大豆抗原蛋白研究

大豆抗原蛋白研究（精选五篇）

大豆抗原蛋白研究 篇1

1 大豆蛋白的抗原组成

按离心沉降和免疫学方法可将大豆蛋白分为11S球蛋白 (大豆球蛋白) 和7S球蛋白 (β和γ伴球蛋白) , 其中大豆球蛋白和β-伴球蛋白约占大豆蛋白70%, 它们是大豆蛋白质的主要功能性成分。Castimpools等从大豆种子中分离鉴别出4种球蛋白, 包括球蛋白、α-伴球蛋白、β-伴球蛋白和γ-伴球蛋白, 并证明它们是大豆蛋白中主要的抗原成分[1,2]。

大豆球蛋白是大豆中的主要储藏蛋白, 是一个四聚体蛋白, 分子质量在350~360 kDa, 具有3 000个氨基酸残基。由6对相同的蛋白亚基构成, 每对亚基的分子质量约60 kDa由一个酸性A肽链 (35~40 kDa) 和一个碱性B肽链 (22 kDa) 通过二硫键连接而成[3,4,5]。大多数A肽链能引起致敏反应。球蛋白的亚基表现出多态现象, 可分为五种, 根据氨基酸顺序的相似性, 五种亚基可分为两组, 即组Ⅰ (A1aB2, A1bB1b, A2B1a) 和组Ⅱ (A3B4, A5A4B3) [6,7,8,9]。天然状态下的11S组分蛋白质分子结构十分紧密, 不容易被酶所催化水解。醇能促进球蛋白的解离, 其作用能力在一定范围之内, 随脂肪醇链长度增加而增加。

β-伴球蛋白是7S组分中的主要成分, 又称7S球蛋白, 约占大豆中蛋白质总量的20%~30%, 为一个三聚体蛋白, 分子质量在150~175 kDa之间, 由α、α′、β 3个亚基组成, 分子质量分别为76 kDa、72 kDa、53 kDa[10]。目前研究表明有十种存在形式, 其中有六种已被鉴定出来, 被称为B1-B6, 分别为αβ1、αβ2、αα′β、α2β、αα2、α3。β-伴球蛋白是亚基都含氨基葡糖和甘露糖残基的糖基化蛋白, 可低温溶解, 这是7S球蛋白和11S球蛋白间最典型的差别所在 (11S球白内不包含碳水化合物) , 在适宜的纯化条下, pH 4.8时可获得β-伴大豆球蛋白沉淀物[11]。目前认为, β-伴球蛋白含量可作为大豆蛋白营养价值的评判指标之一。

2 大豆抗原蛋白的抗营养作用

大豆抗原蛋白的抗营养作用主要有: ①降低饲料蛋白质的利用率;②由于活化免疫系统而提高了维持需要;③增加内源蛋白质的分泌, 导致粪氮增加;④有些敏感动物会出现过敏反应, 导致腹泻、生产性能下降甚至死亡[12]。

长期以来, 人们对仔猪断奶腹泻的原因进行了深入研究, 早期的研究集中于病源微生物上, 研究表明病原微生物不是仔猪断奶腹泻的原发病因 [13,14]。轮状病毒的感染部位与断奶仔猪的肠道损伤的部位不同, 大肠杆菌感染不会造成肠道形态学变化, 而腹泻仔猪往往伴随肠粘膜的组织学变化。

大量研究证实, 断奶仔猪的肠道损伤是由于日粮抗原的过敏反应引起的, 断奶日粮中大豆抗原引起的短暂过敏反应是仔猪断奶腹泻的决定因素。Risley等、Hampson等、Li研究表明大豆抗原引起的免疫反应可造成肠道损伤, 主要表现在小肠绒毛萎缩和隐窝细胞增生[15,16,17]。Dureau 等进一步证明, 仔猪对大豆抗原的超敏性与仔猪小肠内皮细胞发生细胞免疫应答而造成小肠绒毛损伤有关。孙泽威等进一步地阐明了大豆抗原蛋白对犊牛的抗营养作用, 即大豆抗原蛋白可引起犊牛肠道组织结构变化, 从而降低了肠道吸收能力, 导致犊牛腹泻、消化率降低和生产性能下降[18]。

3 大豆中主要抗原蛋白致敏机理的研究

动物采食日粮抗原后, 大部分大分子物质、蛋白质和碳水化合物被消化成不能引起免疫反应的小分子物质, 不到0.02%的大分子物质被原样吸收进入循环系统, 刺激机体的免疫系统产生免疫应答即产生分泌型IgA, 血清型IgA、IgM、IgG、IgE。大豆抗原进入动物体内主要引起的过敏反应有两种, 即Ⅰ型变态反应和Ⅲ型变态反应。IgE是日粮抗原引起免疫损伤的主要抗体, IgE的Fc段可与组织中肥大细胞上的Fc受体结合, 从而使机体致敏.当大豆抗原再次进入机体后, 抗原与结合在肥大细胞上的IgE结合而导致组织胺的快速释放, 释放的速度在15 min时达到高峰, 释放的时间可持续1 h, 这就是IgE引发的Ⅰ型变态反应。其结果导致血浆中蛋白质漏入肠腔、肠黏膜水肿、杯状细胞渗出黏液及对液体和电解质吸收不良。但是IgE引起的损伤不改变小肠绒毛的结构。IgA对阻止大豆抗原入侵及对已入侵的大豆抗原清除具有至关重要的作用, 血清型IgA和分泌型IgA具有互补作用。而黏膜中产生的IgM也可释放到肠腔中, 在IgA缺陷的个体中发挥黏膜免疫效应。IgG在黏膜部位的合成量很小, 并且不能通过上皮细胞, 因此在黏膜免疫系统中只起一般的作用。但是, 穿过肠壁进入循环的大豆抗原可刺激全身的淋巴结, 产生较多的IgG。循环中的IgG-抗原复合物和IgM-抗原复合物可沉积在肠壁组织内, 通过激活补体系统 (可能以IgGⅠ型抗体为主) , 释放出过敏毒素和血管通透性增强因子;抗原抗体复合物还可粘附于血小板上, 促使活性胺的释放, 或吸引嗜中性粒细胞并被它所吞噬。由嗜中性粒细胞释放出各种蛋白水解酶, 引起组织损伤, 即Ⅲ型变态反应。可见, Ⅲ型变态反应可以引起小肠绒毛结构的改变, 但不引起隐窝增生, Ⅰ型变态反应可以促进Ⅲ型变态反应。

研究表明, 饲粮抗原可引起仔猪发生细胞介导的超敏反应 (即迟发性超敏反应或Ⅳ型超敏反应) [19]。但是Li研究认为无论血液淋巴细胞还是肠道淋巴细胞对纯化的大豆蛋白质 (抗原) 均无增殖反应, 但却发现腹泻仔猪血液中含有高水平的抗大豆蛋白抗体 (主要是IgG) , 因此认为大豆抗原引起仔猪发生免疫复合物介导的超敏反应 (即Ⅲ型超敏反应) [20]。一般认为几种 (即复合型) 超敏反应在断奶仔猪采食大豆蛋白时同时发生。Tizard [21]认为, 绝大多数自然条件下发生的超敏反应性疾病是由几种不同的免疫损伤机制共同造成的, 细胞介导的超敏反应是一种常见的致病机制, 但很少是疾病的主要机制, 更不可能是疾病的唯一机制。因此, 大豆抗原进入肠壁后可能引起几种超敏反应的发生。

4 对仔猪产生的影响

肠道形态学的改变进而引起功能上的改变, 双糖酶数量和活性下降, 肠道吸收机能降低, 仔猪因此发生腹泻和生长受阻。Stokes用生大豆饲喂3周龄断奶仔猪, 5 d后发生过敏反应, 13 d后消失, 木糖吸收试验的小肠组织学研究结果与之一致, 表明过敏期达8 d。而过敏高峰期在断奶后2周左右, 过敏期可能持续更长, 同时发现给未断奶仔猪饲喂含大豆蛋白日粮也会导致肠道损伤而腹泻[22]。Heppell研究表明大豆抗原造成仔猪小肠绒毛结构损伤, 肠刷状缘酶活性下降, 营养物质的吸收能力降低[23]。Newby[19]等总结了大量文献, 提出了“日粮抗原的过敏反应是断奶仔猪腹泻的先决条件”的理论, 后来的许多研究进一步证明了这种观点。陈代文等、董国忠等、Keylly等、Dunsford等的研究表明, 仔猪肠道对日粮抗原过敏从而导致肠道损伤是仔猪断奶后腹泻和生长发育受阻的一项主要原因[24,25,26,27]。

Li、Friessen研究认为大豆中的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白是引起仔猪发生超敏反应的抗原物质[28,29]。Li发现给7日龄的仔猪灌服大豆蛋白提取液, 21日龄断奶后, 喂以含相同大豆蛋白的断奶日粮, 结果在血清中检测到高效价的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白抗体, 表明大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白可引起仔猪的体液免疫反应[33]。Fukushima的研究认为β-伴大豆球蛋白是仔猪的主要抗原[31]。

5 加工处理方法

不同加工处理的大豆产品其大豆蛋白抗原性不同, 适当的加工方法可破坏饲粮中的抗原物质, 可大大减缓断奶、更换日粮等所产生的应激, 是早期断奶仔猪良好的蛋白质饲料。目前降低大豆致敏性的加工处理方法有膨化法、热乙醇处理、微生物发酵、酶解法等。

普通热处理的大豆产品会引起断奶仔猪的消化过程异常, 包括消化物的运动和肠道粘膜的炎症反应, 这种变化是仔猪胃肠道对热处理大豆产品的抗原过敏反应引起的。通过膨化或曲霉预处理大豆粕 (大豆球蛋白和β-伴球蛋白明显下降) , 或使用其他低抗原的大豆产品, 可减轻肠道的迟发型过敏反应, 减少大豆这种蛋白源对仔猪断奶的应激[32]。在适宜的温度下, 膨化加工的大豆产品能加快仔猪的生长, 提高采食量和改善饲料转化率, 主要原因在于膨化加工的高温、高压可使大豆中脲酶和胰蛋白酶抑制因子的抗营养因子失活, 增加适口性, 从而提高仔猪采食量。同时, 膨化加工的物理作用也可使细胞壁破裂, 使细胞内的脂肪和蛋白质等养分释放出来, 更易被动物消化吸收, 从而提高养分消化吸收率。席鹏彬等[33]试验发现:经135 ℃湿法挤压处理的大豆日粮与豆粕日粮相比, 可以减轻断奶仔猪的过敏反应, 提高木糖吸收能力, 降低断奶仔猪的下痢百分率, 仔猪的日增重提高, 采食量提高, 饲料报酬提高。Li 等发现对大豆分离蛋白经过湿法挤压处理, 可以降低其抗原性, 减少对断奶仔猪的应激[20,30]。谯仕彦等报道, 可通过改善热加工条件, 采用特殊溶剂浸提及微生物发酵来降低大豆抗原的活性和含量[34]。Kilshow等学者的研究表明, 从热乙醇 (65~80 ℃) 提取的大豆蛋白中未检出大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白[35], 而Sisson等发现用热乙醇提取的大豆产品中仍含有少量的抗原活性物质, 但不影响仔猪的消化[36]。研究认为豆粕经微生物发酵后减轻饲粮中大豆蛋白对肠道的过敏损伤, 使肠道维持良好的结构形态, 从而促进营养物质的消化吸收, 显著提高仔猪的生长性能[37]。Hong等研究显示豆粕经过发酵处理显著降低了大分子抗原蛋白和胰蛋白酶抑制因子的水平[38]。王之盛等通过对大豆抗原蛋白进行酶解研究, 表明不同外源酶对生大豆和豆粕抗原蛋白均有不同程度的降解作用, 且认为pH 值4.0 的磷酸盐缓冲体系和37 ℃是复合酶制剂降解大豆抗原蛋白质的适宜环境条件, 使用外源酶制剂可显著提高生大豆和豆粕的真蛋白质消化利用效率[39] 。

6 小 结

大豆抗原蛋白研究 篇2

重组N蛋白抗原检测PRRSV抗体ELISA的研究Ⅳ.与IDEXX ELISA试剂盒及Western blot的比较

利用重组N蛋白抗原建立了检测猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)抗体的ELISA方法并组装成试剂盒,将试制的3批试剂盒分别与IDEXX生产的`试剂盒及Western-blot进行了符合率试验.试验结果表明,所研制的试剂盒与Western blot的符合率达97.67%以上.对460份临床血清分别用自制的试剂盒和IDEXX公司生产的试剂盒进行检测,其中有37份不相符合,用Western blot对这37份血清进行验证,有35份血清检测结果与自制的试剂盒检测结果一致.由此表明,自行研制的试剂盒,其特异性和敏感性均能满足目前临床上该疫病的流行病学分析或免疫抗体检测.

作 者：吴延功 徐天刚 王志亮 张喜悦 王君玮 宋翠平刘佩兰 徐培莲 宋芳 WU Yan-gong XU Tian-gang WANG Zhi-liang ZHANG Xi-yue WANG Jun-wei SONG Cui-ping LIU Pei-lan XU Pei-lian SONG Fang 作者单位：农业部动物检疫所,山东,青岛,266032刊 名：中国兽医学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF VETERINARY SCIENCE年，卷(期)：26(6)分类号：S852.65关键词：猪繁殖与呼吸综合征病毒 ELISA 试剂盒 Western blot

肉制品中大豆蛋白检测方法研究 篇3

关键词：大豆蛋白 肉制品 检测方法

中图分类号：TS251.7文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）14-0026-02

近年我国社会经济实力的不断增强，人民的生活水平得到了提高，人们对于肉制品的需求量不断攀升，各种各样的肉制品走向了市场，随着肉类工业蓬勃发展，我国也已成为世界上最有影响力的肉类生产大国。而大豆蛋白凭借其高营养价值，诸多优良功能特性，及其经济实惠的优势，被广泛应用到肉制品生产加工中。为规范肉制品市场，增强我国肉类食品工业竞争力，相关部门对大豆蛋白的添加含量应该制定一个人比较明确的指标，所以研究快速准确的检测肉制品中大豆蛋白含量的方法具有很强的现实意义。

1 简述大豆蛋白在肉制品中的应用

在大豆蛋白应用于肉制品工业40余年的历史进程中，随着大豆蛋白加工工艺的深入发展，其功能特性不断挖掘，大豆蛋白也完成了由起初作为肉类制品添加剂，降低成本向肉制品重要功能性食品原料的角色转变。其乳化力性能强、具有的稳定性、持水性、凝胶性等，能提高肉类产品质地，改善组织特性，提高产能，再加之大豆蛋白价格合适，又有较高的营养价值，现已大量用于各类肉制品如火腿肠、肉丸等生产中。另外大豆蛋白质含量高，消化吸收率好，与肉类十分相仿，但不会像肉类型膳食那样引起肥胖症、高胆固醇等疾病。像我国以谷物类膳食结构为主的国家，蛋白质摄入量普遍达不到每天维持人体健康所需的水平，急需新蛋白源来弥补这一不足。而大豆蛋白完全能担当此任，是今后食品发展的必然趋势。

2 肉制品中大豆蛋白检测的必要性及现状浅析

需要加强肉制品中大豆蛋白检测的原因有三。其一是大豆蛋白添加量的多少对肉类产品的质感、口感起着十分微妙的作用。含量过多不仅会造成浪费，还会使肉成品有明显的豆腥味，其组织质构、口感等性能均变劣，含量过少，又不利于降低成本，充分发挥大豆蛋白的功效。所以为促进肉类加工业的长远发展，提高我国肉类食品产业的整体竞争力，对肉制品中大豆蛋白含量标准的设定及高效地检测就显得非常必要了。其二，大豆蛋白价格低于肉类，而如果商家大量使用大豆浓缩蛋白而没有进行标示，可以认为这是对消费者的一种欺骗行为。另一方面，某些大豆蛋白是潜在的过敏原，可能会引起人的过敏反应，因此大豆蛋白在肉制品中添加量必须进行规范。而当前我国检测肉制品中大豆蛋白含量的现状不容乐观。由于添加到肉制品中的大豆蛋白含量较低，对所用检测方法的灵敏度要求较高。其次，肉制品成分复杂，对大豆蛋白含量的检测，易受到其他添加辅料的干扰。另外，在经过肉类原料加热或高温处理等工艺过程后，大豆蛋白结构可能会发生改变，不易进行追踪检测。这些都会加大肉制品中大豆蛋白测定的难度，也是我国对肉制品中的大豆蛋白进行定性和定量分析受限的关键所在。

3 大豆蛋白的四种常规检测方法

3.1 酶联免疫化学技术

酶联免疫吸附试验 （ELISA）是利用大豆蛋白的特异性抗体与抗原及肉制品中的大豆蛋白之间的亲和力，而对肉制品中的肌肉蛋白无交叉反应的原理对大豆蛋白进行追踪。ELISA这种方法以灵敏度高、特异性好、快速简单著称。在国内外已经被普遍使用。但它的局限是必须保证大豆蛋白结构的完整性，这就要求在制备过程中大豆蛋白没有经过过度加热，只有这样才能确保检测结果的准确性。

3.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法其原理是利用试样中各组分在色谱柱中的淋洗液和固定相间的分配系数的不同，当试样随着流动相进入色谱柱中后，组分就在其中的两相间进行反复多次的分配，由于各组分在色谱柱中的运行速度就不同，经过一段时间后，便彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。它是用于定量测定未加热肉制品中添加大豆蛋白的含量，一种非常简单可靠的方法。

3.3 电泳法

电泳方法依赖于大豆蛋白电泳区带的辨认，利用高效的溶剂能够彻底溶解肉制品中的大豆蛋白，然后应用SDS-PAGE电泳、毛细管电泳等手段进行测定，目前的电泳大多是在固定化的介质中将样品放入流动相中进行分离，而不采用完全自由态的溶液进行分离。当前聚丙烯酰胺凝胶是首选的蛋白质分离介质。因为它是一种多孔胶，其凝胶孔径与蛋白质分子大小接近，提高了对蛋白质的分辨能力，增强了对大豆蛋白检测的灵敏度。其次聚丙烯酰胺凝胶质还有胶取材方便，价格低，机械强度及化学稳定性好，可以重复利用，对pH值和温度变化稳定，非特异吸附和电渗多很小，凝胶透明，易于显色并观察等诸多优良特性。除此之外，聚丙烯酰胺凝胶电泳与下一步的蛋白质提纯和蛋白质鉴定方法如免疫印迹、质谱鉴定等兼容性较好，减少了检测的干扰因素。

3.4 侧面检测法

正面检测大豆蛋白含量如果不好操作，还可以试着从侧面出发，通过测定肉类蛋白比例，来确定添加外源蛋白的含量。如可以测定肉制品中3-甲基组氨酸或4-羟脯氨酸的含量，从而推测出肉的含量，进而确定大豆蛋白的添加量。但是这种方式受其他因素的影响较大，这里之所以提出来是想提供一种新的思维方向、视角。

4 结语

总的来说，对于肉制品中蛋白质含量的测定，依然没有引起国内相关部门的足够重视，至今也还没有颁布相关规范，也未制定相关标准，国内对大豆蛋白相关检测研究也还较少，加之其处理程序复杂，试剂难以采购，检测设备昂贵，导致难以推广与普及，市场上添加大豆蛋白肉制品质量参差不齐，因此加强肉制品中大豆蛋白的检测研究，对于规范大豆蛋白的使用，保障消费者利益，促进肉类食品工业的发展具有重大意义。

参考文献

[1]白宝兰，郑鸿雁，昌友权，等.高功能性大豆浓縮蛋白的性能及在肉制品中应用的研究[J].食品科学.2011，26（9）：58-61.

[2]潘荣生.出口灌肠及肉制品种大豆蛋白的快速检测方法的研究[J].肉品卫生.2010，37（12）：5-11.

大豆抗原蛋白研究 篇4

大豆抗原蛋白是大豆中主要蛋白, 可以引起动物发生过敏反应, 减少营养物质的消化吸收, 引起呼吸道、皮肤和胃肠道症状, 甚至造成死亡[4]。大豆抗原蛋白主要包括大豆球蛋白 (Glyciin) 和3种伴大豆球蛋白。其中大豆球蛋白 (11S) 和-伴大豆球蛋白 (7S) 是大豆中免疫原性最强的2种抗原蛋白, 其在一个典型的大豆种子, 约占总蛋白的70%, 这两种蛋白质类的亚基都是由多个基因编码组成[5], 具有较强的热稳定性, GIycinin和-conglychin主要引起仔猪等幼龄动物, 特别是断奶仔猪的过敏反应。该反应的症状主要表现为腹泻, 在动物体内大部分的大豆抗原蛋白会被消化和降解为小肽和氨基酸, 从而作为营养源。但是, 一些未消化或消化不完全的大豆球蛋白可通过抑制肠细胞的生长, 破坏细胞骨架, 导致细胞凋亡的仔猪肠的或由肠上皮细胞之间的间隙进入淋巴和血液诱导过敏性症状。

1 大豆球蛋白

在大豆蛋白质中, 大豆球蛋白含量是最高的, 占大豆籽实的25%~35%, 具有热稳定性。研究表明大豆球蛋白可使仔猪小肠绒毛萎缩、脱落、隐窝细胞增生。大豆球蛋白可通过诱导超敏反应、结合于动物肠道组织中, 从而影响动物肠道健康。大豆球蛋白诱导的超敏反应主要是一个Th2型的免疫应答, 由Ig E抗体介导, 导致仔猪腹泻和生产性能降低。过敏性反应的严重程度取决于大豆球蛋白的剂量[6]。由于大豆抗原蛋白的致敏性, 故而限制了大豆及其制品在生产中的应用。

1.1 大豆球蛋白在肠道内的分布

大豆球蛋白在肠道内的分布受其浓度、抗原活性、动物健康等多方面因素的影响。在健康仔猪肠道中, 大豆球蛋白含量呈先降后升的U字型变化趋势。从十二指肠到空肠中部显著下降, 而在空肠后部到回肠呈现上升趋势, 其中回肠的含量最高, 而空肠中部的含量最低[7]。在小肠绒毛内的大豆球蛋白浓度均极显著高于隐窝和集合淋巴小结。而在鲤鱼肠道中, 大豆球蛋白含量呈先平稳后上升趋势, 后肠积累光密度值显著高于前肠和中肠, 肠道皱襞内大豆球蛋白的积累光密度值显著高于隐窝[8]。

1.2 大豆球蛋白对肠道组织、结构的影响

大豆球蛋白对仔猪肠道健康的影响与其影响肠上皮细胞通透性有关。使用大豆球蛋白对体外培养的仔猪小肠上皮细胞进行刺激, 结果表明大豆球蛋白能使仔猪小肠上皮细胞通透性增加。在一定剂量范围内, 细胞培养液中乳酸脱氢酶 (LDH) 活性与大豆球蛋白浓度呈依赖式升高, 而细胞跨膜电阻值 (TEER) 则下降;高浓度大豆球蛋白可使仔猪小肠上皮细胞紧密连接蛋白ZO-1和Occludin m RNA相对表达量降低[9]。在水产动物研究中也发现, 饲粮添加一定量大豆球蛋白使不同食性鱼类肠道组织结构完整性出现了不同程度的损伤, 在鲤鱼的前肠、后肠及草鱼前肠和埃及胡子鲇后肠的小肠绒毛均有不同程度破损, 固有层组织疏松而且断裂[10]。然而也有研究表明, 大豆球蛋白可能对肠道健康有一定有利影响。李兴起等 (2013) 探讨大豆球蛋白对小肠内微量元素Ca2+吸收的影响及相关机制, 结果显示, 一定剂量的大豆球蛋白可以通过抑制Ca2+-ATP酶活性阻碍Ca2+的吸收及转运, 但可能通过反馈性的增强SOD的活性来减少氧化自由基对粘膜的进一步损伤[11]。可能是因为添加剂量不同所致, 大豆球蛋白对动物肠道的影响和机理尚需进一步确认及研究。

2β-伴大豆球蛋白

β-伴大豆球蛋白 (7S) 占大豆蛋白质含量的30%, 其含量仅次于大豆球蛋白, 是导致大豆过敏的另一种主要抗原蛋白[12]。同大豆球蛋白一样, β-伴大豆球蛋白也具有一定热稳定性, 可以被消化道降解, 然而总有一部分β-伴大豆球蛋白未被降解完全或者降解后仍具有抗原活性, 进而引起过敏反应。β-伴大豆球蛋白体外酶解试验表明, β-伴大豆球蛋白酶解产物中分子量为10~20 k Da的这部分肽段对胃蛋白酶和胰蛋白酶具有一定抵抗力[13]。β-伴大豆球蛋白具有内在的免疫刺激能力, 并能诱发过敏反应。大鼠灌胃纯化的β-伴大豆球蛋白, 可使血清Ig E水平升高;淋巴细胞增殖状态、CD4+T淋巴细胞亚群的比例与β-伴大豆球蛋白水平增加呈线性增加;白细胞介素-4, 白细胞介素-5及肿瘤坏死因子-α水平也有所提高[14]。-伴大豆球蛋白可以通过诱导肠道氧化反应影响肠道结构及细胞通透性等, 造成肠道损伤, 然而近年来另有研究表明, β-伴大豆球蛋白及其酶解产物可能对肠道微生物有一定有利影响。

2.1β-伴大豆球蛋白 (7S) 在肠道中的分布

肠道不同部位, β-伴大豆球蛋白的含量有一定差异, 而生熟β-伴大豆球蛋白对其肠道内分布也存在一定影响。鲍男 (2010) 对生熟两种-伴大豆球蛋白在仔猪小肠中的分布进行研究, 结果表明熟β-伴大豆球蛋白在整个小肠壁中的分布呈稳步下降趋势, 而生β-伴大豆球蛋白变化趋势不明显。通过免疫组化结果提示, 十二指肠中生β-伴大豆球蛋白积累光密度值最高, 空肠中部次之, 显著高于空肠前段、后段及回肠, 而熟β-伴大豆球蛋白同样是十二指肠中含量最高[15]。其原因可能有几方面, 首先、肠道不同部位因肠道长度、结构不同结合力本身存在差异, 食糜在肠道不同部位停留时间不同;其次、随着-伴大豆球蛋白在胃肠道中不断被消化、降解, 其抗原能力降低, 另外、生熟两种-伴大豆球蛋白抗原特性有所改变, 具体原因尚需经一部研究。

2.2β-伴大豆球蛋白 (7S) 对肠道组织、结构的影响

β-伴大豆球蛋白能引起动物机体氧化损伤, 并由此引发生长不良、消化和吸收功能障碍, 并最终减少鱼的生长。β-伴大豆球蛋白降低健鲤饲料转化率及体内胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、脂肪酶、肌酸激酶、钠离子、K+-ATP酶、碱性磷酸酶的活性, β-伴大豆球蛋白减少肠细胞中谷胱甘肽 (GSH) 及抗氧化酶的含量, 诱导的炎症和氧化, 降低健鲤胰腺和肠道重量, 减少肠道长度, 从而导致肠道消化吸收的功能障碍[16]。研究表明, -伴大豆球蛋白提取物可以破坏鲤鱼肠上皮细胞结构的完整性, 一定剂量β-伴大豆球蛋白能够破坏鲤鱼肠上皮细胞膜和线粒体膜;降低鲤鱼肠上皮细胞蛋白质沉积, 抑制鲤鱼肠上皮细胞增殖[17]。Chen F等 (2011) 给10日龄仔猪饲喂β-伴大豆球蛋白并结合仔猪小肠上皮细胞体外培养试验, 通过分析指出β-伴大豆球蛋白刺激能增加肠细胞应激和炎症蛋白质的表达, 增加肠上皮细胞中caspase-3的表达, 证明-伴大豆球蛋白通过抑制肠细胞的生长, 破坏细胞骨架, 并导致细胞凋亡引起仔猪小肠肠道损伤[18]。这在体外培养的仔猪小肠上皮细胞通透性研究中也得到了验证。Zhao Y等 (2014) 用不同浓度的-伴大豆球蛋白对仔猪小肠上皮细胞刺进测定其对上皮通透性、完整性、代谢活性、紧密连接 (TJ) 分布和表达等的影响, 结果表明, 显著减少反式上皮电阻 (TEER) 、代谢活性和碱性磷酸酶 (AP) 活性, 且呈剂量依赖性方式显着增加;降低紧密连接occludin和ZO-1 m RNA的表达, 免疫荧光标记细胞面积减小[19]。

2.3β-伴大豆球蛋白 (7S) 及其酶解肽对肠道微生物的影响

一直以来, 对β-伴大豆球蛋白的认识都限于其影响肠道结构, 然而近年来研究发现, β-伴大豆球蛋白可能影响肠道微生物, 其酶解肽对抵抗肠道细菌有一定有利影响。Fernandez-Raudales等2012年研究低大豆球蛋白豆浆 (49.5%β-伴大豆球蛋白/6%的大豆球蛋白) , 常规的豆浆 (26.5%-conglycinin/38.7%大豆球蛋白) 或牛乳 (0%的-伴大豆球蛋白/0%大豆球蛋白) 对超重和肥胖的人肠道微生物组成的影响, 结果提示豆浆组可能对改变肠道厚壁菌门比例具有一定有利的影响[20]。β-伴大豆球蛋白经机体降解后对肠道也可能有一定有利的影响, 很多研究表明伴大豆球蛋白胃蛋白酶水解肽能提高动物机体免疫机能, 抵御外源性大肠杆菌的侵袭感染, 预防胃肠道疾病的发生[21]。β-伴大豆球蛋白胃蛋白酶水解肽能维持肠道健康的微生物区系, 降低肠道细菌的数量, 维持感染E.coli后小鼠的健康[22]。体外实验表明, 一定浓度的-伴大豆球蛋白水解肽可以影响沙门氏菌的增殖, 较高浓度对沙门氏菌的生长产生明显的抑制作用, 较低浓度对沙门氏菌作用不明显甚至表现微弱的营养促进作用[23]。左伟勇 (2005) 模拟机体内环境, 利用胃蛋白酶水解制备提纯的伴大豆球蛋白, 研究其水解产物-酶解肽对小鼠肠道的影响, 结果表明:酶解肽作为腔内信号分子可能与肠道内相关因素有着多层次调控关系, 共同促进宿主的健康。酶解肽使小肠食糜中sl Ag水平提高45.49%, 盲肠食糜中β-半乳糖苷酶活性显著提高, p H水平下降了1.8%, 肠球菌数显著下降。另外, 伴大豆球蛋白酶解肽有很强的促进双歧杆菌的作用, 它在一定程度上影响了肠道细菌的组成, 使肠道双歧杆菌数量明显增加[24]。

3 大豆凝集素 (SBA)

大豆凝集素 (SBA) 主要存在于大豆子叶细胞中, 约为大豆蛋白质总量的10%。大豆中含有两类大豆凝集素 (SBA) , 其中一种是对N-乙酰基-D-半乳糖胺和D-半乳糖有特异性结合能力的糖蛋白[25], 是大豆中另一种重要的抗营养因子 (ANFs) 。大豆中SBA含量因品种差异略有不同[26], 一般占大豆ANFs的5%~7%, 占大豆蛋白质的3%, 其分子量约120KDa, 四级结构由4个略有不同的亚基组成, 蛋白质稳定性非常高[27,28]。糖基化后的大豆凝集素具有更高的稳定性[29]。SBA具有凝集动物红细胞、T淋巴细胞、促进淋巴细胞转化等生物活性, 是大豆中唯一的含量较高的生物活性蛋白质[30]。SBA主要通过与动物小肠上皮细胞结合, 进而破坏小肠正常结构来发挥其抗营养作用, 影响体内营养物质吸收利用、抑制动物生长、引发腹泻等病理变化。本文主要对该种SBA对动物肠道健康的影响做以论述, 为进一步研究SBA的抗营养作用提供参考。

3.1 SBA在肠道中的分部

不同种属动物肠壁对SBA的集合能力有所差异, 但在小肠中总体来说呈降低趋势。其中十二指肠浓度最高, 而回肠浓度最低。胡海霞等 (2009) 通过体外饲养试验表明, SBA在鸡肠道内吸收和吸附主要发生在十二指肠至空肠前段, 在鸡肠道十二指肠到结直肠内SBA活性残留总地呈下降趋势, 其中由十二指肠到空肠前的残留率变化达到了显著水平[31]。采用生物素标记技术及免疫组化技术研究不同动物肠上皮SBA结合位点的分布规律, 发现在猪小肠内SBA结合主要在绒毛边缘及皱襞处的淋巴组织, 隐窝内也有少量分布;在小肠各段中也多有结合, 但在空肠前段最强;SBA在兔空肠各段有较多结合位点分布, 空肠是SBA最敏感部位, 主要集中于小肠绒毛柱状上皮细胞游离面;在鸡小肠各段均有SBA结合位点分布, 主要在上皮细胞和杯状细胞, 在空肠前段到后段, 杯状细胞受体含量逐渐增加[32]。

3.2 SBA对肠道组织、结构的影响

SBA可特异性结合动物的上皮细胞, SBA作为一类糖蛋白化合物对N-乙酰基半乳糖胺和半乳糖有特异性的识别作用[33], SBA可以结合于绵羊呼吸道上皮细胞表面, 分布于纤毛或杯状的微绒毛的细胞膜上[34]。在野猪的犁鼻器上皮细胞的自由边界也存在SBA的结合位点[35]。猪的下颌黏蛋白也可以与SBA结合, 因为其中含有-半乳糖胺[36]。在动物肠上皮细胞表面, 特别是肠微绒毛顶端的细胞表面恰好存在着N-乙酰基半乳糖胺, SBA能特异性与小肠上皮细胞结合。一定剂量的SBA与小肠上皮细胞的结合会引起动物肠道结构的损伤、改变其结构。断奶仔猪饲喂高浓度SBA可以增加肠道通透性, 减少仔猪肠上皮紧密连接蛋白occludin、ZO-1的表达[25]。Li Pan等 (2013) 从细胞分子层面证明了大豆凝集素对仔猪小肠上皮细胞机械屏障功能和紧密连接蛋白表达的影响, 表明:凝集素处理增加体外培养的仔猪小肠上皮细胞膜的通透性, 抑制细胞活力, 降低紧密连接蛋白 (occludin和紧密连接蛋白-3) 的表达水平, 导致小肠上皮细胞机械屏障功能下降[37]。Buttle (2001) 通过免疫组化在水生动物中也发现:高剂量SBA会严重破坏虹鳟和大西洋鲑的肠道结构, 导致其后肠的吸收小泡破裂或者萎缩, 肠细胞出现肿大, 细胞核结构变得模糊, 刷状缘膜崩解, 黏膜脱落进入肠腔, 固有层变宽[38]。

4 小结

大豆抗原蛋白研究 篇5

食品包装不仅可以保护产品、促进消费，而且可以为消费者带来便利，在食品工业中占居举足轻重的地位。市面上出售的包装膜以及保鲜膜不容易降解，因而会对周围环境造成不良影响。基于此，以具有一定机械物理性能的生物可降解聚合物替代现有的以石油基为原料的塑料受到了材料科研工作者们的广泛关注与研究。由于植物类蛋白质的原料来源很多，取材方便，降解性能较其它类蛋白质好，且其机械性能和透湿透氧性能良好，因而得到了广泛的关注。单纯的由大豆蛋白制备的薄膜，其机械强度很差，吸水率较高，稳定性不好，因此常通过添加某种物质以增大其分子之间的相互作用，进而改善其综合性能。如宋贤良等以十二烷基磺酸钠作为分散剂，在大豆蛋白膜液中添加经过超声分散的纳米TiO2，制得复合保鲜包装膜，其研究结果表明：纳米TiO2粒子的加入，对提高大豆蛋白膜的拉伸强度和断裂伸长率效果明显。

聚乙烯醇(poly(vinyl alcohol)，PVA)是一种相对分子质量较大的聚合物，极易降解，因此得到很多研究者的重视。PVA无毒无害，价格低廉。单纯的聚乙烯醇膜耐撕裂，且其拉伸强度高于一般塑料的，但是因为其能够溶于水，导致PVA 膜的应用范围受到了限制。相应地，对于PVA膜应用领域的拓展，也引起了科研工作者们的高度关注，如项爱民等通过在聚乙烯醇膜液中添加适量改性剂，降低了PVA膜的塑化温度，拓广了PVA的使用范围和应用领域。

纳米二氧化钛TiO2无毒无味，抗菌作用明显，是一种备受青睐的纳米材料。同时，因其光催化等性质，常被用做天然聚合物包装膜的改性剂，因纳米粒子与蛋白质具有较好的相容性，故纳米TiO2改性纤维素膜、玉米淀粉膜、小麦蛋白膜等常见报道。如祝贝贝等将纳米TiO2直接加入大豆分离蛋白复合薄膜中，得出当TiO2的添加量为2.0 g/150 mL时，所得复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果最强，其抑菌率分别由52.73%，60.32%增加至71.23%，83.17%。然而，随着TiO2的加入，纳米粒子与蛋白质结合成较大粒子，导致薄膜易断裂。本试验拟以普通大豆蛋白、聚乙烯醇为基质，通过加入超声分散的纳米TiO2进行改性，并且以复合膜的抗张强度、断裂伸长率、透光率、吸水率为评价指标，通过构造函数，比较综合评分，测定其改性效果，以期为大豆蛋白膜的机械性能改善及其应用领域拓展提供可靠的理论依据。试验部分

1.1 试验材料与设备

1.1.1 试验材料

普通大豆蛋白(蛋白质量分数为73%)，由安阳市得天力食品有限责任公司生产;无水乙醇，分析纯，由天津市标准科技有限公司生产;甘油、盐酸，均为分析纯，由天津市天大化工实验厂生产;氢氧化钠、溴化钠，均为分析纯，由天津市北方天医化学试剂厂生产;不同粒径(粒径分别为15，30，50 nm)纳米TiO2，由杭州万景新材料有限公司生产;聚乙烯基吡咯烷酮PVPK-30，由美国Fluka公司生产;聚乙二醇，分析纯，由北京化学试剂公司生产;六偏磷酸钠，化学纯，由天津市天大化工实验厂生产;1799 聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠，均为分析纯，由天津市科密欧化学试剂有限公司生产。

1.1.2 试验设备

JJ-1型精密增力电动搅拌器、HH-2型数显恒温水浴锅，均由常州国华电器有限公司生产;SHD-Ⅲ型循环水式多用真空泵，由保定高新区阳光科教仪器厂生产;HT-300BQ型数控超声波清洗器，由济宁恒通超声电子设备有限公司生产;ALC2104型电子天平，上海医用激光仪器厂生产;PSH-2C型精密pH 计，由上海康仪仪器有限公司生产;GZX-9140MBE型数显鼓风干燥箱，由上海博讯实业有限公司生产;ZH-4型纸与纸板厚度测定仪，由长春市纸张试验机厂生产;WFJ2-2000型可见分光光度计，由上海优尼科仪器有限公司生产;XLW(PC)型智能电子拉力试验机，由济南兰光机电技术有限公司生产。

1.2 复合薄膜的制备工艺流程

纳米TiO2改性大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜的制备工艺流程包括纳米TiO2悬浮液的制备和改性复合薄膜的制备2 个阶段。

1.2.1 纳米TiO2悬浮液的制备

准确称取质量分数为1.5%(复合薄膜总质量为100%)即0.27 g的纳米TiO2和质量分数为1.0%(纳米TiO2质量为100%)即0.002 7 g的PVPK-30;然后将其置于200 mL烧杯中，加入适量蒸馏水定容至50 mL;再在一定条件下，置于超声波中使其均匀分散，即得纳米TiO2悬浮液。

1.2.2 改性复合薄膜的制备

1)准确称取10.5 g 1799聚乙烯醇，并添加适量蒸馏水定容至200 mL，然后将其置于90 ℃恒温水浴锅中，机械匀速搅拌30 min，制得PVA溶液;

2)准确称取7.5 g大豆蛋白，添加适量蒸馏水定容至200 mL，然后将其置于70 ℃恒温水浴锅中，机械匀速搅拌30 min，制得大豆蛋白溶液;

3)将制得的PVA溶液缓慢过滤至大豆蛋白溶液中，并缓慢加入制得的纳米TiO2悬浮液以及30 mL 无水乙醇，边加入边用玻璃棒搅拌，以消除溶液上层的气泡;

4)调节所得混合膜液的pH值为5.0，此后，将其置于90 ℃恒温水浴锅中，机械匀速搅拌10 min，然后加入体积分数为2%的甘油作为增塑剂，继续机械匀速搅拌30 min，使甘油充分混匀;

5)将所制得的混合溶液置于90℃恒温水浴锅中，用真空泵抽去溶液中的空气，所得溶液备用;

6)将备用的溶液均匀倒在干净的20 cm×30 cm规格玻璃板上，使其流延成膜，然后将已放置膜液的玻璃板置于85 ℃的恒温鼓风干燥箱中，约1 h后，从烘箱中取出玻璃板，揭下薄膜;

7)将揭下来的薄膜放在A4纸上，相互隔开，并将其置于干燥器中进行干燥处理，1 d后取出。将每张待测薄膜裁切出：150 mm ×15 mm 矩形1个、50 mm × 12 mm矩形1个、100 mm ×100 mm正方形1 个，备用。

1.3 复合薄膜性能指标的测定

1.3.1 厚度测定

参照GB/T 6672—2001《塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法》[14]中的相关要求，在所制备的150mm ×15 mm矩形样品周边均匀取10个点，用ZH-4纸与纸板厚度测定仪测定这10个点的厚度，取其平均值为薄膜厚度。

1.3.2 抗张强度和断裂伸长率测定

参照GB/T 13022—1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》中的要求，将所制备的150 mm ×15 mm矩形长条样品(矩形长条的长度大于样品之间加样器的距离)，用智能电子拉力机测定其抗张强度和断裂伸长率，抗张强度和断裂伸长率的计算公式如下：TS = F×10-6/S，式中：TS为试样抗张强度，单位为MPa;F为试样断裂时所承受的最大张力，单位为N;S为试样的截面积，单位为 m2。E=(L1-L0)/L0×100%。式中：E 为试样断裂伸长率;L1为试样断裂时薄膜被拉伸的长度，单位为m;L0为薄膜的原长度，单位为m。每组试样取4~5 个处理，取其平均值为定值。

1.3.3 透光率测定

将裁切成50 mm × 12 mm的矩形试样，紧贴于比色皿表面，以空白比色皿为对照，在600 nm波长的光照下，测试薄膜的透光率。每组样品分别重复做4~5 次测试，取平均值为材料的透光率。

1.3.4 吸水率测定

参照GB 1034—70《塑料吸水性试验方法》，将事先裁切的100 mm×100 mm正方形样品置于105 ℃恒温鼓风干燥箱中烘干至恒重;然后称其质量，记为W0;再将样品置于300 mL蒸馏水中进行吸水处理，24 h后取出，用滤纸吸干样品表面的水分，称其质量，记为W1;最后，采用下式计算薄膜的吸水率：吸水率(%)=[(W1-W0)/W0]×100%。每组试样取4~5个样品处理，取其平均值为材料的吸水率终值。

1.3.5 物理性能模糊综合评价方法

在本试验中，需要综合考虑多个性能指标来对纳米TiO2改性大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜的质量进行评价，所以拟采用模糊综合评价方法，即通过引入如下隶属度函数对材料进行评价：X(u)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，(正效应);X(u)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，(负效应)。式中：X(u)为待分析点的隶属度函数值;Xi为待分析点的数据值;Xmax为待分析点所在数据列的最大值;Xmin为待分析点所在数据列的最小值。所引入的隶属度函数，是将复合薄膜的诸多测试性能指标通过模糊变换，使其成为清晰的数据比较，即为综合评价的累积加权后隶属度函数值ΣX(u)·Y。此次试验需要测试的性能指标包括纳米TiO2改性大豆蛋白/ 聚乙烯醇复合薄膜的抗张强度、断裂伸长率、透光率和吸水率，通过考虑各性能指标对复合薄膜的影响程度，确定综合评价的权重子集Y，为{0.4, 0.3, 0.1, 0.2}。即就某个薄膜样品来说，设其综合性能为100%，则其抗张强度占40%，断裂伸长率占30%，透光率占10%，吸水率占20%。之所以选用此种权重分配方式，是因为该方式在已有相关文献中对于复合薄膜的综合评分的分配较为常见。结果与分析

2.1 纳米TiO2粒径对大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜的影响

分别取粒径为15，30，50 nm的纳米TiO2(N.A为不加纳米TiO2)，且其添加质量数为1.50%，参照上文中1.2的制备工艺制得大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜。随着添加的纳米TiO2粒径的逐步增大，改性后复合薄膜的断裂伸长率均有所改善，而抗张强度在50 nm粒径时较未添加低，且抗张强度、断裂伸长率均在TiO2的粒径为30 nm时达到最高峰，为5.4 MPa和87.4%，比未添加纳米TiO2时分别提高了17.4%和55.3%。由此可以断定，纳米TiO2的加入使得复合薄膜的机械强度大大增强。由图1b 可以看出：随着纳米TiO2粒径的增大，改性后复合薄膜的透光率呈现出先增大后减小的变化趋势。且透光率在纳米TiO2的粒径为30 nm时达到最大值，为28.9%，约比未添加纳米TiO2时的提高了111%;吸水率则呈现出先减小后增加的变化趋势，且吸水率在纳米TiO2的粒径为30 nm时达到最小值，为36.3%，相比未添加纳米TiO2时的数值约降低了25.5%。这是因为：若纳米TiO2粒径过小，其比表面积会变大，纳米粒子则不易分散至大豆蛋白和聚乙烯醇等高分子链中，因而不能很好地起到改性作用;同样，若纳米TiO2粒径过大，则纳米粒子不能与其它成膜物质形成紧密的结构，以至于使复合薄膜的抗张强度、断裂伸长率和透光率降低，吸水率增加。

依据1.3.5中构造的函数，随着添加的纳米TiO2粒径的不断增大，改性后复合薄膜的综合评分呈现出先增加后减小的变化规律。且当纳米TiO2的粒径为30 nm时，纳米TiO2改性大豆蛋白/ 聚乙烯醇薄膜的综合性能最优，综合评分最高，为1.0。由此说明，适当粒径纳米TiO2的加入对改善复合薄膜性能效果显著。

2.2 纳米TiO2质量分数对大豆蛋白/ 聚乙烯醇复合薄膜的影响

分别取质量分数为0.25%，0.50%，1.00%，1.50%，2.00%，2.50%的纳米TiO2用于改性复合薄膜(大豆蛋白和聚乙烯醇的干质量总和为100%)，参照上文制备工艺制得薄膜示。不同质量分数纳米TiO2的加入对复合薄膜的性能影响程度也不同，且其抗张强度和断裂伸长率分别在纳米TiO2的添加质量分数为1.50%和1.00%时达到最大值;吸水率则是呈现出2 次先下降后增长的变化规律，且在纳米TiO2的添加质量分数为0.50%时达到最小值。由此可知，纳米TiO2的加入对复合薄膜起到了增强增韧和耐水的作用，但在一定程度上降低了薄膜的透光率。

当添加适量的纳米TiO2时，纳米粒子能被均匀地放置于大豆蛋白的无规则区域内。同时，纳米TiO2表面易形成Ti正价离子，它们能和大豆蛋白中蛋白肽链的氮原子发生一定的配位效应，因此诱导了复合薄膜中无定形区域中肽链结构的变化，促进了肽链由卷曲结构变为折叠结构，使得更多的肽链局部进行有序地排列，增大了分子的结晶度[18]，宏观上的表象为增大了其抗张强度和断裂伸长率等机械性能。同时，若添加的纳米TiO2过多，不容易与其它成分产生相互作用，也造成了复合薄膜机械性能的下降;至于其透光率，较之原来的复合薄膜成分，纳米TiO2的加入使得薄膜整体平均的光透过率降低，但当添加过量的纳米TiO2时，纳米粒子之间出现团聚现象，甚至变成肉眼可以观察到的大颗粒，更加阻止了光的透过;此外，纳米TiO2的羟基无法与大豆蛋白、聚乙烯醇中的羟基结合成氢键，所以添加适量纳米TiO2有利于提高复合薄膜的耐水性，即降低了其吸水率。

依据1.3.5构造的关于隶属度函数的评价标准，随着纳米TiO2添加质量分数的增大，改性薄膜的综合评分呈现出先增大后降低的变化规律，且当添加的纳米TiO2的质量分数为1.50%时，所得综合评分最高，即该添加量对于复合薄膜的改性效果最明显。

2.3 分散剂种类对大豆蛋白/ 聚乙烯醇复合薄膜的影响

分别取空白(种类1)、PVPK-30(种类2)、十二烷基苯磺酸钠(种类3)、聚乙二醇(种类4)、六偏磷酸钠(种类5)作为超声波处理中纳米TiO2的分散剂，参照前文制取工艺制得薄膜。所选用的4 种分散剂均能不同程度地影响复合薄膜的抗张强度和断裂伸长率，其中，PVPK-30即种类2的提高效果最好，而十二烷基苯磺酸钠即种类3 的降低效果最明显。种分散剂均不同程度地降低了复合薄膜的透光率和吸水率。其中，十二烷基苯磺酸钠能最大程度地降低复合薄膜的透光率，而聚乙二醇能最大程度地降低复合薄膜的吸水率。根据前面构造的隶属度函数评价标准，选用分散剂PVPK-30的复合膜的综合评分最高，为0.8;而选用十二烷基苯磺酸钠的最低，仅约为0.1。

分散剂的种类较多，如无机分散剂、高分子分散剂等。PVPK-30属于高分子分散剂，其分子量很大，内部结构也比较复杂，对纳米TiO2具有较好的阻隔作用;十二烷基苯磺酸钠则属于阴离子表面活性剂，由于其碳链长度过长，表现出较PVPK-30差的空间位阻效应;聚乙二醇和六偏磷酸钠均为高分子表面活性剂，这类分散剂主要以氢键吸附纳米TiO2，同时，其相对分子质量较高，以至于长分子链也能阻隔纳米TiO2的聚沉。表征

选用粒径为30 nm的纳米TiO2，且其添加质量分数为1.50%，并以PVPK-30为分散剂，制备改性复合薄膜，观察其显微形貌。

改性前的复合薄膜表面形貌较为粗糙，出现大颗粒，而改性后的复合薄膜相对平整。这是因为，改性前的复合薄膜中的物质分散不均匀，导致薄膜表面出现大颗粒，而纳米TiO2的加入，很好地融入复合薄膜基质物质中，起到了良好的改性作用。结论

1)适当粒径纳米TiO2的加入对改善大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能效果显著。当加入的纳米TiO2的粒径为30 nm时，所得复合薄膜的抗张强度、断裂伸长率均达到最高峰，为5.4 MPa和87.4%，比未添加纳米TiO2时分别提高了17.4%和55.3%;且透光率达最大值，为28.9%，约比未添加纳米TiO2时的提高了111%;吸水率达最小值，为36.3%，比未添加纳米TiO2时降低了25.5%。薄膜的综合性能最优，综合评分最高，为1.0。

2)不同质量分数纳米TiO2的加入，对复合薄膜的性能影响程度也不同，且抗张强度和断裂伸长率分别在纳米TiO2的添加质量分数为1.50%和1.00%时达到最大值;吸水率在纳米TiO2的添加质量分数为0.50%时达最小值;其添加质量分数为1.50%时，所得薄膜性能的综合评分最高，表明其对复合薄膜的改性效果最明显。