乳清濃縮蛋白纖維膜的制備及其性能研究.pdf

1、納米纖維作為一種特殊的蛋白質自組裝聚合物，近年來引起了廣泛的關注，目前國內外有很多關于纖維形成條件及其形成機理的研究，但很少有關于其功能性質及實際應用的報道。本課題以WPC(whey protein concentrate)納米纖維為原料制備WPC纖維膜，比較其與常規(guī)WPC膜在一些性能（溶解性、機械性、導電性及阻油性）上的差異;通過改變成膜條件（蛋白濃度、二次熱處理時間、pH及鈣離子濃度）探究獲取導電WPC纖維膜的制備條件。研究結果發(fā)現

2、，WPC納米纖維具有與常規(guī)乳清蛋白相同的成膜特性，所形成的WPC纖維膜在性能方面有著常規(guī)WPC膜不具備的特性。與常規(guī)WPC膜相比，WPC纖維膜具有良好的導電性、阻油性和抗機械拉伸性能，尤其在等電點以及長時間高溫熱處理后，所制備的WPC纖維膜依然具有良好的抗機械拉伸性能。WPC纖維膜的獨特性能對進一步研究乳蛋白膜的發(fā)展具有重要作用，試驗結果如下:
　　導電WPC纖維膜的最適制備條件在本課題組前期研究的基礎上，以pH2.0條件下，蛋白

3、濃度為3.0 wt％的WPC，在90℃下熱處理10h制備的WPC纖維為原料，以溶解性、機械性能和導電性為測定指標，常規(guī)WPC蛋白膜為對照，導電WPC纖維膜的最適制備條件為:蛋白濃度為6wt％、pH為2.0、在90℃條件下熱處理時間10h后，添加氯化鈣（100mmol/L）、明膠(60wt％protein)、甘油(54wt％ protein)，通過磁力攪拌將其混勻，最后在90℃水浴下加熱30min，靜止、淋膜。
　　溶解性與常規(guī)WP

4、C膜相比，WPC纖維膜更容易在水中溶解，但是，通過提高蛋白濃度、增加二次熱處理的時間、增加鈣離子濃度可以大大降低WPC纖維膜的溶解性。當蛋白濃度為6wt％、pH為2.0、二次熱處理時間為10h、鈣離子濃度為100mmol/L時，制備出的WPC纖維膜其溶解度僅高出常規(guī)WPC膜溶解度3.94％。
　　機械性 WPC纖維膜的機械性能要優(yōu)于常規(guī)WPC膜，這是常規(guī)蛋白膜不具備的特性。在等電點附近制備的WPC纖維膜，拉伸強度與斷裂伸長率分別比

5、WPC常規(guī)膜提高了64.53％和43.82％;90℃二次熱處理10h后制備的WPC纖維膜，拉伸強度與斷裂伸長率分別比WPC常規(guī)膜提高了86.18％和63.01％。
　　導電性導電性是WPC纖維膜具有的獨特性能，這種導電性能與WPC納米纖維獨特的蛋白質聚合結構有關，纖維形成前后電導率提高了23.50％。通過提高蛋白濃度、增加二次熱處理的時間、增加鈣離子濃度可以提高WPC纖維膜的導電性，蛋白濃度從3wt％增加至6wt％，導電性提高了5

6、0.37％;二次熱處理時間延長至10h，導電性提高了24.09％;鈣離子濃度達到100mmol/L，導電性提高了2.28倍。
　　阻油性 WPC纖維膜的阻油能力明顯優(yōu)于常規(guī)WPC膜，在蛋白濃度為6wt％、pH為2.0、熱處理時間為10h、鈣離子濃度為100mmol/L的條件下制備的WPC纖維膜，與常規(guī)WPC膜的阻油能力對比，WPC纖維膜對大豆油的透過率為常規(guī)WPC膜透過率的49.43％，這表明WPC纖維膜的阻油性要高于常規(guī)WPC膜