1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
实践证明，多种植物蛋白具有较好的成膜性，其中对小麦面筋蛋白成膜性的研究较多。我国小麦年产量为1亿t左右，且有逐年增加的趋势。谷朊粉（小麦面筋蛋白）是小麦淀粉生产的副产物，谷朊粉年总产量达50万t，其价格可与化工合成材料相竞争，且满足了当今社会对环境保护和生物可降解材料的需求，因此，从经济和环保层面选用谷朊粉作为可食性包装膜材料顺应了市场的需求。
国外研究现状
国外在用蛋白质制备可食性生物降解膜方面做了较大量的工作。d.gomez-martinez和song等人以小麦面筋蛋白为基质制备蛋白膜，并对其流变行为和物理性质进行了系统的研究。gueguen在对豌豆蛋白膜的研究中发现用羟乙基丙烯酸酯作为增塑剂，并用紫外进行处理，可以增加膜的表面疏水性和抗拉强度；jangchud[1]研究了甘油、山梨醇、聚乙二醇、丙二醇对花生蛋白膜的影响。结果表明甘油作为增塑剂的效果最好，甘油浓度为0.67 g/g~1.67 g/g 蛋白质时，不会对水蒸气透过率和氧渗透性产生影响，但却能够使断裂伸长率得到明显提高；pilar等人采用醛类（甲醛、戊二醛、乙二醛）做为交联剂，制备麦谷蛋白复合膜，并对机械性能、透水性、吸水率、色泽玻璃化转变温度与对照膜加以比较；orliac研究了各种交联剂(单宁、醛类和醇类) 对葵花蛋白膜性能的影响，结果表明单宁与甲醛对膜影响相同，且单宁具有无毒安全的特性；rhim使用甲醛蒸汽处理的大豆分离蛋白（spi）膜可以使膜溶解性下降，并使膜的抗拉强度得到明显增强；mariniello在制备可食性果胶-大豆膜的研究中指出，tgase处理使膜表明更加光滑和均匀，膜的抗拉强度上升、柔韧性下降；stuchell研究了辣根过氧化物酶对可食性大豆蛋白膜的影响。结果表明酶处理增加了膜的抗拉强度但使断裂伸长率降低，蛋白质溶解性增强；rhim研究了紫外辐射对蛋白膜性能的影响。结果表明，紫外处理可使谷蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜和卵白蛋白膜的抗拉强度明显提高，使酪蛋白膜可溶性物质的量降低；kim将spi膜进行热处理，结果显示膜的水分含量、水蒸气透过率、断裂伸长率和水溶性均有下降，抗拉强度有所增加。
2. 研究的基本内容和问题
本课题利用重组脂肪氧合酶作为交联剂，制备小麦面筋蛋白可食用包装膜，并对包装膜的吸水性能进行测定，以探究重组脂肪氧合酶能否明显改善可食用包装膜的各项性能，克服其机械强度差、阻水性差等缺点，并得出最佳制膜工艺。
3. 研究的方法与方案
本课题以小麦面筋蛋白为基质，以甘油为增塑剂，通过加入作为成膜剂的重组脂肪氧合酶和底物亚油酸制得可食用包装膜，并在25℃，相对湿度90%的条件下测定膜的阻水性。实验结果表明，重组脂肪氧合酶（6U/g（小麦面筋蛋白））以亚油酸为底物作为交联剂对可食性膜的增大阻水性有较明显的作用。最佳制膜条件是：小麦面筋蛋白浓度10%、甘油5%、重组脂肪氧合酶6U/g（小麦面筋蛋白）、亚油酸6%、水浴温度60℃、pH8、成膜温度40℃、相对湿度40%。
试验方法
1.重组脂肪氧合酶酶活的测定
取pH6.0的磷酸缓冲液2.78mL.酶液20pL、亚油酸钠200pL混合均匀后放入35 0C水浴中并开始计时，反应3min测定反应液的吸光度。反应体系每分钟吸光度增加0.001定义为1个酶活力单位(U/mL)[1、2]。
2.可食用蛋白基膜的制备
称取5g小麦面筋蛋白于锥形瓶，加入10mL25%的甘油与40mL蒸馏水溶解。放入60℃的磁力加热搅拌机中加热30min，充分溶解变性后冷却至室温，测定并调节溶液的pH。加入一定活力的重组脂肪氧合酶及亚油酸，振摇使酶溶解。待酶充分反应2h后，置于80℃的水浴锅中放置30min，使酶失活，然后在超声波仪中脱气10min。最后倒入成膜模板中使其均匀覆盖整个模板面，除去残留气泡，放入40℃，40%湿度的恒温恒湿箱中干燥，48h后取出揭膜，测试性质。
3.实验设计
采用单因素试验[3]，选用不同温度、pH、酶浓度、有无亚油酸为主要影响因素，考察它们对可食用膜的成膜效果及吸水性能的影响。
（1）探究温度对成膜效果影响的实验
采用单因素变量实验，固定其他实验条件取值和实验方法，根据蛋白质变性温度范围设置加热温度梯度为50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃，分组处理、制膜，观察、检测并评价可食用膜的成膜效果和揭膜性。
（2）酶浓度及亚油酸对可食用膜性能影响实验
固定实验方法及其他实验数据，分别按照表1、表2向6组实验组中加入相应浓度的重组脂肪氧合酶和亚油酸，处理后待膜成型干燥，观察、检测并评价每组膜的成膜效果，并对可食用膜的吸水性进行检测和比对。
表1 α-亚油酸对成膜效果的影响
实验号 | 有无添加α-亚油酸 | 有无添加重组脂肪氧合酶 |
1 | 有 | 无 |
2 | 无 | 无 |
3 | 有 | 50U |
4 | 无 | 50U |
5 | 有 | 500U |
6 | 无 | 500U |
表2 重组脂肪氧合酶添加量梯度设置
膜编号 | 酶添加量 |
1 | 10U |
2 | 20U |
3 | 30U |
4 | 40U |
5 | 50U |
6 | 60U |
7 | 70U |
8 | 80U |
9 | 90U |
10 | 100U |
（3）探究pH对膜性能的影响
在调节pH阶段，利用浓硫酸和氢氧化钠设定pH为6、7、8、9、10的梯度制膜，最终观察对比可食性膜的性能，从而确定最适宜的pH，优化实验条件设定，得出更为合适的制膜方法。
4.膜性能检测
（1）膜感官指标的测定
感官评定膜的颜色，表面光滑度及膜的黏性，是否易揭膜。
（2）膜厚度的测定
选择完好、均匀的膜，随机取4个点，用数显千分尺测量其厚度，取平均值，膜厚单位为mm。
（3） 膜透湿率测定
本实验采用拟杯子法[4]，将涂有膜溶液的棉布密封于装有无水氯化钙（事先粉碎、干燥至恒重）的小锥形瓶上，再将小锥形瓶置于温度为25℃，相对湿度为90%的恒温恒湿箱内，每隔2h称量小锥形瓶的质量，计算可食用膜单位面积水蒸气透过率即透湿率。
4. 研究创新点
可食性膜一般是指在食品上覆盖的或置于食品组分之间的一层由可食性材料形成的薄膜。按原料分类大体上可分为以下四类：多糖类可食性膜、蛋白质类可食性膜、类脂可食性膜、复合型可食性膜。这些原料通过分子间相互交联作用能形成具有多孔网状的结构，可食用、易降解，并具有一定包装保护功能。
但是可食用包装膜目前的应用并不广泛，无法取代塑料的使用，造成这方面的原因，是没有找到合适的绿色基料和最佳的交联剂。脂肪氧合酶通过与其天然底物亚油酸作用，使处于未活化状态的酶中的还原态的Fe变成氧化态的Fe，从而使酶激活。活化态的酶通过催化亚油酸诱导蛋白聚集形成高分子的蛋白质聚集体。
本课题利用重组脂肪氧合酶作为交联剂，制备小麦面筋蛋白可食用包装膜，并对包装膜的吸水性能进行测定，以探究重组脂肪氧合酶能否明显改善可食用包装膜的各项性能，克服其机械强度差、阻水性差等缺点，并得出最佳制膜工艺。5. 研究计划与进展
通过分组单因素实验，测定膜的机械性能和阻水性等，初步确定小麦面筋蛋白和酶的配比。
第二阶段：整合实验结果，通过对膜进行机械性能、黏度、水蒸气透过率、透光性等性能的测定，得出膜制备的最佳工艺。
