戊二醛添加順序?qū)δz原蛋白腸衣膜品質(zhì)的影響

徐菲菲，許 健，劉 飛*，陳茂深，夏熠珣，鐘 芳

（1.江南大學(xué)未來食品科學(xué)中心，江蘇 無錫 214122；2.江南大學(xué)江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無錫 214122；3.嘉興未來食品研究院，浙江 嘉興 314015）

膠原蛋白腸衣是一種蛋白質(zhì)類可食用膜，為提升其適用性，很多研究采用化學(xué)或物理交聯(lián)的方式來改善膠原蛋白腸衣的性能。通過交聯(lián)處理后，蛋白質(zhì)分子內(nèi)或蛋白質(zhì)分子間可以通過交聯(lián)鍵形成更致密的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而改善腸衣的機(jī)械特性及阻隔特性[1-2]。交聯(lián)劑種類繁多，選擇合適的交聯(lián)劑及其使用量至關(guān)重要。Wang 等通過紫外照射、熱交聯(lián)對膠原蛋白腸衣進(jìn)行交聯(lián)處理，使膜的力學(xué)性能與熱穩(wěn)定性得到了改善[3]。Bigi 等通過加入京尼平對蛋白質(zhì)膜進(jìn)行交聯(lián)[1]。Casanova 等用京尼平交聯(lián)酪蛋白膠束[4]。朱雪珂等借助京尼平，實現(xiàn)了多肽在絲素蛋白表面的接枝[5]。但京尼平價格十分昂貴，通常應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。國內(nèi)外研究中，醛類、離子類和酶是最常用的交聯(lián)劑。在膠原蛋白腸衣生產(chǎn)工業(yè)中，醛類是使用最廣泛的交聯(lián)劑，效果也最優(yōu)異。

在歐洲、美國、中國等地戊二醛被允許使用在膠原蛋白腸衣工業(yè)中。戊二醛以抗酸能力強、交聯(lián)效率高、反應(yīng)迅速、價格低廉等特點，成為膠原蛋白腸衣工業(yè)中使用最廣泛的交聯(lián)劑[6-8]。

作者采用戊二醛對膠原蛋白腸衣膜進(jìn)行交聯(lián)。分別探討制膠時、成膠后以及成膜后3 種戊二醛的添加方式對膠原蛋白腸衣膜品質(zhì)的影響，以期獲得戊二醛的最佳添加方式，提高牛皮的利用率和利用價值，提高食品行業(yè)包裝材料的質(zhì)量，減少白色污染，創(chuàng)造更大的社會價值和經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛二層皮：內(nèi)蒙古秋實生物有限公司提供；甘油、硫酸銨、鹽酸、戊二醛、檸檬酸、檸檬酸鈉：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

均質(zhì)機(jī)：德國GEA 公司產(chǎn)品；真空反應(yīng)器：上海弗魯克設(shè)備有限公司產(chǎn)品；物性分析儀：英國SMS 公司產(chǎn)品；傅里葉紅外光譜儀：美國Thermo Fisher 公司產(chǎn)品；高精度分光測色儀：美國Hunterlab公司產(chǎn)品；差式掃描量熱儀：德國Netzsch 公司產(chǎn)品。

1.3 實驗方法

1.3.1 牛二層皮洗滌將牛二層皮用去離子水多次清洗，去除灰分，至水洗液電導(dǎo)率降至4 500 μm/s以下。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%（以牛皮干質(zhì)量計）的硫酸銨繼續(xù)清洗，去除鈣離子。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%檸檬酸鈉（以牛皮干質(zhì)量計），緩慢滴入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%檸檬酸（以牛皮干質(zhì)量計），將水洗液pH 調(diào)至4.6，繼續(xù)清洗。最后用去離子水清洗，使水洗液電導(dǎo)率降至500 μm/s 以下，至此，洗滌工作完畢。

1.3.2 膠原團(tuán)的制備將牛二層皮裁成塊狀，與碎冰一起放入高速粉碎機(jī)，粉碎制得皮漿。再將皮漿與鹽酸溶液 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.96%） 按照體積比1∶1 混合，攪拌至均勻。在4 ℃下，進(jìn)行酸化膨脹20 h，間隙攪動后，使用均質(zhì)機(jī)（27.5 MPa）均質(zhì)1 次，再在真空反應(yīng)器中進(jìn)行攪拌脫氣，制得膠原團(tuán)。操作參數(shù)為：攪拌速度200 r/min，真空度0.8 MPa。

1.3.3 膠原蛋白腸衣膜的制備將膠原團(tuán)壓制成片，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% NaOH 溶液中浸泡，中和鹽酸后，再用去離子水清洗至中性，最后在25 ℃下干燥24 h，置于干燥箱（相對濕度53%，25 ℃）回濕72 h，制得膠原蛋白腸衣膜。

1.3.4 交聯(lián)劑的添加順序?qū)嶒?/p>

1）制膠時加入 將戊二醛與鹽酸溶液一同與皮漿混合?？刂颇z原團(tuán)內(nèi)戊二醛質(zhì)量濃度為0、50、100、200、400 mg/L。

2）成膠后加入 當(dāng)鹽酸溶液與皮漿混合后再采用與膠原團(tuán)滾揉的方法加入戊二醛?？刂颇z原團(tuán)內(nèi)戊二醛質(zhì)量濃度為0、50、100、200、400 mg/L。

3）成膜后加入 當(dāng)鹽酸溶液與皮漿混合成為膠原團(tuán)后，將制備好的膠原團(tuán)壓板成膜。將干燥后的腸衣膜浸入質(zhì)量濃度為0、50、100、200、400 mg/L的500 mL 戊二醛溶液中15 min 后，于干燥箱（相對濕度53%，25 ℃）內(nèi)平衡72 h。

1.3.5 干態(tài)下膠原蛋白腸衣膜抗拉強度和斷裂延伸率測定將腸衣膜裁成1 cm×5 cm，用物性分析儀測定其抗拉強度、斷裂延伸率[9-10]，重復(fù)3 次取平均值。計算公式如下：

式中：T為抗拉強度，MPa；F為斷裂力，g；S為橫截面積，mm2；B為斷裂延伸率，%；d1為斷裂伸長長度，mm；d0為原長度，以夾具之間的間隙距離計，為30 mm；膜厚度作為測試參數(shù)輸入。

1.3.6 濕態(tài)下膠原蛋白腸衣膜抗拉強度和斷裂延伸率的測定將裁好的腸衣膜于25 ℃水中浸泡1 min 取出，用濾紙吸干水分，其他方法同1.3.5。

1.3.7 煮態(tài)下膠原蛋白腸衣膜抗拉強度和煮斷裂延伸率的測定將裁好的腸衣膜于沸水中煮1 min取出，用濾紙吸干水分，其他方法同1.3.5。

1.3.8 膠原蛋白腸衣膜熱收縮率測定將腸衣膜裁成1 cm×5 cm，于沸水中浸泡1 min 后取出測定長度變化，重復(fù)3 次取平均值。計算公式如下：

式中：H為熱收縮率，%；d0為原長度，5 cm；d2為煮后腸衣膜長度，cm。

1.3.9 膠原蛋白腸衣膜溶脹率的測定取一定量腸衣膜，置25 ℃水中浸泡24 h 取出，用濾紙吸干水分后稱量，測定腸衣膜的吸水溶脹率[11-12]，重復(fù)3 次取平均值。計算公式如下：

式中：E為吸水溶脹率，%；m1為腸衣膜質(zhì)量，g；m2為吸干水分后腸衣膜質(zhì)量，g。

1.3.10 膠原蛋白腸衣膜的色澤及透光率的測定將腸衣膜裁成5 cm× 5 cm，用測色儀測定其色澤，結(jié)果用L*、a*、b*值表示[11，13]。將腸衣膜裁成2 cm×5 cm，用紫外分光光度計測定其透光率，計算公式如下[11，14]：

式中：T為透光率，%；T530為樣品在530 nm 條件下的透光率，%；L為膜的厚度，μm。

1.3.11 膠原蛋白腸衣膜的紅外光譜將腸衣膜裁成2 cm×2 cm，置于干燥箱 （相對濕度0，25 ℃）72 h，再用傅里葉紅外光譜儀在衰減全反射模式下進(jìn)行分析，記錄從4 000～400 cm-1的紅外譜圖[11，15]。

1.3.12 膠原蛋白腸衣膜的變性溫度測定將膠原蛋白腸衣膜剪成2 cm× 2 cm，置于干燥箱（相對濕度53%，25 ℃）72 h，用差式掃描量熱儀（differential scanning calorimetry，DSC）進(jìn)行測定。測試條件為：溫度掃描范圍25～180 ℃，升溫速率5 ℃/min[11，16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，實驗結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。采用SPSS 23.0 分析，用t檢驗進(jìn)行兩樣本比較，用ANOVA 進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan 多重比較法（P＜0.05）進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 在制膠時加入交聯(lián)劑

2.1.1 干、濕、煮態(tài)下膠原蛋白腸衣膜的抗拉強度變化如圖1（a）所示，干態(tài)下，隨著戊二醛質(zhì)量濃度的升高，腸衣膜的抗拉強度有所升高，但不顯著（P＞0.05）；當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度達(dá)到100 mg/L 時，腸衣膜的抗拉強度不再增加。如圖1（b）所示，濕態(tài)下，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度達(dá)到100 mg/L 時，腸衣膜的抗拉強度還在繼續(xù)增加，但不顯著（P＞0.05）。如圖1（c）所示，隨著戊二醛質(zhì)量濃度的增加，煮態(tài)下腸衣膜的抗拉強度繼續(xù)增加，當(dāng)達(dá)到400 mg/L 時，腸衣膜的抗拉強度顯著增強到約1 MPa（P＜0.05）。

圖1 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的抗拉強度（制膠時加入交聯(lián)劑）Fig.1 Tensile strength of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added during the process of paste making)

2.1.2 干、濕、煮態(tài)下膠原蛋白腸衣膜的斷裂延伸率變化如圖2所示，加入交聯(lián)劑提高膠原蛋白腸衣膜抗拉強度的同時，不會降低其斷裂延伸率，這說明膠原蛋白的交聯(lián)反應(yīng)不會對腸衣膜的斷裂延伸率起負(fù)面作用。當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為200 mg/L時，干態(tài)下腸衣膜的斷裂延伸率有所增加，而濕態(tài)下腸衣膜的斷裂延伸率隨戊二醛質(zhì)量濃度增加并未發(fā)生太大變化，但在煮態(tài)下腸衣膜的斷裂延伸率隨戊二醛質(zhì)量濃度增加略有增加。由此可知，在制膠時加入戊二醛，對膠原蛋白腸衣膜的斷裂延伸率沒有顯著影響。

圖2 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的斷裂延伸率（制膠時加入交聯(lián)劑）Fig.2 Elongation of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added during the process of paste making)

2.1.3 膠原蛋白腸衣膜的溶脹率、熱收縮率戊二醛的加入使膠原纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加致密，導(dǎo)致可以容納水分子的空間不斷減少，腸衣膜的溶脹率與戊二醛的質(zhì)量濃度呈負(fù)相關(guān)（見圖3（a）），尤其當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為200 mg/L 和400 mg/L 時，腸衣膜的溶脹率顯著降低（P＜0.05）。如圖3（b）所示，隨著戊二醛質(zhì)量濃度增加，腸衣膜的熱收縮率也呈下降趨勢，即其抗熱縮能力增強。戊二醛質(zhì)量濃度為400 mg/L 的膠原團(tuán)所制腸衣膜的熱收縮率約為33%，相較于對照組下降了約10%。由此說明，加入戊二醛后，膠原蛋白腸衣膜的溶脹率與熱收縮率都得到明顯改善。

圖3 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜溶脹率、熱收縮率的變化（制膠時加入交聯(lián)劑）Fig.3 Swelling rate and heat shrinkage rate of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added during the process of paste making)

2.1.4 膠原蛋白腸衣膜的色澤用高精度分光測色儀測定膜的色澤[17]，結(jié)果用L*、a*、b*值表示。根據(jù)葉勇的結(jié)果[18]，在膠原蛋腸衣膜中加入戊二醛，會使腸衣膜的顏色發(fā)生變化，即b*值增加（變黃）。如表1所示，隨著戊二醛質(zhì)量濃度提高，腸衣膜的b*值明顯增加，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為400 mg/L 時，腸衣膜的b* 值為13.39，發(fā)生了十分明顯地變黃。腸衣膜變色的原因主要是戊二醛中醛基和膠原中的氨基發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)[19]。由于新雙鍵的生成，與肽鏈上的肽鍵等其他雙鍵體系形成超共軛系統(tǒng)，從而顯示出一定的顏色。

表1 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的色澤 （制膠時加入交聯(lián)劑）Table 1 Color of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added during the process of paste making)

2.1.5 膠原蛋白腸衣膜的FTIR 光譜FTIR 可用來分析加入交聯(lián)劑后膠原蛋白腸衣膜內(nèi)官能團(tuán)及鍵的變化[20-21]。交聯(lián)可以使—OH 發(fā)生明顯地伸縮振動，向更高的波長發(fā)生位移，即藍(lán)移[19]。如圖4所示，對照組—OH 峰的位置在3 280.55 cm-1，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為50、100、200、400 mg/L 時，—OH 峰的位置分別在3 286.41、3 281.40、3 281.73、3 281.89 cm-1，發(fā)生了一定的藍(lán)移。而加入戊二醛后，膠原蛋白腸衣膜的酰胺I、II、III、IV 和V 帶都沒有發(fā)生明顯位移，說明膠原蛋白腸衣膜本身的結(jié)構(gòu)并未遭到破壞，加入適量的戊二醛并不會對腸衣膜的化學(xué)鍵產(chǎn)生明顯影響。

圖4 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的紅外光譜 （制膠時加入交聯(lián)劑）Fig.4 FTIR spectrum of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations(crosslinking agent added during the process of paste making)

2.1.6 膠原蛋白腸衣膜的變性溫度如圖5所示，用DSC 對制備的腸衣膜進(jìn)行熱分析[22]。加入戊二醛后，膠原蛋白腸衣膜的熱穩(wěn)定性有了較大改善。不加入戊二醛的腸衣膜，變性溫度為75.9 ℃。當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為50、100、200、400 mg/L 時，腸衣膜的變性溫度分別為81.4、79.4、76.6、75.6 ℃。根據(jù)結(jié)果可知，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為50、100 mg/L 時，腸衣膜的熱穩(wěn)定性顯著增強。而當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為400 mg/L 時，膠原蛋白腸衣膜的熱穩(wěn)定性反而有所下降，這說明戊二醛不宜添加過多。

圖5 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的變性溫度 （制膠時加入交聯(lián)劑）Fig.5 Denaturation temperature of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added during the process of paste making)

2.2 成膠后加入交聯(lián)劑

2.2.1 干、濕、煮態(tài)下膠原蛋白腸衣膜的抗拉強度變化通過滾揉的方法加入戊二醛并測定腸衣膜的抗拉強度。如圖6所示，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為100 mg/L 時，干態(tài)下膠原蛋白腸衣膜的抗拉強度不再繼續(xù)增加；而戊二醛交聯(lián)對濕態(tài)下膠原蛋白腸衣膜的抗拉強度稍有提升，但沒有顯著差異（P＞0.05）；煮態(tài)下，對照組的抗拉強度僅為0.2 MPa，但當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度達(dá)到400 mg/L 時，膠原蛋白腸衣膜的抗拉強度增加到1.2 MPa。

圖6 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的抗拉強度（成膠后加入交聯(lián)劑）Fig.6 Tensile strength of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added after the process of paste making)

2.2.2 干、濕、煮態(tài)下膠原蛋白腸衣膜斷裂延伸率的變化如圖7所示，干態(tài)下膠原蛋白腸衣膜的斷裂延伸率呈波動趨勢，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為100 mg/L時腸衣膜的斷裂延伸率最大，為10%，高于戊二醛質(zhì)量濃度為400 mg/L 的樣品。這可能是因為滾揉法并不能使戊二醛溶液與膠原團(tuán)充分接觸，從而導(dǎo)致了這樣的波動趨勢。濕態(tài)下腸衣膜的斷裂延伸率變化不大，這說明戊二醛交聯(lián)對濕態(tài)下腸衣膜的斷裂延伸率沒有顯著影響。但當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為100 mg/L 和400 mg/L 時，煮態(tài)下腸衣膜的斷裂延伸率顯著增大（P＜0.05）。

圖7 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的斷裂延伸率（成膠后加入交聯(lián)劑）Fig.7 Elongation of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added after the process of paste making)

2.2.3 膠原蛋白腸衣膜的溶脹率、熱收縮率的變化與未加入戊二醛的對照組相比，加入戊二醛后腸衣膜的溶脹率有所升高（見圖8），這與預(yù)期的結(jié)果不符，說明加入了戊二醛后腸衣膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并未變致密。從側(cè)面說明了在成膠后加入戊二醛并不是一種較為有效的方法。腸衣膜的熱收縮率略有下降，說明在成膠后加入戊二醛，對改善腸衣膜的熱收縮率有一定幫助。

圖8 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜溶脹率、熱收縮率的變化（成膠后加入交聯(lián)劑）Fig.8 Swelling rate and heat shrinkage rate of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added after the process of paste making)

2.2.4 膠原蛋白腸衣膜的色澤加入戊二醛后，膠原蛋白腸衣膜會因其超共軛系統(tǒng)而導(dǎo)致b* 值增加，即變黃，這也是工業(yè)生產(chǎn)中膠原蛋白腸衣膜變黃的主要原因。但4 種質(zhì)量濃度的戊二醛溶液都未明顯改變腸衣膜的b* 值（見表2），這也證明了在成膠后用混揉法加入戊二醛并非一種有效的交聯(lián)方法。原因是膠原團(tuán)本身就是結(jié)合較緊密的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此在成膠后加入戊二醛無法使其均勻滲透在腸衣膜內(nèi)。

表2 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的色澤 （成膠后加入交聯(lián)劑）Table 2 Color of casing films crosslinked by gluta -raldehyde with different concentrations (crosslinking agent added after the process of paste making)

2.2.5 膠原蛋白腸衣膜的FTIR 光譜成膠后添加不同質(zhì)量濃度戊二醛的腸衣膜—OH 峰的位置分別為3 279.56、3 283.68、3 280.34、3 282.69 cm-1，而對照組腸衣膜—OH 峰的位置為3 282.69 cm-1，并未發(fā)生明顯的藍(lán)移（見圖9）。這與文獻(xiàn)中報道的情況不符，也從側(cè)面說明了交聯(lián)反應(yīng)的不充分。由此說明，相對于在制膠時加入戊二醛，在成膠后加入戊二醛不能充分交聯(lián)腸衣膜。

圖9 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的紅外光譜 （成膠后加入交聯(lián)劑）Fig.9 FTIR spectrum of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations(crosslinking agent added after the process of paste making)

2.2.6 膠原蛋白腸衣膜的變性溫度成膠后加入戊二醛，腸衣膜的熱穩(wěn)定性并沒有明顯改善，對照組膠原蛋白腸衣膜的變性溫度為77.6 ℃，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為50、100、200、400 mg/L 時，腸衣膜的變性溫度分別為79.9、77.1、78.0、77.2 ℃（見圖10）。當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為50 mg/L 時，腸衣膜的熱穩(wěn)定性最好。相較于在制膠時加入戊二醛，成膠后加入戊二醛對腸衣膜的熱穩(wěn)定性沒有明顯改善，這也反映了在成膠后用滾揉的方法加入戊二醛存在難度，不是一種好的交聯(lián)方法。

圖10 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的變性溫度（成膠后加入交聯(lián)劑）Fig.10 Denaturation temperature of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added after the process of paste making)

2.3 成膜后加入交聯(lián)劑

2.3.1 干、濕、煮態(tài)下膠原蛋白腸衣膜的抗拉強度變化將制備好的膠原蛋白腸衣膜浸泡在戊二醛溶液中交聯(lián)并測定腸衣膜的抗拉強度。結(jié)果見圖11，雖然戊二醛質(zhì)量濃度為100 mg/L 時，干態(tài)下膠原蛋白腸衣膜的抗拉強度不再增加。但不同于前兩種方法的結(jié)果，隨著戊二醛質(zhì)量濃度增加，濕、煮態(tài)下，腸衣膜的抗拉強度持續(xù)顯著增加（P＜0.05），這說明成膜后浸泡法是一種極高效的交聯(lián)方法。特別地，濕態(tài)下對照組抗拉強度僅為2.4 MPa，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為400 mg/L 時，腸衣膜的抗拉強度提升到10 MPa，提升了約300%，說明成膜后浸泡法可在保持膠原蛋白腸衣膜緊密程度的基礎(chǔ)上，顯著提升交聯(lián)強度。

圖11 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的抗拉強度（成膜后加入交聯(lián)劑）Fig.11 Tensile strength of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added after paste film formation)

2.3.2 干、濕、煮態(tài)下膠原蛋白腸衣膜斷裂延伸率的變化如圖12所示，干態(tài)下腸衣膜斷裂延伸率的增加較為顯著，但當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為100 mg/L時，腸衣膜的斷裂延伸率不再增加。隨著戊二醛質(zhì)量濃度增加，濕態(tài)下腸衣膜的斷裂延伸率有所下降，但無顯著差異。此外，雖然煮態(tài)下腸衣膜的斷裂延伸率在戊二醛加入后有所增加，但并無規(guī)律，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為50 mg/L 時，腸衣膜的斷裂延伸率最大。

圖12 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的斷裂延伸率（成膜后加入交聯(lián)劑）Fig.12 Elongation of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added after paste film formation)

2.3.3 膠原蛋白腸衣膜的溶脹率、熱收縮率如圖13所示，膠原蛋白腸衣膜經(jīng)過浸泡法處理后其溶脹率、熱收縮率都明顯降低，原因是交聯(lián)反應(yīng)使腸衣膜內(nèi)部可以容納水分子的空間減少，同時膠原纖維結(jié)合更加緊密，使膠原蛋白腸衣膜的抗熱縮能力增強。

圖13 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜溶脹率、熱收縮率的變化（成膜后加入交聯(lián)劑）Fig.13 Swelling rate and heat shrinkage rate of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added after paste film formation)

2.3.4 膠原蛋白腸衣膜的色澤在成膜后，將膠原蛋白腸衣膜浸入戊二醛中的方法交聯(lián)效率極高。如表3所示，在浸入不同質(zhì)量濃度的戊二醛溶液后，腸衣膜的b*值明顯增加。當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為400 mg/L 時，腸衣膜的b*值達(dá)到17.99，高過其他兩種方法，說明其交聯(lián)效果明顯優(yōu)于其他兩種。

表3 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的色澤 （成膜后加入交聯(lián)劑）Table 3 Color of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations(crosslinking agent added after paste film formation)

2.3.5 膠原蛋白腸衣膜的FTIR 光譜加入戊二醛后，腸衣膜的—OH 峰發(fā)生了較為明顯的藍(lán)移（見圖14）。當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為50、100、200、400 mg/L時，腸衣膜的—OH 峰的位置分別為3 282.69、3 284.08、3 285.04、3 290.78 cm-1。其中，當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為400 mg/L 時腸衣膜的—OH 峰藍(lán)移最明顯，相對于對照組腸衣膜的—OH 峰的位置 （3 280.90 cm-1）藍(lán)移了約10 cm-1，這也從側(cè)面說明相對于制膠時、成膠后2 種方法，在成膜后將腸衣膜浸入戊二醛溶液中的方法交聯(lián)效率最高。

圖14 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的紅外光譜（成膜后加入交聯(lián)劑）Fig.14 FTIR spectrum of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concen -trations (crosslinking agent added after paste film formation)

2.3.6 膠原蛋白腸衣膜的變性溫度對照組腸衣膜的變性溫度為77.6 ℃，浸入了50、100、200、400 mg/L戊二醛溶液的腸衣膜變性溫度分別為75.7、80.5、79.4、80.4 ℃（見圖15）。當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為50 mg/L時，腸衣膜的熱穩(wěn)定性有所下降，但不明顯。當(dāng)戊二醛質(zhì)量濃度為100、200、400 mg/L 時，膠原蛋白腸衣膜的熱穩(wěn)定性有了一定改善。在成膜后浸入戊二醛溶液的交聯(lián)方法對膜熱穩(wěn)定性的改善要優(yōu)于在成膠后加入戊二醛的方法，但不如在制膠時加入戊二醛的方法。這可能與成膠時加入戊二醛的不均勻交聯(lián)有關(guān)。

圖15 不同質(zhì)量濃度戊二醛交聯(lián)腸衣膜的變性溫度（成膜后加入交聯(lián)劑）Fig.15 Denaturation temperature of casing films crosslinked by glutaraldehyde with different mass concentrations (crosslinking agent added after paste film formation)

3 結(jié) 語

確定了戊二醛的最佳加入方式：在成膜后浸入戊二醛溶液，交聯(lián)效率最高，濕、煮態(tài)下腸衣膜抗拉強度明顯增大，溶脹率、熱收縮率下降，熱穩(wěn)定性提高。其次是在制膠時與酸液一同加入，這種交聯(lián)方式可以縮短制備膠原蛋白腸衣的周期，同時節(jié)約生產(chǎn)車間的空間，進(jìn)一步降低制備膠原蛋白腸衣膜的成本，具有很好的應(yīng)用前景。