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《广东工业大学》 2007年
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可降解改性大豆蛋白凝胶的制备工艺与应用研究

李品高  
【摘要】: 本论文用乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)对大豆分离蛋白(SPI)进行酰化改性,制备出改性大豆蛋白酰化物,再将酰化物通过戊二醛交联制备成改性大豆蛋白凝胶。研究了改性大豆蛋白凝胶的溶胀平衡及溶胀过程规律,研究了凝胶在酶与微生物作用下的降解,并对凝胶的金属离子螯合能力进行了探讨。 SPI溶液经预处理后,用EDTAD进行改性,再用戊二醛交联制得改性大豆蛋白凝胶。探讨了SPI预处理的工艺条件,结果表明将SPI溶液pH调至12,于65℃下水浴30min后在550nm处的透光率最大,即SPI在溶液中充分分散,有利于与EDTAD进行酰化反应。研究了EDTAD用量与戊二醛用量对改性大豆蛋白凝胶溶胀率的影响,发现当m_(EDTAD):m_(SPI)为0.3,m_(SPI):m_(戊二醛)为90:2时制得的凝胶溶胀率最大,为97.73g/g。研究了EDTAD与SPI之间的酰化反应,发现m_(EDTAD):m_(SPI)≤0.3时,酰化反应中,大豆蛋白肽链上每酰化一个氨基则引入三个羧基。通过红外光谱表征发现酰化反应后蛋白质分子在1630 cm~(-1)、1538 cm~(-1)和1400cm~(-1)处的吸收增强,显示酰胺基的量增多;从SEM表征结果可观察到EDTAD和戊二醛使凝胶网络结构变得规整有序;对凝胶进行拉伸性能测试,发现凝胶的断裂应力和断裂伸长率随酰化程度的增大而增大。 研究了改性大豆蛋白凝胶的溶胀率和溶胀过程,结果显示溶液pH值和离子强度对改性大豆蛋白凝胶的溶胀率有明显的影响;温度对凝胶的溶胀性能影响微小;对凝胶在pH10.04和4.30的溶胀—消溶胀行为进行研究,显示改性大豆蛋白凝胶具有pH敏感性。研究了改性大豆蛋白凝胶在不同pH和不同离子强度的溶液中的溶胀行为,发现凝胶在去离子水中溶胀扩散过程为Fickian扩散,在生理盐水中为non-Fickian扩散,在碱性的缓冲溶液中为Fickian扩散,而在中性和酸性缓冲溶液为non-Fickian扩散。 改性大豆蛋白凝胶对Ca~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+)和Cu~(2+)金属离子都有一定的螯合能力,最大螯合量分别为0.71 mmol/g,0.65 mmol/g,0.75 mmol/g,和0.58 mmol/g。凝胶的金属离子螯合能力的大小与金属离子浓度、溶液pH值、温度和凝胶的羧基含量有关。 研究了改性大豆蛋白凝胶的酶降解、微生物降解与土壤降解情况。用SDS-PAGE电泳和GPC研究了改性大豆蛋白凝胶的酶降解性,发现改性大豆蛋白凝胶可降解为分子量1000以下的肽或更小的氨基酸。研究还发现改性大豆蛋白凝胶在培养基上和土壤中会逐步溶解并被微生物降解,吸收,最终代谢成二氧化碳和水,说明改性大豆蛋白凝胶有良好的生物降解性。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TS214.2

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