的成膜性进行研究。结果表明，大豆分离蛋白浓度、增塑剂(甘油)、还原剂(Na₂SO)、交联剂(谷氨酰胺转胺酶)对膜的性能有较大影响，最佳处理条件为：大豆分离蛋白5.0%、甘油1.5%、Na₂SO₃ 0.1%、TG酶0.2%，大豆分离蛋白浓度对膜性能影响最大，其次是甘油含量，Na₂SO₃和TG酶的浓度对膜性能影响较小。     

超声辅助制备抗冻融大豆分离蛋白工艺优化

为了提高大豆蛋白冻融稳定性,研究了超声波辅助下大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)与葡聚糖(dextran,D)发生美拉德反应改性蛋白的方法,以乳化稳定性(emulsion stability index,ESI)和乳析指数(creaming index,CI)为响应值,建立了优化工艺的Box-Behnken模型。验证试验表明,模型具有重现性和可靠性,在SPI质量浓度40 mg/m L、超声温度80℃、比功率5 W/m L条件下,与未改性SPI相比,改性后SPI乳化稳定性提高了43.80%,经1、2、3次冻融循环后乳析指数分别降低了57.76%、75.33%、96.20%。接枝物制备的乳液经冻融循环后粒径维持在50~55μm。红外光谱分析接枝物在1 010 cm-1处的C-N共价键振动增强,说明SPI和葡聚糖是以共价键的方式结合。扫描电镜结果表明,改性后蛋白颗粒更加疏松,分子间聚集程度降低。研究结果为冷冻食品专用大豆分离蛋白的产业化生产提供了理论和技术指导。     

酸溶剂对葛根淀粉/壳聚糖复合可食膜性能的影响

为了考察壳聚糖酸溶剂对葛根淀粉/壳聚糖复合可食膜抗菌、物理和机械性能的影响,该文选择质量分数为1%的乙酸、乳酸、苹果酸为溶剂,配制质量体积比2g/L的葛根淀粉-壳聚糖复合膜液,以0.5g/L的抗坏血酸为活性添加剂,0.6g/L的丙三醇为增塑剂,0.1g/L的吐温20为表面活性剂,采用流延法制备可食性复合膜。结果表明:复合膜液具有一定的表面活性;酸溶剂未对膜液表面张力产生显著影响。有机酸溶剂种类对复合膜性能影响显著,其中乙酸复合膜的机械强度最大,平均抗拉强度和穿透力分别为5.73MPa和8.63N,水溶性最小,约34%,对抗坏血酸缓释效果最明显;乳酸复合膜的延展性最优,平均断裂伸长率和穿透距离分别为71.5%和6.05mm;苹果酸复合膜的抑菌效果最佳,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别达到98.9%和81.2%,阻水性最强,透湿系数为4.824.82×10-11g/(m·s·Pa),故可根据不同使用目的选择相应复合膜。研究结果为该类复合包装膜在实际食品上的应用提供理论依据。     

茉莉酸甲酯-大豆分离蛋白复合膜的制备及物理性质研究

为研究茉莉酸甲酯(Me JA)对大豆分离蛋白膜物理性质的影响,以大豆分离蛋白(SPI)为成膜基质,添加适量的增塑剂等成膜助剂,复合Me JA制备蛋白复合膜,并采用场发射电子扫描、X-射线衍射和傅立叶变换红外光谱等方法分析了复合膜的物理特性。结果表明,Me JA与大豆分离蛋白基质有良好的相容性,复合膜材料外观光滑平整。与单一大豆分离蛋白膜相比,Me JA的添加显著增加了膜的厚度和延伸率,降低了膜的透明性及水蒸气透过率,提高了其光阻隔性能,改善了膜的阻湿性。扫面电镜分析发现,0.05%添加量的茉莉酸甲酯精油复合膜内部结构较单一蛋白膜紧凑;红外光谱分析表明,Me JA与SPI基质存在一定相互作用,综合物理性能较佳。由此可知,此复合膜在食品包装和保鲜材料等领域具有广阔的应用前景。     

辐照协同甲酸分离油茶壳中纤维素、木质素和木糖的工艺研究

为了提高油菜壳木质纤维素分离效率,本试验以油茶壳为原料,研究不同辐照剂量(0、200、400、600、800 kGy)处理后其粉碎能耗、粒度分布和化学组分的变化,同时开展辐照协同甲酸分离油茶壳木质纤维素的工艺研究。结果表明,辐照处理后油茶壳粉碎能耗降低,粉碎后细颗粒样品所占比例增加,经400 kGy剂量辐照处理的油茶壳粉碎能耗比对照节约43.59%,800 kGy剂量辐照处理的油茶壳粉碎后粒径<0.075 mm的颗粒占比达到41.38%。辐照处理后油茶壳木质纤维素发生降解,水溶性组分、水溶性单糖、聚糖含量均增加。辐照协同甲酸分离油茶壳纤维素、木质素和木糖的最佳工艺为:辐照剂量400 kGy,反应温度100℃,反应时间3 h,在此条件下分离获得的油茶壳纤维素、木质素、木糖的提取率分别为89.94%、47.74%和96.37%,纤维素和木质素纯度分别为45.05%和91.92%。本研究结果对油茶壳木质纤维素全组分的高效分离和应用具有重要意义。     

食葵割台落粒损失和籽粒表皮损伤关键影响因素分析

食葵联合收获机田间作业时,割台拨禾轮在拨禾过程中碰撞葵盘造成葵盘落粒,在螺旋输送器输送籽粒和葵盘过程中,籽粒表皮受到摩擦作用力导致表皮损伤,此外割台剧烈振动也会引起茎秆抖动,进而造成葵盘落粒。针对上述问题,该研究对适收期内不同含水率下食葵收获过程中割台碰撞、振动作用对葵盘落粒损失以及摩擦作用对籽粒表皮损伤的影响规律进行试验研究,明确食葵较佳收获时期,提高食葵收获作业效果。首先,开展拨禾轮与葵盘碰撞作用对落粒损失影响试验和螺旋输送器输送过程对食葵籽粒表皮损伤影响试验,结果表明籽粒含水率与落粒损失率呈极显著负相关（P<0.01）,与籽粒表皮损伤率呈极显著正相关（P<0.01）。其次,根据食葵收获对籽粒损失率和损伤率的要求确定了落粒损失率和籽粒表皮损伤率对收获效果的影响权重分别为0.54和0.46,通过目标函数寻优得出籽粒含水率为9%～13%为食葵较佳收获期。最后,基于Default Shaker液压振动台研究联合收获机主要振动频率范围内（1～40 Hz）的振动激励对落粒损失的影响,结果表明,食葵植株在7Hz振动激励作用下葵盘落粒损失率最大为1.5%。试验结果可为割台关键部件运行...     

硬脂酸-胱氨酸-大豆分离蛋白复合膜的机械特性和吸湿性研究

以硬脂酸作为增塑剂,胱氨酸作为交联剂制备具有一定力学性能和良好抗湿性能的大豆分离蛋白复合膜。将膜放在25℃,相对湿度为50%的干燥器中平衡两天,用质构仪测定膜的抗拉强度(TS),延伸率(E(%))。在水分活度a_w为0.10～0.90的范围内研究了复合膜在25℃的吸湿特性。吸湿速率和吸湿等温线数据分别拟合到Peleg's 方程和GAB(Guggenheim-Anderson-de Boer)模型。结果表明：大豆蛋白复合膜的TS、延伸率E(%)以及吸湿速率随着硬脂酸和胱氨酸的添加比率显著地变化。硬脂酸和胱氨酸的最佳添加比率为40∶60(w/w)(每升蛋白质溶液中加入10 g混合添加剂),此时,大豆蛋白膜的强度比原来提高2倍,并且有最佳的吸湿速率。吸湿数据和GAB 模型有很高的拟合度,拟合系数最高达0.99。     

高压均质-冷冻干燥技术制备大豆分离蛋白微粒及其功能特性

为了进一步改善大豆分离蛋白的分散性及功能性质,该研究以大豆分离蛋白为原料,通过对天然大豆分离蛋白进行高压高剪切处理并联合冷冻干燥技术,制备大豆分离蛋白微粒,考察压力（60～100 MPa）对大豆分离蛋白微粒尺寸、功能性质及结构特性的影响,探究其构效关系。结果表明：随着压力逐渐增加,大豆分离蛋白平均粒径大幅度减小,粒径分布曲线向左侧移动,与天然大豆分离蛋白相比,在100 MPa时大豆分离蛋白粒径减小了1 631%,粒径曲线分布较宽。在60～100 MPa压力范围内随着压力的增加。与天然大豆分离蛋白相比,大豆分离蛋白微粒的分散性指数（Protein Dispersibility Index, PDI）和功能性质均显著提高（P<0.05）,其中在100 MPa时大豆蛋白质的溶解性提高了172.98%,乳化活性和乳化稳定性分别增加了约28.71%和77.82%,持油性增加了约123.76%,起泡性随时间的变化其泡沫高度也均有所提高。由扫描电镜图可以观察到,未经过高压均质的大豆分离蛋白粒子呈聚集状态,球状的表面向内凹陷,经过高压均质联合冷冻干燥处理后的大豆分离蛋白微粒呈现网络结构。在高压和高剪切力的作用下,大豆分离蛋白微粒的疏水基团大量暴露,表面疏水性随之增加,静电斥力增加,α-螺旋和β-转角向β-折叠和无规则卷曲结构的转化是蛋白质的溶解性等功能性质提高的主要原因。溶解性等功能性质的提高有利于大豆分离蛋白更好的应用于食品加工行业,进一步为蛋白的理化性质及结构优化提供新思路。     

还原剂对大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能的影响

为了改善大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜的综合性能,该研究以薄膜拉伸强度、断裂伸长率、透光率、吸水率为评价指标,通过隶属度函数综合评分方法,研究了几种还原剂对大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能的影响。试验结果表明：与对照组相比,加入抗坏血酸或半胱氨酸,薄膜拉伸强度显著增大,吸水率和断裂伸长率显著降低;加入半胱氨酸,薄膜透光率显著提高;添加亚硫酸钠,薄膜拉伸强度和透光率显著提高,吸水率降低但不显著,断裂伸长率无明显变化。当亚硫酸钠质量分数为0.15%时,薄膜综合性能较佳,拉伸强度为6.904?MPa,断裂伸长率为66.076%,透光率为32.310%,吸水率为45.695%。该研究为大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能改善及生产应用提供理论基础。