摘 要

玉米蛋白是来自农业生产过程中的副产物，是一种植物蛋白而且资源丰富。虽然玉米蛋白可形成高硬度的疏水蛋白膜，但膜的质地较脆且膜机械性能较差，限制了玉米蛋白在食品工业中的应用。

本论文首先探索了玉米蛋白复合膜的制膜工艺，比较不同的成膜温度对玉米蛋白复合膜机械性能、水蒸气透过率等指标的影响；还研究了不同增塑剂对玉米蛋白-黄原胶复合膜机械性能、水蒸气透过率、光学性能等的影响。实验结果显示：在温度70℃的条件下制备的玉米蛋白膜具有透光率高、易于揭膜、成膜均匀的优点，且蛋白膜的机械性能优于25℃、40℃形成的膜；添加0.04%黄原胶显著提高蛋白膜的机械性能，同时也发现丙三醇（甘油）在改善玉米蛋白-复合膜的机械性能优于油酸。研究结论为玉米蛋白功能性膜的工业化生产与应用提供一定的理论参考。

关键词：玉米蛋白 复合膜 增塑剂 黄原胶 机械性能

Preparation and Properties of Zein Composite Film

Abstract

Zein is a by-product from the agricultural production process. It is a vegetable protein and is rich in resources. Under certain conditions, it can produce hard, hydrophobic and bacteriostatic protein membranes. However, a single corn gluten film has a certain hardness and is uniform, transparent, brittle, and has poor mechanical properties of the film, which limits the application of corn protein in the food industry.

This thesis firstly explored the film-making process of corn gluten composite membrane, compared the influence of different film-forming temperature on the mechanical properties of corn gluten membrane, the water vapor transmission rate and other indicators, determined the best membrane preparation process, and studied different Effects of plasticizers on mechanical properties, water vapor transmission rate, and optical properties of zein-xanthan composite membranes. The experimental results show that the corn gluten film prepared at the temperature of 70°C has the advantages of high light transmittance, easy film removal and uniform film formation, and the mechanical properties of the protein film are better than those formed at 25° C. and 40° C.; 0.04% xanthan gum can significantly improve the mechanical properties of the protein membrane, and it was also found that glycerol is superior to oleic acid in improving the mechanical properties of the zein-composite membrane. The conclusion of the study provides a theoretical reference for the industrialized production and application of corn protein functional film.

Key Words: Zein; Composite Film; Plasticizer; Xanthan Gum; Mechanical properties

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 玉米蛋白简介 1

1.1.2 玉米蛋白的来源、成分及分类 1

1.2 玉米蛋白的溶解性 3

1.3 玉米蛋白膜的研究现状 3

1.3.1 蛋白质成膜的机理 3

1.3.2 复合膜 4

1.3.3 玉米蛋白膜的制备方法 4

1.3.4 玉米蛋白膜的改性方法 4

1.4 本研究的目的及意义 5

1.4.1 研究意义 5

1.4.2 研究内容 5

第二章 实验材料与方法 6

2.1 实验材料与设备 6

2.1.1 实验材料 6

2.1.2 实验仪器 6

2.2 实验方法 6

2.2.1 玉米蛋白复合膜的制备 6

2.2.2 玉米蛋白复合膜厚度的测定 7

2.2.3 玉米蛋白复合膜水分含量的测定 7

2.2.4 玉米蛋白复合膜水分活度的测定 7

2.2.5 玉米蛋白复合膜水溶性的测定 7

2.2.6 玉米蛋白复合膜水蒸气透过率的测定 8

2.2.7 玉米蛋白复合膜透光率的测定 8

2.2.8 玉米蛋白复合膜拉伸强度（TS）和断裂延伸率（EB）的测定 8

第三章 结果与讨论 10

3.1 不同成膜条件对玉米蛋白复合膜性能的影响 10

3.2 增塑剂为甘油时不同含量的黄原胶对玉米蛋白复合膜的影响 11

3.2.1 黄原胶添加量对膜机械性能的影响 11

3.2.2 黄原胶添加量对膜水分含量及水分活度的影响 12

3.2.3 黄原胶添加量对膜水蒸气透过率的影响 12

3.2.4 黄原胶添加量对膜透光率的影响 13

3.3油酸对玉米蛋白-黄原胶复合膜的影响 14

3.3.1 黄原胶对玉米膜机械性能的影响 14

3.3.2 黄原胶添加量对膜水分含量及水分活度的影响 15

3.3.3 黄原胶添加量对膜水蒸气透过率及水溶性的影响 15

3.3.4黄原胶添加量对膜透光率的影响 16

第四章 结论与展望 17

4.1 结论 17

4.2 展望 17

参考文献 19

致 谢 21

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 玉米蛋白简介

玉米蛋白(Zein)，是广泛存在于植物中的一种可食用蛋白，由于玉米蛋白缺少色氨酸、赖氨酸等人体所必须的氨基酸，所以玉米蛋白不能作为理想中植物蛋白质来源^[1]。玉米蛋白在一定条件下可以制备具有坚硬、疏水、抑菌性的蛋白膜，由于玉米蛋白独特的性能，其在生物营养辅料、可降解塑料、涂膜剂、黏结剂等方面发挥着重要的贡献^[2]。

1.1.2 玉米蛋白的来源、成分及分类

玉米蛋白是无固定外形的淡黄色粉末^[3]，是由相对平均分子质量在25000～45000的蛋白质组成的复杂有机化合物^[4]。组成玉米蛋白中各种氨基酸的含量及类型如表1-1所示。

表1-1 商业玉米蛋白的组成氨基酸 ^[5]

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