生物酶法制备蛋白膜及膜性能研究

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生物酶是一类能催化特定反应的物质,具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等优点。本研究采用两种可以促使蛋白质发生交联的生物酶,对丝素、丝胶、大豆分离蛋白进行交联,用流延法制备蛋白膜,并研究膜性能。采用酪氨酸酶制备丝素蛋白膜。首先通过溶解氧分析的方法检测酪氨酸酶以丝素蛋白为底物时酶的活性,通过检测反应后溶液紫外吸收光谱的变化,研究成膜工艺条件对膜性能的影响,优选出较佳的成膜条件为:用2000U/g的酪氨酸酶在45℃下和丝素溶液持续反应120min。交联膜的溶失率显著降低,膜的断裂强度明显提高。氨基酸分析结果表明,交联膜的酪氨酸含量降低;XPS结果显示,交联膜的O原子组分增大;XRD结果表明,交联膜中丝素蛋白分子仍以无归卷曲结构为主;凝胶电泳结果表明,交联后丝素蛋白分子量增大。以上测试结果充分证明了酪氨酸酶对丝素蛋白的交联作用。在酪氨酸酶催化丝素蛋白反应的基础上,将壳聚糖接枝到丝素蛋白分子上,获得制备壳聚糖改性丝素蛋白膜的较优工艺条件为:壳聚糖用量20%,反应温度45℃,反应时间120min,pH为4。对壳聚糖改性丝素蛋白膜的性能测试结果表明:壳聚糖改性膜的溶失率明显改善,添加壳聚糖可以降低一半酪氨酸酶用量;改性膜的抗革兰氏阴性大肠杆菌结果表明,壳聚糖改性膜具有较好的抗菌性。采用酪氨酸酶催化丝胶蛋白并制成相应的丝胶膜,同时采用TG酶催化大豆分离蛋白制成相应的大豆蛋白膜。主要通过溶失率的测试确定成膜的最优工艺。
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