咸鸭蛋清中溶菌酶的提取及其可食性抑菌膜的制备与应用研究

• 机 构: 安徽工程大学
• 出 处: 安徽工程大学
• 发表日期: 2024年01期

咸鸭蛋是中国传统特色蛋制品之一,在中国和东南亚国家广受人们的欢迎。在食品加工中咸鸭蛋常取咸鸭蛋黄用作月饼,粽子,糕点等食品的馅料,而咸鸭蛋清因其含盐量较高利用困难,常被大多数食品企业所遗弃。一方面咸鸭蛋清中丰富的高质量蛋白质被大量浪费,另一方面由于咸鸭蛋清的降解腐败会对周边环境产生严重的污染。为了提高咸鸭蛋清高值化利用的广度,本研究以咸鸭蛋清为原料,创新性地采用等电点沉淀、超滤和阳离子交换相结合的方法分离提取咸鸭蛋清溶菌酶（salted duck egg white lysozyme,SDEWL）,并对其结构、酶学性质和抑菌性能进行初步探究。在此基础上,拟采用羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan,CMCS）作为成膜基质,研制一种新型的SDEWL-CMCS可食用抗菌保鲜薄膜,并应用于小油桃保鲜中。主要研究结论如下:1.本实验通过采用等电点沉淀和一级超滤的方法去除咸鸭蛋清中的其他蛋白质,接着采用二级超滤进行脱盐和咸鸭蛋清溶菌酶的富集,最后采用阳离子交换法分离提取咸鸭蛋清溶菌酶。在此研究中,通过对树脂用量,吸附时间,洗脱液浓度,洗脱时间等因素对阳离子交换法提取咸鸭蛋清溶菌酶的影响效果进行研究,接着采用四因素三水平的正交响应面组合试验设计,优化出最佳提取工艺为:树脂用量为35.81 m L、吸附时间6.32 h、（NH4）2SO4浓度1.02 mol/L、洗脱时间62.26 min。实验最终获得电泳纯的咸鸭蛋清溶菌酶,测得酶的相对分子质量约为14 k Da,酶比活力达到18300 U/mg,得率为0.36%。2.通过对咸鸭蛋清溶菌酶的酶学性质研究,发现咸鸭蛋清溶菌酶的最佳活性温度是60℃,最适p H值是7,在温度为30～60℃、p H值为4～7时具有较好的稳定性;Na+、Mg2+对咸鸭蛋清溶菌酶有一定的激活作用;而Fe2+、Cu2+和Zn2+等离子能较为显著地抑制咸鸭蛋清溶菌酶;其它金属离子(Mn2+,K+,Ca2+)对咸鸭蛋清溶菌酶活力影响不明显。不同的表面活性剂对咸鸭蛋清溶菌酶都具有不同程度的抑制效果,其中以甘油对咸鸭蛋清溶菌酶抑制能力最高。采用抑菌圈法测试咸鸭蛋清溶菌酶对常见致病菌的抑菌效果,结果表明,咸鸭蛋清溶菌酶对革兰氏阴性菌抑菌作用不明显,而对革兰氏阳性菌的抑菌效果显著。3.本实验在前期研究的基础上,以CMCS为成膜基质,添加SDEWL制备具有抗菌活性高和包装性能好的新型SDEWL-CMCS可食用抗菌保鲜薄膜。通过对SDEWL-CMCS的厚度,水溶性,阻湿性,阻油性,力学性能和抗菌活性的测定,考察SDEWL的添加量对SDEWL-CMCS复合薄膜的影响。采用FTIR、XRD、SEM、UV等手段,研究SDEWL-CMCS复合膜中不同组分之间的相互作用,揭示SDEWL-CMCS复合膜中不同组分之间的作用机制,并对小油桃进行包装贮藏保鲜实验。结果表明:SDEWL引入到CMCS中明显改善了复合薄膜的性能,具有较好的综合包装性能和突出的抗菌性能。与纯CMCS薄膜相比,添加了SDEWL的复合薄膜的拉伸强度由37.39MPa显著增加到46.18 MPa,水溶性由31.66%下降至21.84%,水蒸气透过率降低了1.09×10-10g·m-1·s-1·Pa-1,阻油系数由2.70%下降至1.62%。最主要的是,添加了SDEWL的复合薄膜对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能有了很大的提升。此外,我们研究利用SDEWL-CMCS复合薄膜作为活性包装保鲜小油桃取得了良好的的效果。相比于小油桃未覆膜保鲜处理,添加了SDEWL的复合薄膜保鲜处理明显提高了小油桃在贮藏期间的可溶性固形物和维生素C的含量。降低了小油桃的重量损失率和改善了小油桃表皮的颜色变化。