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基本信息
- 項目名稱：
- 殼聚糖-胰蛋白酶抑制劑復(fù)合可食性膜的制備及抗黃曲霉活性研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 以殼聚糖和大豆胰蛋白酶抑制劑（TI）提取物為原料，甘油為增塑劑，制備殼聚糖-TI-甘油復(fù)合可食性膜，測試其相關(guān)方面的性質(zhì)。結(jié)果表明，當(dāng)殼聚糖濃度1.8%、TI濃度0.2%、甘油濃度1.2%和干燥溫度45℃時，制備復(fù)合膜具有優(yōu)良抗黃曲霉活性綜合性能最佳。制備殼聚糖-TI-甘油復(fù)合膜液涂膜于花生上，復(fù)合膜對于黃曲霉的侵染具有較強的抵抗和抑制作用。
- 詳細(xì)介紹：
- 黃曲霉（A. flavus）在自然界中分布廣泛，能侵染糧食、油料作物和飼料等，其代謝產(chǎn)生的黃曲霉毒素（aflatoxin）是化合物中毒性和致癌性最強的物質(zhì)之一。我國做為世界花生生產(chǎn)、消費和出口的主要國家，近年來谷物中黃曲霉毒素超標(biāo)現(xiàn)象時有發(fā)生。目前，對于花生、玉米等谷物黃曲霉污染的防治手段主要以遺傳育種、物理方法及化學(xué)防治為主，如采用遺傳改良栽培品種，改進栽培措施和收獲方式，加強運輸、貯藏和加工過程中的管理控制，添加化學(xué)防腐抑菌劑等措施[1-2]，但這些方法實施難度較大，存在一定安全隱患，防控效果常因諸多環(huán)境因素的影響而降低。 胰蛋白酶抑制劑（trypsin inhibitor，TI）是能夠抑制水解酶活性的一類多肽和蛋白質(zhì)，普遍存于豆科、茄科、禾本科及十字花科等植物種子中。Chen等[3]研究發(fā)現(xiàn)，抗黃曲霉侵染的玉米種子中TI含量明顯高于易感病品種，從抗性種子中分離純化得到的14 kDa TI在體外能夠抑制黃曲霉孢子萌發(fā)和菌絲體生長。梁炫強等[4]從花生種子中純化得到的TI在體外具有一定的抗黃曲霉活性，種子中TI含量及活性的高低與品種抗黃曲霉侵染的能力有關(guān)。Zhang等[5]通過對大豆TI抗黃曲霉活性研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)TI濃度達到1.8 μM時，可極大程度抑制黃曲霉孢子的萌發(fā)和菌絲體的生長，其IC50值為1.6 μM；TI抑制黃曲霉生長具體機制是通過抑制分泌α-淀粉酶和相關(guān)蛋白酶的活性，進而限制黃曲霉分解碳水化合物所需營養(yǎng)物質(zhì)的產(chǎn)生，從而阻斷黃曲霉毒素的分泌和產(chǎn)生。 殼聚糖已被廣泛應(yīng)用于果蔬的保鮮，實際上是在果蔬表面形成一層透明的薄膜，以達到控制果蔬后期呼吸作用及抗菌的功效。研究表明，殼聚糖溶液對于芽孢桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌等的生長具有明顯抑制作用[6-7]。目前，關(guān)于殼聚糖涂膜保鮮花生及防治黃曲霉侵染的研究還未見報道。本研究以殼聚糖和TI提取物為原料，甘油為增塑劑，以制備膜抗黃曲霉活性及理化性質(zhì)為評價指標(biāo)，優(yōu)化殼聚糖濃度、TI濃度、甘油添加量及其它制膜條件，制備具有抗黃曲霉活性的殼聚糖-TI-甘油復(fù)合可食性膜，評價制備膜在花生等谷物上的實際應(yīng)用效果，為殼聚糖-抑制劑復(fù)合膜的進一步開發(fā)利用奠定理論基礎(chǔ)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 花生等谷物是最容易受黃曲霉及毒素污染的農(nóng)作物之一。如何解決谷物食品中可能出現(xiàn)的黃曲霉毒素累積問題，不但與人民健康密切相關(guān)，而且對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 作品首次制備了殼聚糖-胰蛋白酶抑制劑復(fù)合可食性膜，研究了其抗黃曲霉活性及理化性質(zhì)，并將其應(yīng)用于花生等谷物的抗菌保鮮之中，具有實踐原創(chuàng)性和思維前瞻性。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 歐盟各國進口花生黃曲霉毒素B1限量標(biāo)準(zhǔn)為4.0 μg/kg。我國做為世界花生生產(chǎn)、消費和出口的主要國家，近年來花生等谷物中黃曲霉毒素超標(biāo)現(xiàn)象時有發(fā)生，因此具有抗黃曲霉侵染活性的天然抑菌劑的研發(fā)具有重要的經(jīng)濟和現(xiàn)實意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以殼聚糖和胰蛋白酶抑制劑（TI）提取物為原料，甘油為增塑劑，利用溶液共混流延法制備了殼聚糖-TI-甘油復(fù)合可食性膜，測試其厚度、表觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)、透光率、水蒸氣透過率及抗黃曲霉侵染活性。結(jié)果表明，當(dāng)殼聚糖濃度1.8%、TI濃度0.2%、甘油濃度1.2%、干燥溫度45℃時，制備復(fù)合膜具有優(yōu)良的抗黃曲霉活性，且綜合性能最佳。將制備的殼聚糖-TI-甘油復(fù)合膜液涂膜于花生上，接種黃曲霉培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，復(fù)合膜對于黃曲霉的侵染作用具有較強的抑制作用。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] Chen Z.Y., Brown R.L., Lax A.R., et al. Resistance to Aspergillus flavus in corn kernels is associated with a 14-kDa protein. Phytopathology, 1998, 88, 276-281 [2] 梁炫強, 潘瑞熾, 周桂元. 花生種子胰蛋白酶抑制劑與抗黃曲霉侵染的關(guān)系. 作物學(xué)報. 2003, 29(2): 295~299 [3] Zhang B., Wang D.F., Fan Y., et al. Affinity purification of trypsin inhibitor with anti-Aspergillus flavus activity from cultivated and wild soybean. Mycopathologia, 2009, 167: 163-171 [4] 韓永生. 殼聚糖共混改性及其在果蔬涂膜保鮮中的應(yīng)用. 天津科技大學(xué)研究生學(xué)位論文，2006 [5] Lee J.W., Son S.M., Hong S.I. Characterization of protein-coated polypropylene films as a novel composite structure for active food packaging application. Journal of Food Engineering, 2008, 86, 484-493. [6] Chillo S., Flores S., Mastromatteo M., et al. Influence of glycerol and chitosan on tapioca starch-based edible film properties. Journal of Food Engineering, 2008, 88(2): 159-168 [7] Friedman M., Brandon D.L. Nutritional and health benefits of soy proteins. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 2001, 49
同類課題研究水平概述
- 無
