等离子体辅助玉米醇溶蛋白电诱导沉积成膜的工艺优化

TQ321.4; 天然玉米醇溶蛋白(Zein)具有良好成膜特性,但其在成膜过程中蛋白无序排列导致膜结构不稳定,限制了实际应用.该研究基于玉米醇溶蛋白的电荷特性,将玉米醇溶蛋白置于平行匀强电场下,诱导蛋白有序自组装排列并沉积成膜,且在诱导液中引入低温等离子体预处理以提高诱导效率.分别探究了玉米醇溶蛋白浓度、溶液pH值以及电流密度对蛋白沉积率的影响,并通过Box-Behnken优化试验获得了最佳沉积工艺为Zein浓度139.5 mg/mL,Zein溶液pH值为8.17,电流密度14.3 A/m2,在优化条件下,玉米醇溶蛋白的沉积率可达1.120 mg/cm2,显著高于未经等离子体处理的沉积率0.4...

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Published in农业工程学报 Vol. 38; no. 16; pp. 322 - 329
Main Authors 董爽, 李晓宇, 郭鹏, 陈野, 李宏军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 山东理工大学农业工程与食品科学学院,淄博 255000%天津科技大学食品科学与工程学院,天津300457 01.08.2022
Subjects
电诱导
等离子体
膜
玉米醇溶蛋白
沉积率
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2022.16.035

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Abstract TQ321.4; 天然玉米醇溶蛋白(Zein)具有良好成膜特性,但其在成膜过程中蛋白无序排列导致膜结构不稳定,限制了实际应用.该研究基于玉米醇溶蛋白的电荷特性,将玉米醇溶蛋白置于平行匀强电场下,诱导蛋白有序自组装排列并沉积成膜,且在诱导液中引入低温等离子体预处理以提高诱导效率.分别探究了玉米醇溶蛋白浓度、溶液pH值以及电流密度对蛋白沉积率的影响,并通过Box-Behnken优化试验获得了最佳沉积工艺为Zein浓度139.5 mg/mL,Zein溶液pH值为8.17,电流密度14.3 A/m2,在优化条件下,玉米醇溶蛋白的沉积率可达1.120 mg/cm2,显著高于未经等离子体处理的沉积率0.483 mg/cm2,表明等离子体辅助可有效提高电诱导中玉米醇溶蛋白的沉积率.扫描电子显微镜图像显示采用等离子体辅助电诱导制备的沉积膜表面更平整、光滑.傅里叶红外光谱分析表明,电诱导可使玉米醇溶蛋白二级结构中 β-转角和无规则卷曲结构向β-折叠及α-螺旋结构转化.研究结果为电诱导玉米醇溶蛋白成膜技术提供参考,有利于拓展低温等离子体在蛋白质领域的应用.
AbstractList TQ321.4; 天然玉米醇溶蛋白(Zein)具有良好成膜特性,但其在成膜过程中蛋白无序排列导致膜结构不稳定,限制了实际应用.该研究基于玉米醇溶蛋白的电荷特性,将玉米醇溶蛋白置于平行匀强电场下,诱导蛋白有序自组装排列并沉积成膜,且在诱导液中引入低温等离子体预处理以提高诱导效率.分别探究了玉米醇溶蛋白浓度、溶液pH值以及电流密度对蛋白沉积率的影响,并通过Box-Behnken优化试验获得了最佳沉积工艺为Zein浓度139.5 mg/mL,Zein溶液pH值为8.17,电流密度14.3 A/m2,在优化条件下,玉米醇溶蛋白的沉积率可达1.120 mg/cm2,显著高于未经等离子体处理的沉积率0.483 mg/cm2,表明等离子体辅助可有效提高电诱导中玉米醇溶蛋白的沉积率.扫描电子显微镜图像显示采用等离子体辅助电诱导制备的沉积膜表面更平整、光滑.傅里叶红外光谱分析表明,电诱导可使玉米醇溶蛋白二级结构中 β-转角和无规则卷曲结构向β-折叠及α-螺旋结构转化.研究结果为电诱导玉米醇溶蛋白成膜技术提供参考,有利于拓展低温等离子体在蛋白质领域的应用.
Author 郭鹏
李晓宇
董爽
陈野
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AuthorAffiliation 山东理工大学农业工程与食品科学学院,淄博 255000%天津科技大学食品科学与工程学院,天津300457
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