明胶的功能化改良及在磷酸催化下的低分子蛋白降解实验

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明胶(Gelatin)是一种从动物的结缔或表皮组织中的胶原部分中获得的胶原蛋白,系天然的蛋白质产品。明胶具有许多优良的物理及化学性质,如形成可逆性凝胶、黏结性、表面活性等,在食品工业中广泛地用作胶冻、乳化剂、稳定剂、黏合剂和澄清剂等。   明胶冻力值反映了明胶由溶胶形成监韧的、可逆的凝胶特性能力的重要指标,在高分子化合物中是无可比拟的,明胶冻力常常是用户选购明胶的重要依据。食用明胶的主要成分是高分子蛋白,在水解之后,可以降解为低分子蛋白。水解明胶的分子量较低(10000),由18种氨基酸组成,易被人体表皮及内脏所吸收。将食用明胶中的高分子蛋白,通过水解、裂解等过程变成低分子蛋白之后,其吸收效果将会更好。   A13+带有三价正电荷,具有强电荷中和能力和吸附架桥功能,在明胶的凝胶过程中起到桥联作用,本实验拟在寻找一种效果最佳的改良剂,提升明胶市场上现有产品的冻力值;对明胶在磷酸的作用下水解得到低分子蛋白过程进行了初步地探讨与研究。   首先,使用了在明胶溶液中添加不同的改良剂的方法,通过冻力测定实验结果,发现AIC13是小分子无机盐类中效果最佳的一种明胶冻力改良剂,具有适用性广、规律性强、改良效果稳定的特点,可以有效地提升市场上现有明胶产品的冻力指标。实验数据表明:对于原胶冻力值不同的明胶溶液,添加氯化铝作改良剂,其冻力值均得到提升(变化范围在25.5Bloom g左右,总提升百分比为21.6%);对于冻力值越低的原胶,其冻力提升效果越明显;采用较高浓度的AIC13溶液,可以明显地增加冻力值提升效果:并且得出AIC13作明胶改良剂的最佳使用条件:PH值=5、加热时间以15min为宜,使用AI(OH)3可以有效改善A1C13提升明胶冻力的效果。   同时,针对CMC以及部分盐类(氯乙酸钠、磷酸氢盐、氯化铁、氯化钙、聚合氯化铝、磷酸铝、醋酸铝、有机锡等)分别做了对照实验,从中得出结论:除了FeCl3,硫酸铝、聚合氯化铝也具有一定的冻力提升效果外,其他所选物质改良效果不佳甚至降低了明胶冻力值。   其次,尝试使用工业明胶为原材料,以磷酸为催化剂,探讨最佳的水解条件,控制反应程度。通过反渗析技术、蛋白检测等手段,对明胶的水解液进行脱盐、筛选处理,证实水解得到了理想产物--低分子蛋白,并且该水解产物在低温(例如:10℃)下不发生凝冻固化。初步得出结论:控制磷酸用量在6%左右、反应时间在9h-24h以内、水解温度在80℃~90℃之间,可以有效地实现设计目标,得到理想产物。
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