單寧酸對(duì)鳶烏賊肌原纖維蛋白膜性能的影響

仇超穎，榮 婧，胡 曉，楊賢慶,*，李來(lái)好

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心，廣東 廣州 510300；2.暨南大學(xué)理工學(xué)院食品科學(xué)與工程系，廣東 廣州 510632；3.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題關(guān)注度的日益提高，可降解食品包裝膜的開發(fā)受到了研究者的高度重視。蛋白質(zhì)為典型的天然食品聚合物，其來(lái)源廣泛，產(chǎn)量高并具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，已廣泛應(yīng)用于可食用包裝膜材料的制備研究[1-2]。低值水產(chǎn)蛋白是制備可食用蛋白膜的良好原料，肌原纖維蛋白含有豐富的巰基，有利于形成二硫鍵而賦予產(chǎn)品良好的凝膠特性[3]。鳶烏賊（Symplectoteuthis oualaniensis）屬于柔魚科、鳶烏賊屬，是廣泛分布于我國(guó)南海海域的一種大型可食用軟體動(dòng)物[4]。鳶烏賊體內(nèi)含有低脂高蛋白，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的海產(chǎn)品。但由于鳶烏賊肌肉組織致密，肉質(zhì)較硬等口感缺陷導(dǎo)致其市場(chǎng)占有量較低。國(guó)內(nèi)目前多將鳶烏賊粗加工成魷魚絲，其產(chǎn)品加工層次較低。因此開展鳶烏賊資源深加工利用，高效高值化利用蛋白對(duì)于擴(kuò)大鳶烏賊的市場(chǎng)具有重要意義[5]。

水產(chǎn)蛋白具有較高的透光性及機(jī)械性能，但大多數(shù)耐水蒸氣能力較低[2]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者多利用肌肉蛋白制備蛋白膜，研究其加工工藝以及功能特性。而采用酸堿提取等電點(diǎn)沉淀蛋白方法制備蛋白膜的工藝研究相對(duì)較少[6]。采用醛類物質(zhì)交聯(lián)方法以改善蛋白膜機(jī)械性能，此類方法有一定毒性[7]。采用蛋白-多糖接枝，或使用酚類物質(zhì)作交聯(lián)劑的方法不會(huì)產(chǎn)生毒性及污染，目前對(duì)于這類改性蛋白的應(yīng)用研究相對(duì)較少。葡聚糖是一種高分子鏈中性多糖，具有良好的水溶性及穩(wěn)定性[8]，對(duì)鳶烏賊蛋白接枝能夠改善蛋白膜的功能特性。此外，糖分子可增大蛋白的空間位阻形成致密的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而維持膜體的穩(wěn)定性[9]。單寧酸是一類廣泛存在于蔬菜水果中具有多個(gè)酚羥基等活性集團(tuán)的高分子化合物，與蛋白質(zhì)結(jié)合能力較強(qiáng)[10]，堿性條件下氧化多酚羥基可與蛋白的側(cè)鏈氨基發(fā)生交聯(lián)作用，酸性和中性條件時(shí)則主要發(fā)生非共價(jià)相互作用[11-12]。同時(shí)由于單寧酸具有較好的抗氧化性，添加此類物質(zhì)可將食用膜應(yīng)用在高油脂食品包裝領(lǐng)域[2]。

本研究采用酸、堿法分別提取鳶烏賊分離蛋白，并對(duì)鳶烏賊肌原纖維蛋白進(jìn)行葡聚糖接枝改性，研究單寧酸對(duì)以上3 種蛋白膜性質(zhì)的影響，為制備鳶烏賊蛋白可食用包裝材料提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鳶烏賊購(gòu)于湛江水產(chǎn)市場(chǎng)。單寧酸、葡聚糖（分子質(zhì)量67 000 Da）、鄰苯二甲醛（o-phthalaldehyde，OPA）、亮氨酸（99%）、5,5’-二硫代雙(2-硝基苯甲酸)（5,5-dithio-2-nitrobenzoate，DTNB）、三硝基苯磺酸（2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid，TNBS）、牛血清蛋白 美國(guó)Sigma-Aldrich公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

T50型均質(zhì)機(jī) 德國(guó)IKA公司；3K30型高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司；ALPHA1-4冷凍干燥機(jī)德國(guó)Christ公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒公司；UV2550紫外分光光度計(jì)、IRAffinity-1紅外光譜儀 日本島津公司；SP2258型熒光光度儀 美國(guó)Ropera Scientific公司；DK-S24型恒溫水浴鍋 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司；1530VP掃描電鏡 德國(guó)LEO公司。

1.3 方法

1.3.1 酸、堿法提取鳶烏賊蛋白

取低溫解凍并絞碎的烏賊肉，加冰蒸餾水（料液比1∶6（g/mL））10 000 r/min均質(zhì)1 min，分別用2 mol/L HCl溶液和2 mol/L NaOH溶液調(diào)pH值至3和11，低速攪拌30 min后離心（10 000×g、20 min、4 ℃），取上清液調(diào)pH 5.0，離心（10 000×g、20 min、4 ℃），沉淀即得酸提和堿提鳶烏賊蛋白。

1.3.2 糖基化肌原纖維蛋白的制備

參照Saeki[13]的方法。取絞碎的烏賊肉置于3 倍原料肉體積的50 mmol/L NaCl、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的Triton X-100溶液中漂洗10 min，倒掉懸浮物。漂洗過(guò)的肉置于8 倍原料體積的上述溶液，經(jīng)均質(zhì)機(jī)20 000 r/min均質(zhì)2 min后紗布過(guò)濾，所得濾液8 000×g離心10 min，取沉淀用50 mmol/L NaCl溶液漂洗并離心，重復(fù)3 次，尼龍布過(guò)濾，沉淀即為肌原纖維蛋白，上述實(shí)驗(yàn)步驟通過(guò)冰水浴控制在低于8 ℃進(jìn)行。肌原纖維蛋白溶于50 mmol/L的NaCl溶液中，調(diào)溶液中蛋白質(zhì)量濃度5.0 mg/mL與葡聚糖定量（質(zhì)量比1∶1）混合均勻，之后冷凍干燥，取凍干粉在相對(duì)濕度35%、溫度50 ℃條件下干熱反應(yīng)12 h，之后溶解再次凍干得到糖基化肌原纖維蛋白。

1.3.3 蛋白膜的制備

參考Shiku等[14]的方法。取上述酸、堿提取及糖基化肌原纖維蛋白樣品溶于去離子水中，使蛋白質(zhì)量濃度為2 g/100 mL，加入糖基化肌原纖維蛋白質(zhì)量50%的甘油作為增塑劑，3 000 r/min均質(zhì)1 min，堿法提取蛋白溶液及糖基化改性肌原纖維蛋白溶液調(diào)節(jié)pH 11，酸法提取蛋白溶液調(diào)節(jié)pH 3，分別添加糖基化肌原纖維蛋白質(zhì)量0%、1%、2%、3%的單寧酸至溶液中，混合液于室溫?cái)嚢?0 min，70 ℃保溫30 min，迅速降溫，低速離心脫氣。準(zhǔn)確量取適量成膜液，倒入聚四氟乙烯小圓盤中，于60 ℃烘箱中干燥3 h成膜。之后在裝有飽和NaBr溶液的干燥器中（56%、20 ℃）平衡48 h后待測(cè)。

1.3.4 自由氨基含量測(cè)定

參考Lertittikul等[15]方法。取蛋白溶液（125 μL）稀釋5 倍后與2.0 mL 2 mol/L的磷酸鹽緩沖液（pH 8.2）混合，之后加入1.0 mL 0.01% TNBS溶液混合均勻后在50 ℃暗處反應(yīng)30 min，加入2.0 mL 0.1 mol/L亞硫酸鈉終止反應(yīng)?？瞻撞捎谜麴s水代替0.01% TNBS添加于緩沖液中，420 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，由L-亮氨酸標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算自由氨基濃度（mmol/L）。

1.3.5 巰基含量測(cè)定

參考Beveridge等[16]的方法。測(cè)定成膜液的總巰基含量。取1.0 mL樣品成膜液，加入9 mL鹽酸胍磷酸緩沖液（鹽酸胍 6 mol/L、磷酸鹽緩沖液0.1 mol/L、pH 8.0），取4 mL以上混合液加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1% 的DTNB溶液0.4 mL，置于水浴鍋中45 ℃保溫反應(yīng)25 min，于412 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。巰基含量由摩爾吸光系數(shù)13 600 L/（mol·cm）計(jì)算，以每克蛋白質(zhì)中所含的物質(zhì)的量表示。

1.3.6 蛋白膜厚度測(cè)定

在膜材料上隨機(jī)取5 個(gè)點(diǎn)，用千分尺測(cè)量膜的厚度，取平均值，精確至0.01 mm。

1.3.7 蛋白膜機(jī)械性能測(cè)定

選擇厚度均勻，無(wú)氣泡的膜材料裁切成20 mm×80 mm的長(zhǎng)條，將膜固定于質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試部件兩端，初始距離30 mm、速率30 mm/min對(duì)膜拉伸直至斷裂，記錄拉伸過(guò)程中的最大應(yīng)力及膜斷裂時(shí)的拉伸長(zhǎng)度。拉伸強(qiáng)度表示為膜材料拉伸過(guò)程中的最大應(yīng)力與膜的橫截面積之比，斷裂伸長(zhǎng)率表示為膜材料斷裂時(shí)膜長(zhǎng)度與測(cè)試部件初始距離之比。拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率計(jì)算公式如下：

式中：TS為拉伸強(qiáng)度/MPa；F為膜拉伸過(guò)程中的最大應(yīng)力/N；S為膜的橫截面積/m2。

式中：EAB為斷裂伸長(zhǎng)率/%；L為膜斷裂時(shí)的長(zhǎng)度/mm；L0為膜拉伸前的原始長(zhǎng)度/mm。

1.3.8 蛋白膜色度的測(cè)定

采用色差儀對(duì)蛋白膜顏色進(jìn)行測(cè)定（L*值（黑-白）、a*（紅-綠）、b*（藍(lán)-黃））。在膜材料上隨機(jī)取5 個(gè)點(diǎn)測(cè)量，取平均值。

1.3.9 蛋白膜含水量及水溶性測(cè)定

將膜剪裁為20 mm×20 mm的正方形并稱質(zhì)量（m1），置于105 ℃恒溫干燥箱中烘至質(zhì)量恒定（m2）。將質(zhì)量恒定后的干膜浸泡在水中，24 h之后，小心移走燒杯中的水，將浸泡后的膜置于105 ℃恒溫干燥箱中烘至質(zhì)量恒定（m3）。含水量和水溶性計(jì)算公式如下：

式中：MC為含水量/%；WS為水溶性/%；m1為膜材料的初始濕質(zhì)量/g；m2為膜材料的初始干質(zhì)量/g；m3為溶解后膜材料干質(zhì)量/g。

1.3.10 膜材料水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定

根據(jù)文獻(xiàn)[17]方法對(duì)膜材料水蒸氣透過(guò)率進(jìn)行測(cè)定。透濕杯直徑為22 mm，深度為50 mm，向杯中注入一定量蒸餾水。將直徑為50 mm的圓形膜材料，遮蓋住透濕杯杯口，用石蠟將膜材料與杯口連接處密封，使瓶口與膜之間緊密結(jié)合，稱取透濕杯質(zhì)量。將透濕杯置于裝有五氧化二磷的密閉干燥器內(nèi)，干燥器內(nèi)裝有風(fēng)扇，保持空氣循環(huán)流動(dòng)。測(cè)試裝置置于25 ℃，每3 h將透濕杯取出并稱質(zhì)量，膜的水蒸氣透過(guò)率計(jì)算公式如下：

式中：WVP為膜的水蒸氣透過(guò)率/（g/（s·m·Pa））W為測(cè)量杯增質(zhì)量/g；L為膜材料厚度/m；t為時(shí)間/s；s為膜材料的有效測(cè)試面積/m2；Δp為膜兩側(cè)水蒸氣壓差/Pa。

1.3.11 蛋白膜不透明指數(shù)測(cè)定

選擇厚度均勻，無(wú)氣泡的膜材料裁切成30 mm×9 mm的長(zhǎng)條，將薄膜緊貼于比色皿的內(nèi)壁上，于波長(zhǎng)600 nm處測(cè)吸光度，使用空白比色皿作對(duì)照，不透明指數(shù)為吸光度與膜厚度的比值。

1.3.12 蛋白膜紅外光譜分析

稱取適量?jī)龈傻募≡w維蛋白及糖基化反應(yīng)12 h的產(chǎn)物與溴化鉀研磨均勻（質(zhì)量比1∶100），壓成薄片，置于樣品室，采用紅外光譜儀全波段（500～4 000 cm-1）掃描。

1.3.13 蛋白膜微觀結(jié)構(gòu)表征

膜表面及截面微觀結(jié)構(gòu)采用掃描電鏡分析，用雙面膠將裁切好膜材料置于樣品盤上觀測(cè)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均測(cè)量3 次，采用SPSS 19.0和Origin pro 8對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)值間以Duncan法（P＜0.05）進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白成膜液自由氨基和巰基含量

圖1 添加單寧酸對(duì)蛋白成膜液自由氨基（A）和巰基（B）含量的影響Fig. 1 Influence of tannic acid on free amino group (A) and total sulfhydryl content (B) of film-forming solutions

如圖1A所示，糖基化蛋白的自由氨基含量顯著低于酸提和堿提蛋白，表明糖基化過(guò)程中自由氨基與糖分子發(fā)生了接枝反應(yīng)。酸提蛋白的自由氨基含量高于堿提蛋白，這可能是由于酸提過(guò)程中蛋白發(fā)生一定程度的降解，使部分自由氨基暴露。圖1B中，堿提蛋白成膜液中巰基含量明顯高于酸性及糖基化蛋白成膜液，可能是因?yàn)閴A性條件導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)伸展，有助于增強(qiáng)蛋白質(zhì)分子間的相互作用[6]。與對(duì)照組（0%）相比，當(dāng)單寧酸添加量為1%～3%時(shí)，蛋白成膜液中巰基含量均顯著降低（P＜0.05）。酚類化合物中的羥基易氧化為醌，與蛋白分子中的氨基或巰基發(fā)生相互作用，形成C—N或C—S鍵[18]。Prodpran等[19]發(fā)現(xiàn)魚肉肌原纖維蛋白添加酚類物質(zhì)巰基含量降低，與該實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。

2.2 蛋白膜色度、含水量、水溶性及外觀

可食用膜的顏色會(huì)影響產(chǎn)品的外觀和消費(fèi)者的接受程度[20]。如表1所示，對(duì)照組蛋白膜接近于無(wú)色，添加單寧酸之后，3 種蛋白膜顏色均隨單寧酸添加量的增加而增加，其中堿提及糖基化改性蛋白膜的b*值增加程度遠(yuǎn)高于酸提蛋白膜，主要是由于單寧酸分子中的酚羥基堿性條件下氧化為醌中間體，作為交聯(lián)劑起到對(duì)蛋白分子的交聯(lián)作用[21]。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，酸提蛋白和堿提蛋白含水量差異不顯著，單寧酸加入并未對(duì)二者形成的蛋白膜有顯著影響，而糖基化蛋白膜含水量明顯低于酸提和堿提蛋白膜，并且單寧酸顯著降低了糖基化蛋白膜的含水量，這主要是由于糖基化蛋白由于葡聚糖分子的引入，滲透壓增大，同時(shí)單寧酸增加了蛋白的交聯(lián)和聚集，降低了蛋白與水分子的相互作用，導(dǎo)致蛋白膜的含水量顯著降低。從表1還可發(fā)現(xiàn)，堿提蛋白膜水溶性略低于酸提蛋白膜，可能是因?yàn)閴A性時(shí)蛋白質(zhì)分子間的疏水相互作用或二硫鍵的交聯(lián)作用更強(qiáng)，這也與其巰基含量變化（圖1）一致。糖基化蛋白由于引入了親水基團(tuán)導(dǎo)致水溶性顯著升高，更適合用做含有活性物質(zhì)的包裝材料，膜中活性物質(zhì)易于釋放，并且膜更容易降解。單寧酸加入顯著降低了蛋白膜材料的水溶性，表明多單寧酸通過(guò)交聯(lián)作用使蛋白聚集。此外，雖然不存在共價(jià)交聯(lián)，酸性蛋白膜加入單寧酸后水溶性也顯著下降，表明非共價(jià)反應(yīng)如氫鍵或疏水相互作用同樣會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)水溶性的降低。

表1 添加單寧酸對(duì)蛋白膜色度、含水量及水溶性的影響Table 1 Influence of tannic acid on color parameters, moisture content and water solubility of protein-based films

圖2 單寧酸添加量對(duì)蛋白膜外觀的影響Fig. 2 Influence of different tannic acid concentration on film appearance

如圖2所示，未添加單寧酸的蛋白膜均為均勻透明，加入單寧酸后堿性蛋白膜與糖基化蛋白膜顏色明顯變黃，而糖基化蛋白在1%單寧酸存在時(shí)b*值增加程度較低，表明此時(shí)糖基化減弱了肌原纖維蛋白與氧化單寧酸之間的相互作用。

2.3 蛋白膜微觀結(jié)構(gòu)分析

圖3 酸提、堿提、糖基化蛋白膜截面和表面微觀結(jié)構(gòu)圖Fig. 3 Microstructure of film cross section and surface of acid-, alkaliextracted and glycosylated protein with addition of 1% TA

由圖3可見(jiàn)，酸提、堿提及糖基化蛋白膜的截面圖與表面均光滑無(wú)氣泡。其中糖基化蛋白膜表面有少量裂紋，這可能是由葡聚糖與肌原纖維蛋白的相互作用以及糖基化蛋白膜含水量較低造成。添加單寧酸后，堿性及糖基化蛋白膜的截面及表面均變得粗糙不平，表明肌原纖維蛋白與氧化的單寧酸發(fā)生了交聯(lián)作用導(dǎo)致聚集，但在酸性蛋白膜中這一現(xiàn)象并不明顯。

2.4 蛋白膜機(jī)械強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果

圖4 添加單寧酸對(duì)蛋白膜機(jī)械強(qiáng)度的影響Fig. 4 Influence of tannic acid on mechanical properties of films

如圖4所示，相比于酸提和堿提蛋白膜，糖基化蛋白膜的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率在0%～2%單寧酸添加量時(shí)較高。這與Zhang Huajiang等[22]的研究一致，說(shuō)明糖分子與蛋白質(zhì)相互作用，使得膜材料的結(jié)構(gòu)更加均勻致密，膜的力學(xué)性能提高。同時(shí)，堿提蛋白膜的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率均高于酸性蛋白膜，這可能是由于堿性提取條件下蛋白聚集增強(qiáng)。添加單寧酸顯著增加了蛋白膜的拉伸強(qiáng)度，而降低了蛋白膜的斷裂伸長(zhǎng)率（P＜0.05）。其中，添加1%的單寧酸的糖基化蛋白具有較高的膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，分別為1.26 MPa和118%，Rattaya等[23]曾對(duì)添加海藻提取物的魚皮明膠蛋白膜進(jìn)行研究，同樣發(fā)現(xiàn)明膠蛋白膜的拉伸強(qiáng)度升高，斷裂伸長(zhǎng)率降低，與該實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。多酚與蛋白分子中的氨基和巰基交聯(lián)反應(yīng)，形成高分子共價(jià)聚合物，同時(shí)單寧酸具有穩(wěn)定的六環(huán)結(jié)構(gòu)，與蛋白交聯(lián)阻礙了蛋白分子中鍵的自由旋轉(zhuǎn)，增強(qiáng)蛋白質(zhì)分子間緊密性，使得蛋白膜拉伸強(qiáng)度提高，但脆性的增加也使斷裂伸長(zhǎng)率降低[24]。

2.5 蛋白膜水蒸氣透過(guò)率測(cè)定結(jié)果

圖5 添加單寧酸對(duì)蛋白膜水蒸氣透過(guò)率的影響Fig. 5 Influence of tannic acid on water vapor permeability of films

水蒸氣透過(guò)率反映了食品和大氣間水分交換能力，水蒸氣透過(guò)率越低越利于食品保鮮[25]。由圖5可知，糖基化蛋白膜的水蒸氣透過(guò)率最低。雖然糖基化蛋白膜水溶性較高（表1），但蛋白膜基質(zhì)致密性增強(qiáng)，因此降低了水分子透過(guò)蛋白膜材料的擴(kuò)散速率。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，單寧酸加入顯著降低了膜的水蒸氣透過(guò)率。這是由于酚類可通過(guò)氫鍵及共價(jià)鍵與蛋白質(zhì)相互作用，形成更致密的膜基質(zhì)[26]，減少了蛋白質(zhì)與水分子的氫鍵結(jié)合，從圖3結(jié)果也可知含單寧酸的蛋白膜粗糙度較高，膜材料結(jié)構(gòu)更致密，因此減慢了水蒸氣的透過(guò)性。Arfat等[27]研究也指出，膜材料中蛋白質(zhì)分子間的相互作用越強(qiáng)，水分子透過(guò)膜材料的滲透性越低。

2.6 蛋白膜不透明指數(shù)測(cè)定結(jié)果

圖6 添加單寧酸對(duì)蛋白膜不透明指數(shù)的影響Fig. 6 Influence of tannic acid on opacity index of films

如圖6所示，堿提蛋白膜的不透明指數(shù)最高，酸提蛋白膜的透明度最高。主要是由于酸提蛋白膜及糖基化蛋白膜的交聯(lián)程度低，而堿性條件下提取的蛋白質(zhì)聚集程度高。添加單寧酸后，蛋白膜材料的不透明度顯著增大，這與Blanco-Pascual等[6]的研究一致。透明度的差異與薄膜顏色有關(guān)，隨著單寧酸添加量增加，膜顏色逐漸變黃，導(dǎo)致透明度下降。

2.7 蛋白膜紅外光譜測(cè)定

圖7 酸提、堿提及糖基化蛋白膜的紅外光譜圖Fig. 7 Infrared spectra of acid-, alkali-extracted and glycosylated protein- based films

由圖7可知，所有膜材料均有3 個(gè)主要振動(dòng)帶：1 633 cm-1為酰胺I帶，C＝O和H—N之間的氫鍵性質(zhì)決定酰胺I帶的振動(dòng)頻率；1 536 cm-1為酰胺II帶，代表N—H彎曲振動(dòng)和C—H伸縮振動(dòng)；1 238 cm-1為酰胺III帶，代表C—H和N—H振動(dòng)，所有膜在1 036～1 039 cm-1范圍內(nèi)均有振動(dòng)，為甘油—OH與蛋白間的相互作用。在3 280～3 300 cm-1范圍為酰胺A基團(tuán)振動(dòng)帶代表N—H與氫鍵振動(dòng)。在2 926～29 28 cm-1范圍為酰胺B基團(tuán)振動(dòng)帶代表C—H和—NH2間的不規(guī)則伸縮振動(dòng)[28]。

波長(zhǎng)1 040 cm-1為葡聚糖CH2—OH基團(tuán)中C—O的伸縮振動(dòng)，979 cm-1和987 cm-1為C—C的振動(dòng)吸收峰[29]。如圖7所示，糖基化使蛋白紅外光譜發(fā)生明顯變化，其中在1 000～1 100 cm-1范圍內(nèi)的2 個(gè)吸收峰合并為1 個(gè)峰，表明葡聚糖分子接枝在了蛋白分子上。3 種蛋白膜中，酸提蛋白膜酰胺A帶的波數(shù)最大（3 328 cm-1），而糖基化蛋白膜最低（3 282 cm-1），表明糖基化蛋白膜中蛋白分子間的相互作用最弱，而水、蛋白與增塑劑之間氫鍵作用較強(qiáng)[24]。酸性條件下蛋白在膜中分布較為均勻。而堿提蛋白膜和糖基化蛋白膜在堿性條件下蛋白分子發(fā)生聚集，且葡聚糖接枝引入更多氫鍵[30]。添加單寧酸后酰胺A帶轉(zhuǎn)移至較低波長(zhǎng)處，蛋白質(zhì)通過(guò)共價(jià)鍵及非共價(jià)鍵與氧化或未氧化的單寧酸反應(yīng)，均促進(jìn)了蛋白在膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的交聯(lián)。此外，酰胺II帶代表N—H的彎曲振動(dòng)，添加單寧酸后，3 種蛋白膜材料的酰胺II帶均轉(zhuǎn)移到較低波數(shù)，也證明了蛋白質(zhì)基質(zhì)與單寧酸之間發(fā)生了相互作用[31]。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)比較不同制取方式的鳶烏賊肌原纖維蛋白膜的性質(zhì)，酸提、堿提及糖基化蛋白膜均具有較光滑平整的外觀及較高的透明度，其中糖基化蛋白膜具有較低的水蒸氣透過(guò)性和較高的機(jī)械強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)較為致密。單寧酸與蛋白產(chǎn)生交聯(lián)作用顯著增強(qiáng)了膜的拉伸強(qiáng)度，降低了水溶性和水蒸氣透過(guò)率，但斷裂伸長(zhǎng)率略有下降，同時(shí)膜表面較為粗糙。紅外光譜的波數(shù)移動(dòng)也證明了單寧酸與蛋白分子的交聯(lián)作用。綜合考慮，糖基化改性同時(shí)添加1%的單寧酸在膜溶液中能夠顯著改善蛋白膜的機(jī)械性能和水蒸氣透過(guò)率，蛋白膜具有較佳的綜合性能。