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大豆分离蛋白的接枝、层层组装及应用研究

作　者: 华菁
导　师: 刘晓亚
学　校: 江南大学
专　业: 材料学
关键词: 大豆分离蛋白接枝共聚 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸层层组装可食性膜
分类号: TS201.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文对大豆分离蛋白接枝改性及应用进行了研究。大豆分离蛋白分散在8mol/L尿素水溶液中,在N2保护下,以过硫酸铵为引发剂,合成了大豆分离蛋白接枝聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(SPI-g-PAMPS),对SPI以及SPI-g-PAMPS的溶液性质进行了研究;对可降解大豆分离蛋白膜方面的应用做了初步研究;对以大豆分离蛋白为基质的层层组装进行了探讨。用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、核磁共振仪(NMR)对SPI-g-PAMPS进行了表征,证明了聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸已成功接枝到了大豆分离蛋白上。并讨论了引发剂浓度、单体浓度、变性剂浓度、时间等反应条件对接枝率(GP%)和接枝效率(GE%)的影响。结果表明,接枝率(GP%)和接枝效率(GE%)在4h后达到最大值;随引发剂用量,变性剂用量,单体用量的增加,接枝率(GP%)和接枝效率(GE%)先增加后减小。用紫外分光光度计(UV)研究了SPI, SPI-g-PAMPS在水相体系中的溶解性,热稳定性。利用荧光分光光度计研究了SPI, SPI-g-PAMPS溶液的表面疏水性。结果表明:与SPI相比,SPI-g-PAMPS的水溶性得到提高,尤其在等电点附近溶解性提高约20%以上;SPI-g-PAMPS在水相体系中的稳定性能较好,在相同条件下,加热时间的长短以及加热的温度对SPI-g-PAMPS的溶解性影响不大;SPI-g-PAMPS的表面疏水性(S0)明显降低,并且随着接枝率的增加,其表面疏水性下降。还用动态激光光散射(DLS)进一步研究了SPI, SPI-g-PAMPS在水相体系中对pH值的响应性。结果发现:SPI对水相pH值具有很高的响应性。大豆分离蛋白平均流体动力学半径<Rh>在等电点附近(pH≈4)达到最大值;接枝率为35.6%的SPI-g-PAMPS接枝共聚物的平均流体动力学半径<Rh>在pH≈3时最大,在pH值2-13范围内SPI-g-PAMPS胶粒的<Rh>变化不大,在等电点附近无明显聚集。利用Zeta电位测定仪对SPI, SPI-g-PAMPS溶液在不同条件下的Zeta电位进行了测量并进行了对比分析,结果发现:接枝PAMPS后能明显地增加大豆分离蛋白分子表面的电荷,有利于提高大豆分离蛋白在溶液中的稳定性。浓度和pH值的变化能够明显改变大豆分离蛋白及其接枝产物在溶液中的Zeta电位。在大豆分离蛋白球表面用层层组装技术交替组装阳离子聚电解质聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)和阴离子聚对苯乙烯璜酸钠(PSS)。利用Zeta电位,紫外分光光度计跟踪组装过程的进行。结果表明:阴阳离子聚电解质可以在球蛋白表面发生逐层组装。最后,以SPI为主要成膜物质,分别与聚乙烯醇,甘油,明胶共混,用去离子水配制成膜液,调节pH值,用流延法分别制成了膜。研究了不同的共混物对膜的性能如抗拉强度(TS)、断裂伸长率(E)、透光率等的影响。结果表明:聚乙烯醇和明胶均可明显改善膜的拉伸强度,明胶的改善效果远远优于聚乙烯醇,拉伸强度最大可达到20.886MPa。聚乙烯醇和甘油能改善膜的韧性、提高断裂伸长率,而且两者并用能大大增强大豆分离蛋白膜的韧性。

全文目录

中文摘要  5-7
英文摘要  7-9
第一章绪论  9-19
  1.1 前言  9
  1.2 大豆蛋白质的分类及组成  9-10
  1.3 大豆蛋白质的功能特性  10-11
  1.4 大豆蛋白的结构  11
  1.5 大豆蛋白改性  11-15
  1.6 层层组装  15
  1.7 大豆蛋白在各个领域的应用  15-17
  1.8 立题依据  17
  1.9 本论文主要研究内容  17-19
第二章大豆分离蛋白接枝AMPS 的合成与表征  19-26
  2.1 引言  19
  2.2 实验部分  19-21
  2.3 结果与讨论  21-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章大豆分离蛋白及其接枝物水溶液性质的研究  26-32
  3.1 引言  26
  3.2 实验部分  26-27
  3.3 结果与讨论  27-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章 SPI 和SPI-g-PAMPS 的粒径和Zeta 电位研究  32-38
  4.1 引言  32-33
  4.2 实验部分  33-34
  4.3 结果与讨论  34-37
  4.4 本章小结  37-38
第五章大豆分离蛋白的层层组装  38-44
  5.1 引言  38-39
  5.2 实验部分  39-40
  5.3 结果与讨论  40-43
  5.4 本章小结  43-44
第六章大豆分离蛋白膜的研究  44-50
  6.1 引言  44-45
  6.2 实验部分  45-46
  6.3 结果与讨论  46-49
  6.4 本章小结  49-50
第七章结论与展望  50-52
参考文献  52-56
致谢  56-57
发表论文清单  57

大豆分离蛋白的接枝、层层组装及应用研究

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