專利名稱：谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶改性蛋白制備可食性膜新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶改性蛋白制備可食性膜新工藝。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)90年代以來(lái)，"環(huán)境與發(fā)展"成為世界共同關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題。據(jù) 報(bào)遵，到1999年底，我國(guó)668個(gè)城市固體廢物的排放量達(dá)到1.14億噸。在 這些固體廢物中，相當(dāng)一部分是塑料包裝材料，由于其數(shù)量大、品種多、化 學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)而難以降解，己經(jīng)成為環(huán)境治理的主要難題。因此尋求取代塑料 包裝材料的替代品，是當(dāng)今的一個(gè)重要研究的課題。各國(guó)的研究方向幾乎是 共同的，這就是發(fā)展綠色包裝。目前綠色包裝材料的發(fā)展趨勢(shì)有兩個(gè)可食 性包裝材料和町降解包裝材料。利用可食性包裝材料對(duì)食品進(jìn)行包裝，可以 與食品同時(shí)被食用并消化吸收，完全解決了污染，在一定程度上可以大大減 輕食品包裝材料對(duì)環(huán)境的污染。例如用可食性膜對(duì)火腿腸、快餐面與調(diào)味包 進(jìn)行包裝，在食用時(shí)可以將包裝膜一起食用，或作為飼料使用，可以大大減 少環(huán)境污染。因此開(kāi)發(fā)可食性高性能復(fù)合膜具有巨大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益。 可食性包裝材料生產(chǎn)常用的原料有蛋白質(zhì)、多糖、脂類等，在生產(chǎn)過(guò) 程中采用多元醇等小分子物質(zhì)作為增塑劑。目前研究可食性膜與可降解膜， 主要以單基質(zhì)原料為主，如大豆分離蛋白膜、小麥面筋蛋白膜、E米醇溶蛋 白膜，多糖類的町食性膜等。本課題組曾對(duì)大豆分離蛋白的成膜特性、小麥 面筋蛋白的成膜性及淀粉的成膜特性做了一些研究，對(duì)這些原料的制膜特性 有了一定的掌握。前期實(shí)驗(yàn)與國(guó)內(nèi)外資料表明，小麥蛋白與大豆分離蛋白二 者都具有良好的成膜性，制成的膜在高溫高濕條件下穩(wěn)定，具有良好的阻濕 性、阻氣性、阻油性與抗微生物侵襲的性能。但是這些采用單基質(zhì)制成的膜 還存在(1)抗拉強(qiáng)度低，(2)阻濕性能差等不足。因此開(kāi)發(fā)可食性高性能復(fù) 合膜的研究，解決上述問(wèn)題，生產(chǎn)出能夠應(yīng)用于火腿腸、快餐面與調(diào)味包等 包裝的可食性高性能復(fù)合材料，對(duì)解決環(huán)境污染、開(kāi)發(fā)農(nóng)產(chǎn)品新的利用途徑 其有重要意義。
前期研究表明:單基質(zhì)材料大豆分離蛋白膜的拉伸強(qiáng)度高于小麥面筋蛋 白膜，而小麥面筋蛋白膜的延伸性高于大豆分離蛋白膜。將大豆分離蛋白與 小麥面筋蛋白復(fù)合，同時(shí)采用谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶改性，除了發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，
還提高了復(fù)合膜抗拉強(qiáng)度。
小麥面筋蛋白作為小麥淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物，年總產(chǎn)量大約為50萬(wàn)噸。大 豆分離蛋白是從大豆制油的副產(chǎn)品豆粕提取的。它們都具有來(lái)源豐富，價(jià)格 低廉的優(yōu)勢(shì)是有利于環(huán)境保護(hù)的可再生資源。因此以小麥面筋蛋白和大豆 分離蛋白為主要原料，開(kāi)發(fā)可食性高性能復(fù)合包裝材料，能在很大的程度上 解決環(huán)境污染問(wèn)題。
可食性高性能復(fù)合膜的研制成功對(duì)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)與食品包裝都將起到 重大的作用，并且可以拓寬小麥、大豆等農(nóng)產(chǎn)品的利用途徑，從而提高農(nóng)產(chǎn) 品附加值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種性能優(yōu)良的復(fù)合型可食性膜的新工藝。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案將大豆分離蛋白和小麥面 筋f白按質(zhì)量比為SPI+WG-1+4. 5溶于150mL體積比為乙醇+水=3+7 5+5的 乙醇溶液中，制成濃度為9%反應(yīng)液，按體積比甘油+溶劑=8+500 10+500加 入甘油，用NaOH調(diào)節(jié)pH值為9 ll搖勻，按質(zhì)量比TG+蛋白質(zhì)4+1000 3+1000加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)，先于5(TC下恒溫磁力攪拌器上攪拌10 30min，然后將溫度調(diào)整至8(TC后繼續(xù)攪拌20min，取下后于80'C水浴反應(yīng) 20min，將一定體積的膜液在玻璃盒中進(jìn)行倒膜，6CTC下進(jìn)行干燥，揭膜后在 --定濕度的程控人工氣候箱中保存20 30h即制成可食性膜。
其中揭膜后使用的程控人工氣候箱的相對(duì)濕度為70%，保存24h即制成 可食性膜。
對(duì)制成的膜進(jìn)行性能測(cè)定抗拉強(qiáng)度(Tensile Strength, TS)的測(cè)定 按GB13022-91進(jìn)行。將裁好的試樣在電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸性能試驗(yàn)， 每個(gè)試驗(yàn)做3個(gè)平行，取其算術(shù)平均值。
本發(fā)明以大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白為主要原料，采用谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨 酶進(jìn)行改性，得到一種性能優(yōu)良的復(fù)合型可食性膜。該發(fā)明在以下幾個(gè)方面 具有創(chuàng)新性
1、 本發(fā)明制備的復(fù)合膜克服了單基質(zhì)材料大豆分離蛋白膜延伸:性差，小 麥面筋蛋白膜拉伸強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，復(fù)合膜可以發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，制成抗拉強(qiáng) 度和延伸性都較好的可食膜；
2、 本發(fā)明首次采用谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶為改性劑，對(duì)蛋白復(fù)合膜進(jìn)行改性， 大大提高抗拉強(qiáng)度，得到性能優(yōu)良的復(fù)合型可食性膜。 3、本發(fā)明大大擴(kuò)大了蛋白質(zhì)的應(yīng)用范圍，為解決環(huán)境污染提供了一條有 效新途徑。
本發(fā)明將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，在一定程度上解決使用塑料
包裝制品對(duì)環(huán)境造成的污染，可食性高性能復(fù)合膜應(yīng)用于食品包裝；有些可 以和食品一起直接食用，有些可以作為飼料，完全不存在環(huán)境污染問(wèn)題，是
真正的綠色包裝材料；此外，它還可以拓寬小麥、大豆等農(nóng)產(chǎn)品的利用途徑， 提高其農(nóng)產(chǎn)品附加值。
具體實(shí)施方式
實(shí)例1:
將大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白按質(zhì)量比為SPI+WG=l+4. 5溶于150mL 體積比為乙醇+水=3+7的乙醇溶液中，制成濃度為9%反應(yīng)液，按體積比甘油+ 溶劑=8+500加入甘油，用NaOH調(diào)節(jié)pH值為9搖勻，按質(zhì)量比TG+蛋白質(zhì) 4+1000，加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)，先于5(TC下恒溫磁力攪拌器上攪拌 10min，然后將溫度上升至80。C后繼續(xù)攪拌20min，取下后于80。C永浴反應(yīng) 20min，將一定體積的膜液在玻璃盒中進(jìn)行倒膜，60'C下進(jìn)行干燥，揭膜后在 70%相對(duì)濕度的程控人工氣候箱中保存24h即制成可食性膜。
對(duì)制成的膜進(jìn)行性能測(cè)定TS為2. 37MPa。
實(shí)例2:
將大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白按質(zhì)量比為SPI+WG=l+4. 5溶于150mL 體積比為乙醇+水=4+6的乙醇溶液中，制成濃度為9%反應(yīng)液，按體積比為甘 油+溶劑=9+500加入甘油，用NaOH調(diào)節(jié)pH值為IO搖勻，按質(zhì)量比為T(mén)G+蛋 白質(zhì)=2+1000加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)，先于50'C下恒溫磁力攪拌器上攪拌 10min，溫度上升至80。C后繼續(xù)攪拌20min，取下后于80。C水浴反寧20min， 將一定體積的膜液在玻璃盒中進(jìn)行倒膜，6CTC下進(jìn)行干燥，揭膜后^70%相 對(duì)濕度的程控人工氣候箱中保存24h即制成可食性膜。
對(duì)制成的膜進(jìn)行性能測(cè)定TS為2.50MPa。
實(shí)例3:
將大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白按質(zhì)量比為SPI+WG=l+4. 5溶于150mL 體積比為乙醇+水=5+5的乙醇溶液中，制成濃度為9%反應(yīng)液，按體積比為甘 油+溶劑=10+500加入甘油，用NaOH調(diào)節(jié)pH值為11搖勻，按質(zhì)量比為T(mén)G+ 蛋白質(zhì)=3+1000,加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)，先于50。C下恒溫磁力攪拌器上 攪拌10min，然后將溫度上升至8(TC繼續(xù)攪拌20min，取下后于80'C水浴反
應(yīng)20min，將一定體積的膜液在玻璃盒中進(jìn)行倒膜，6(TC下進(jìn)行干燥，揭膜 后在70%相對(duì)濕度的程控人工氣候箱中保存24h即制成可食性膜。
對(duì)制成的膜進(jìn)行性能測(cè)定TS為2. 41MPa。
實(shí)例4:
將大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白按質(zhì)量比為SPI+WG=l+4. 5溶于150mL 體積比為乙醇+水=4+6的乙醇溶液中，制成濃度為996反應(yīng)液，按體積比為甘 油+溶劑=9+500加入甘油，用NaOH調(diào)節(jié)pH值為10搖勻，按質(zhì)量比為T(mén)G+蛋 白質(zhì)=2+1000加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)，先于50°C下恒溫磁力攪拌器上攪拌 20min，溫度上升至80。C后繼續(xù)攪拌20min，取下后于80。C水浴反應(yīng)20min， 將一定體積的膜液在玻璃盒中進(jìn)行倒膜，6(TC下進(jìn)行干燥，揭膜后在70%相 對(duì)濕度的程控人工氣候箱中保存24h即制成可食性膜。
對(duì)制成的膜進(jìn)行性能測(cè)定TS為2.42MPa。
實(shí)例5:
將大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白按質(zhì)量比為SPI+WG=l+4. 5溶于150mL 體積比為乙醇+水=4+6的乙醇溶液中，制成濃度為99&反應(yīng)液，按體積比為甘 油+溶劑=9+500加入甘油，用NaOH調(diào)節(jié)pH值為IO搖勻，按質(zhì)量比為T(mén)G+蛋 白質(zhì)=2+1000加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)，先于5CTC下恒溫磁力攪拌器上攪拌 30min，溫度上升至80'C后繼續(xù)攪拌20min，取下后于80'C水浴反應(yīng)20min， 將一定體積的膜液在玻璃盒中進(jìn)行倒膜，6(TC下進(jìn)行干燥，揭膜后在70%相 對(duì)濕度的程控人工氣候箱中保存24h即制成可食性膜。
對(duì)制成的膜進(jìn)行性能測(cè)定TS為2.46MPa。
權(quán)利要求
1、一種谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶改性蛋白制備可食性膜新工藝，其特征在于將大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白按質(zhì)量比為SPI+WG＝1+4.5溶于150mL體積比為乙醇+水＝3+7～5+5的乙醇溶液中，制成濃度為9％反應(yīng)液，按體積比甘油+溶劑＝8+500～10+500加入甘油，用NaOH調(diào)節(jié)pH值為9～11搖勻，按質(zhì)量比TG+蛋白質(zhì)＝1+1000～3+1000加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG)，先于50℃下恒溫磁力攪拌器上攪拌10～30min，然后將溫度調(diào)整至80℃后繼續(xù)攪拌20min，取下后于80℃水浴反應(yīng)20min，將一定體積的膜液在玻璃盒中進(jìn)行倒膜，60℃下進(jìn)行干燥，揭膜后在一定濕度的程控人工氣候箱中保存20～30h即制成可食性膜。
2、 如權(quán)利要求1所述的谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶改性蛋白制備可食性膜新工藝， 其特征在于揭膜后在相對(duì)濕度為70Q^的程控人工氣候箱中保存24h即制成 可食性膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶改性蛋白制備可食性膜新工藝，以大豆分離蛋白和小麥面筋蛋白為主要原料，采用谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)行改性，得到一種性能優(yōu)良的復(fù)合型可食性膜。該發(fā)明具有以下幾個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)1.可以發(fā)揮單基質(zhì)材料大豆分離蛋白膜和小麥面筋蛋白膜兩者的優(yōu)勢(shì)，制成抗拉強(qiáng)度和延伸性都較好的可食膜；2.首次采用谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶為改性劑，對(duì)蛋白復(fù)合膜進(jìn)行改性，大大提高抗拉強(qiáng)度，得到性能優(yōu)良的復(fù)合型可食性膜。3.本發(fā)明大大擴(kuò)大了蛋白質(zhì)的應(yīng)用范圍，為解決環(huán)境污染提供了一條有效新途徑。本可食性高性能復(fù)合膜應(yīng)用于食品包裝，有些可以和食品一起直接食用，有些可以作為飼料，完全不存在環(huán)境污染問(wèn)題，是真正的綠色包裝材料。
文檔編號(hào)A23J3/00GK101199314SQ20061012836
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者喬明武, 任紅濤, 安曉瓊, 劍 張, 張建威, 超 李, 李夢(mèng)琴, 李運(yùn)罡, 娜 王 申請(qǐng)人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)