[发明专利]谷氨酰胺转氨酶改性蛋白制备可食性膜新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种谷氨酰胺转氨酶改性蛋白制备可食性膜新工艺。

背景技术

20世纪90年代以来，“环境与发展”成为世界共同关心的焦点问题。据报道，到1999年底，我国668个城市固体废物的排放量达到1.14亿吨。在这些固体废物中，相当一部分是塑料包装材料，由于其数量大、品种多、化学稳定性强而难以降解，已经成为环境治理的主要难题。因此寻求取代塑料包装材料的替代品，是当今的一个重要研究的课题。各国的研究方向几乎是共同的，这就是发展绿色包装。目前绿色包装材料的发展趋势有两个：可食性包装材料和可降解包装材料。利用可食性包装材料对食品进行包装，可以与食品同时被食用并消化吸收，完全解决了污染，在一定程度上可以大大减轻食品包装材料对环境的污染。例如用可食性膜对火腿肠、快餐面与调味包进行包装，在食用时可以将包装膜一起食用，或作为饲料使用，可以大大减少环境污染。因此开发可食性高性能复合膜具有巨大的社会意义和经济效益。

可食性包装材料生产常用的原料有：蛋白质、多糖、脂类等，在生产过程中采用多元醇等小分子物质作为增塑剂。目前研究可食性膜与可降解膜，主要以单基质原料为主，如大豆分离蛋白膜、小麦面筋蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜，多糖类的可食性膜等。本课题组曾对大豆分离蛋白的成膜特性、小麦面筋蛋白的成膜性及淀粉的成膜特性做了一些研究，对这些原料的制膜特性有了一定的掌握。前期实验与国内外资料表明，小麦蛋白与大豆分离蛋白二者都具有良好的成膜性，制成的膜在高温高湿条件下稳定，具有良好的阻湿性、阻气性、阻油性与抗微生物侵袭的性能。但是这些采用单基质制成的膜还存在(1)抗拉强度低，(2)阻湿性能差等不足。因此开发可食性高性能复合膜的研究，解决上述问题，生产出能够应用于火腿肠、快餐面与调味包等包装的可食性高性能复合材料，对解决环境污染、开发农产品新的利用途径其有重要意义。

前期研究表明：单基质材料大豆分离蛋白膜的拉伸强度高于小麦面筋蛋白膜，而小麦面筋蛋白膜的延伸性高于大豆分离蛋白膜。将大豆分离蛋白与小麦面筋蛋白复合，同时采用谷氨酰胺转氨酶改性，除了发挥两者的优势，还提高了复合膜抗拉强度。

小麦面筋蛋白作为小麦淀粉生产的副产物，年总产量大约为50万吨。大豆分离蛋白是从大豆制油的副产品豆粕提取的。它们都具有来源丰富，价格低廉的优势；是有利于环境保护的可再生资源。因此以小麦面筋蛋白和大豆分离蛋白为主要原料，开发可食性高性能复合包装材料，能在很大的程度上解决环境污染问题。

可食性高性能复合膜的研制成功对我国的环境保护与食品包装都将起到重大的作用，并且可以拓宽小麦、大豆等农产品的利用途径，从而提高农产品附加值。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能优良的复合型可食性膜的新工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：将大豆分离蛋白和小麦面筋蛋白按质量比为SPI+WG＝1+4.5溶于150mL体积比为乙醇+水＝3+7～5+5的乙醇溶液中，制成浓度为9％反应液，按体积比甘油+溶剂＝8+500～10+500加入甘油，用NaOH调节pH值为9～11摇匀，按质量比TG+蛋白质＝1+1000～3+1000加入谷氨酰胺转氨酶(TG)，先于50℃下恒温磁力搅拌器上搅拌10～30min，然后将温度调整至80℃后继续搅拌20min，取下后于80℃水浴反应20min，将一定体积的膜液在玻璃盒中进行倒膜，60℃下进行干燥，揭膜后在一定湿度的程控人工气候箱中保存20～30h即制成可食性膜。

其中揭膜后使用的程控人工气候箱的相对湿度为70％，保存24h即制成可食性膜。

对制成的膜进行性能测定：抗拉强度(Tensile Strength，TS)的测定按GB13022-91进行。将裁好的试样在电子拉力实验机上进行拉伸性能试验，每个试验做3个平行，取其算术平均值。

本发明以大豆分离蛋白和小麦面筋蛋白为主要原料，采用谷氨酰胺转氨酶进行改性，得到一种性能优良的复合型可食性膜。该发明在以下几个方面具有创新性：

1、本发明制备的复合膜克服了单基质材料大豆分离蛋白膜延伸性差，小麦面筋蛋白膜拉伸强度低的缺点，复合膜可以发挥两者的优势，制成抗拉强度和延伸性都较好的可食膜；

2、本发明首次采用谷氨酰胺转氨酶为改性剂，对蛋白复合膜进行改性，大大提高抗拉强度，得到性能优良的复合型可食性膜。

3、本发明大大扩大了蛋白质的应用范围，为解决环境污染提供了一条有效新途径。