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        馬面魚皮可食性膠原蛋白膜的制備

        2020-08-18 07:15:58公維潔朱德譽(yù)
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2020年14期
        關(guān)鍵詞:馬面魚皮透光率

        公維潔,朱德譽(yù)

        (海南熱帶海洋學(xué)院,海南三亞 572022)

        隨著環(huán)保意識(shí)的提高和對(duì)食品安全性的更高要求,越來越多的消費(fèi)者開始關(guān)注無毒、無害的綠色環(huán)保包裝材料[1-2]。以淀粉、纖維素、多糖、蛋白質(zhì)等為材料的可食性膜就是一類理想的食品包裝材料[3-7]。以膠原蛋白為原料的可食性膠原蛋白膜即是其中的一種。可食性膠原蛋白膜不僅具有顯著的物理性和良好的生物相容性,同時(shí)還具有制作工藝簡單、可降解、無污染、改善食品感官性能等優(yōu)點(diǎn)[8]。

        馬面魚分布于我國四大海域,僅東海區(qū)年總產(chǎn)量達(dá)25萬余t,已成為位居我國第2位的海洋型經(jīng)濟(jì)魚類。馬面魚可食部分較少,其中魚皮占8.5%~9.4%,利用率低。因此,研究馬面魚皮膠原蛋白的提取及應(yīng)用,可為其綜合利用提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 儀器

        LGJ-10型冷凍干燥機(jī),北京松華興科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品;HH型數(shù)顯恒溫水浴鍋,金壇市盛藍(lán)儀器制造有限公司產(chǎn)品;FA22048型電子天平,上海精科天美科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;5804R型冷凍離心機(jī),德國艾本德股份有限公司產(chǎn)品;HY-3型多用振蕩器,金壇市恒豐儀器廠產(chǎn)品。

        1.2 原料及試劑

        馬面魚皮,購于當(dāng)?shù)厥袌觥?/p>

        乙酸、異丙醇、氯化鈉,均為國產(chǎn)分析純;胃蛋白酶、生化試劑BR,河南思遠(yuǎn)生物科技有限公司提供。

        1.3 方法

        1.3.1 馬面魚皮膠原蛋白的提取

        馬面魚皮經(jīng)預(yù)處理后[9],采用超聲波輔助法提取膠原蛋白[10]。

        1.3.2 馬面魚皮膠膠原蛋白膜的制備

        將膠原蛋白溶于10 mL乙酸中,攪拌4 h,待其完全溶解后,超聲除氣泡,采用流延的方法置于有機(jī)玻璃板上,于50℃條件下干燥12 h,干燥后取膜。

        1.3.3 馬面魚皮膠膠原蛋白膜透光率的測定

        采用紫外可見分光光度計(jì)法,將光滑無破損的待測膜剪成10 mm×10 mm,緊貼在比色皿(1 cm)的一側(cè)。于200~800 nm波長范圍內(nèi)測定其透光率,重復(fù)測定3次后取平均值。

        1.3.4 單因素試驗(yàn)

        以膜的透光率作為膜性能的評(píng)價(jià)指標(biāo),研究乙酸濃度、馬面魚皮膠原蛋白用量、干燥溫度對(duì)膜性能的影響,進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

        (1)馬面魚皮膠原蛋白用量的確定。分別稱量0.6,0.7,0.8,0.9,1.0 g魚皮膠原蛋白置于10 mL的乙酸溶液中,乙酸濃度為0.5 mol/L;充分?jǐn)嚢? h,待膠原蛋白完全溶解后,超聲除去氣泡;采用流延的方法置于有機(jī)玻璃板上,于50℃條件下干燥12 h,干燥后取膜。

        (2)乙酸濃度的確定。稱量馬面魚皮膠原蛋白0.8 g置于10 mL的乙酸溶液中,乙酸濃度分別為0.1,0.3,0.5,0.7,0.9 mol/L;充分?jǐn)嚢? h,待膠原蛋白完全溶解后,超聲除去氣泡;采用流延的方法置于有機(jī)玻璃板上,于50℃條件下干燥12 h,干燥后取膜。

        (3)干燥溫度的確定。稱量馬面魚膠原蛋白0.8 g置于10 mL的乙酸溶液中,乙酸濃度為0.5 mol/L;充分?jǐn)嚢? h,待膠原蛋白完全溶解后,超聲除去氣泡;采用流延的方法置于有機(jī)玻璃板上,分別于30,40,50,60,70℃條件下干燥12 h,干燥后取膜。

        1.3.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選取乙酸濃度、馬面魚皮膠原蛋白用量、干燥溫度進(jìn)行正交試驗(yàn)。

        試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

        表1 試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

        2 結(jié)果與分析

        2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

        2.1.1 馬面魚皮膠原蛋白用量對(duì)膜性質(zhì)的影響

        馬面魚皮膠原蛋白用量對(duì)膜透光率的影響見圖1。

        圖1 馬面魚皮膠原蛋白用量對(duì)膜透光率的影響

        由圖1可知,馬面魚皮膠原蛋白膜的透光率隨著膠原蛋白用量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當(dāng)膠原蛋白用量大于0.8 g時(shí),透光率逐漸變小,是因?yàn)閱挝惑w積內(nèi)膠原蛋白分子的增加,成膜液不均勻所致[1];膠原蛋白用量為0.8 g時(shí),制得的膜透光率最好。因此,初步選擇膠原蛋白用量的最適范圍為 0.7~0.9 g。

        2.1.2 乙酸濃度對(duì)膜性質(zhì)的影響

        乙酸濃度對(duì)膜透光率的影響見圖2。

        圖2 乙酸濃度對(duì)膜透光率的影響

        由圖2可知,透光率隨著乙酸濃度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢,較低濃度的乙酸溶液對(duì)馬面魚皮膠原蛋白的溶解性很差,部分膠原蛋白未溶解完全,使成膜液不均勻;乙酸濃度過高會(huì)使膠原蛋白變性,使得透光率變小。因此,選取最適乙酸濃度范圍為0.3~0.7 mol/L。

        2.1.3 干燥溫度對(duì)膜性質(zhì)的影響

        干燥溫度對(duì)膜透光率的影響見圖3。

        圖3 干燥溫度對(duì)膜透光率的影響

        由圖3可知,干燥溫度40℃時(shí)膜的透光率最好,膜的透光率隨著溫度升高先增大再降低。隨著溫度變高,膜的均勻性增大,但是溫度升高對(duì)膠原蛋白結(jié)構(gòu)有一定影響,高溫會(huì)使膠原蛋白的螺旋結(jié)構(gòu)被破壞。因此,選取最適干燥溫度分為30~50℃。

        2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

        正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表2。

        由正交試驗(yàn)分析可知,各個(gè)因素對(duì)馬面魚皮膠原蛋白膜透光率的影響順序?yàn)锽>C>A,即馬面魚皮膠原蛋白用量>干燥溫度>乙酸濃度。其中馬面魚皮膠原蛋白用量對(duì)膜透光率的影響最大,為主要影響因素。乙酸濃度及干燥溫度極差較小,這2個(gè)因素為次要影響因素,由此得到各因素的最佳搭配為A2B2C3,即濃度為0.5 mol/L的乙酸中添加馬面魚皮膠原蛋白0.8 g,于50℃條件下干燥。

        表2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

        2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

        根據(jù)正交試驗(yàn)確定的最佳成膜工藝為A2B2C3,即于濃度為0.5 mol/L的乙酸中添加馬面魚皮膠原蛋白0.8 g,于50℃條件下干燥,重復(fù)試驗(yàn)6次,得到馬面魚皮膠原蛋白的透光率分別為86.1%,86.3%,84.9%,85.1%,86.7%,86.9%,平均值為86.0%,RSD值為0.93%。

        重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果見表3。

        表3 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果

        由表3可知,驗(yàn)證試驗(yàn)中馬面魚皮膠原蛋白膜的透光率與正交試驗(yàn)的最大值相近,說明成膜工藝穩(wěn)定可靠。

        3 結(jié)論

        以馬面魚魚皮為原料,提取膠原蛋白并制備可食性蛋白膜。通過單因素試驗(yàn)得到各因素的最佳范圍為膠原蛋白用量0.7~0.9 g,乙酸濃度0.3~0.7 mol/L,干燥溫度30~50℃。

        通過正交試驗(yàn),以透光率為指標(biāo),得出影響馬面魚皮膠原蛋白膜性質(zhì)的主要順序?yàn)槟z原蛋白用量>干燥溫度>乙酸濃度;優(yōu)化后得到最佳工藝為乙酸濃度0.5 mol/L,膠原蛋白用量0.8 g,干燥溫度50℃,此條件下得到的透光率為86.0%,可為馬面魚皮膠原蛋白的利用提供理論依據(jù)。

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