【摘 要】
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气凝胶是一种传统多孔材料,目前已有多种蛋白质被开发并用于蛋白质基气凝胶的制备。EWP作为禽蛋蛋白的重要组成部分,具有优良的凝胶特性。然而,单一的EWP凝胶网络经干燥制备而成的气凝胶机械性能差、载油效率低。因此对EWP气凝胶进行改性是目前亟待解决的问题。研究人员主要通过物理改性(温度、压强、金属离子等)、化学改性(p H、糖基化、磷酸化等)及酶法改性(酶解、酶交联等)等方式改善蛋白凝胶/气凝胶的结构
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发计划重点专项(2018YFD0400303);
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气凝胶是一种传统多孔材料,目前已有多种蛋白质被开发并用于蛋白质基气凝胶的制备。EWP作为禽蛋蛋白的重要组成部分,具有优良的凝胶特性。然而,单一的EWP凝胶网络经干燥制备而成的气凝胶机械性能差、载油效率低。因此对EWP气凝胶进行改性是目前亟待解决的问题。研究人员主要通过物理改性(温度、压强、金属离子等)、化学改性(p H、糖基化、磷酸化等)及酶法改性(酶解、酶交联等)等方式改善蛋白凝胶/气凝胶的结构及性能。本文采用目前较为成熟而又经济的糖基化改性的方式,通过引入CMC-Na,进而优化EWP气凝胶的制备工艺、探究EWP/CMC-Na共轭气凝胶的性质表征并将其应用于抗菌包装中。主要通过正交试验,以机械强度及载油量为考核指标,得到EWP/CMC-Na共轭气凝胶的最佳制备工艺,在此基础上探究EWP/CMC-Na共轭物的理化特性及其共轭气凝胶的微观形貌、力学性能、孔洞特性、乳化性能和载油性能等方面的内容,并对EWP/CMC-Na共轭油凝胶中百里香酚的抑菌特性、释放特性及储存性能进行了调查。主要研究结果如下:(1)通过优化EWP/CMC-Na干热Maillard反应条件(CMC-Na添加量、干热温度、干热时间)以及成胶条件(成胶p H和成胶温度),并在此基础上进行气凝胶的制备。正交试验结果表明,当CMC-Na添加量为EWP的2.5%,干热温度为60℃,干热时间为12 h,成胶p H为11以及成胶温度为85℃时,获得了最佳的蛋清蛋白基气凝胶成品,其机械强度达到2.75 MPa,载油量为5.71g/g;(2)EWP上的氨基与CMC-Na的羰基通过美拉德反应共价交联形成了更为均匀、细腻的三维网状结构。对共轭物性质及结构进行表征并结合对EWP/CMC-Na共轭气凝胶微观及宏观层面的分析,进一步阐明了CMC-Na通过共轭交联的方式改善EWP的结构并显著提升EWP气凝胶的机械性能及载油性能的内在机理。这为进一步开拓EWP基气凝胶作为疏水性物质运载基质提供了一定的理论依据与科学指导;(3)油凝胶作为聚合物与疏水液体(例如油)形成的网络结构组成的半固体系统,不仅具有较高的包埋效率,同时能够使得包埋物具有良好的缓释特性。试验表明,以EWP/CMC-Na共轭油凝胶为载体基质的百里香酚对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌均具有抗菌活性;百里香酚通过缓释不断从油凝胶中释放出来,释放速度缓慢的同时仍具备抗菌特性;低温(4℃)能够显著降低油凝胶的吸湿率,延长其保藏时间,最长可达5天。同时能够长时间维持油凝胶中百里香酚的有效保留率,最长可达15天。
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