[發(fā)明專利]一種納米花生蛋白高分子復合膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410458698.1
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104194016B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 孫慶杰;熊柳;夏明濤;秦洋;于靖;劉成珍
• 申請（專利權）人: 青島農業(yè)大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J3/24;C08L89/00;C08L3/02;C08K5/053
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 楊琪,張勇

技術領域

本發(fā)明涉及一種納米花生蛋白高分子復合膜及其制備方法。

背景技術

隨著工業(yè)化進程的發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越突出，而塑料膜作為工業(yè)化的一種產物，也出現(xiàn)了許許多多的環(huán)境問題而影響人們的生活。隨著這些問題的出現(xiàn)和環(huán)境問題的日漸嚴峻，尋找一種可以替代傳統(tǒng)塑料膜的材料也越來越受到更多人的關注。利用高分子如淀粉、蛋白質、纖維素和甲殼素等為原料生產可生物降解的薄膜已成為研究和開發(fā)的熱點。

淀粉由于來源豐富、廉價并有可再生和生物降解性的優(yōu)點，被人們看作是包裝材料行中最有應用前途的天然聚合物之一，但是，由于淀粉膜材料較弱的機械性能和較差的阻隔性能，限制了其在工業(yè)上的應用。

大豆蛋白是一類天然高分子化合物，具有可再生、來源廣泛、可生物降解、無污染等特性，利用其成膜特性，大豆蛋白可作為塑料膜的一種替代產品，大豆蛋白膜對氧氣和二氧化碳具有優(yōu)良的阻隔性能，但是由于蛋白質具有較強的親水作用，其對水蒸氣的阻隔作用較差，加之較差的機械性能，因此限制了其在食品包裝工業(yè)中的應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種納米花生蛋白高分子復合膜及其制備方法，以花生分離蛋白為原料，利用反溶劑法制備出納米花生蛋白顆粒，再將制備的納米花生蛋白顆粒作為剛性增強材料加入到大豆分離蛋白或玉米淀粉基質中，通過溶液加熱共混制備納米蛋白顆粒/大豆分離蛋白或納米蛋白顆粒/玉米淀粉復合薄膜材料。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種納米花生蛋白高分子復合膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制濃度為4mg/mL～12mg/mL的花生分離蛋白溶液，調節(jié)溶液的pH為8-9，靜置1-2h；向花生分離蛋白水溶液中逐滴加入無水乙醇，至混合溶液中無水乙醇的體積分數(shù)為40-80％，靜置15-30min，再向混合溶液中加入交聯(lián)劑，交聯(lián)劑的加入量與混合溶液體積的0.3-0.8％，室溫下靜置交聯(lián)反應14-20h，蒸發(fā)回收乙醇，濃縮、干燥，得到納米花生蛋白顆粒；

(2)將基質、甘油用蒸餾水溶解，70-90℃水浴15-30min，冷卻，得到基質溶液，其中基質、甘油、蒸餾水加入量的比為5g:(2-4)g：(70-90)mL；

(3)將步驟(1)制得的納米花生蛋白顆粒用蒸餾水溶解，得到納米花生蛋白顆粒溶液，納米花生蛋白顆粒加入量為步驟(2)中基質質量的1-7.5％，將納米花生蛋白顆粒溶液移入到步驟(2)制得的基質溶液中，調節(jié)溶液的pH為10-12，真空脫氣5-10min，制膜，即得；

步驟(1)和(3)中，采用1mol/L的NaOH溶液調節(jié)溶液的pH。

步驟(1)中，所述交聯(lián)劑為質量濃度0.5％的戊二醛溶液；

步驟(2)中，所述基質為大豆分離蛋白或玉米淀粉；

步驟(2)與步驟(3)中，溶解用的蒸餾水的體積比為(7-9)：(1-3)。

步驟(3)中，制膜的方法為將混有納米花生蛋白顆粒的基質溶液倒入培養(yǎng)皿中，在60-70℃干燥6-10小時。

優(yōu)選的，步驟(1)中，交聯(lián)劑的加入量為混合溶液體積的0.5％。

優(yōu)選的，步驟(2)中，基質、甘油、蒸餾水加入量的比為5g:3g：80mL。

優(yōu)選的，步驟(3)中，制膜的方法為將混有納米花生蛋白顆粒的基質溶液80g倒入直徑為150mm的培養(yǎng)皿中，65℃干燥8h。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明制備的納米花生蛋白高分子復合膜的機械性能和阻水性能得到了顯著的改善，可廣泛應用于包裝工業(yè)；

(2)通過調節(jié)納米花生蛋白顆粒的加入量，可有效改善和調節(jié)復合膜的機械性能、膜透光率、膜水溶性、膜透水性、膜熔融特性等相關的膜性能，使之符合不同領域的包裝工業(yè)對復合膜的性能要求；

(3)采用反溶劑法制備的納米花生蛋白顆粒具有純度高、粒徑分布均勻的優(yōu)點，而且無需專門的設備和復雜的操作條件，生產成本較低；

(4)本發(fā)明的制備方法所用的原料來源廣泛、價格低廉、可生物降解、對環(huán)境友好、方便易、安全無毒，提高了原料的綜合利用率，創(chuàng)造了良好的社會經濟效益。

附圖說明

圖1a、圖1b為本發(fā)明實施例1制備的納米花生蛋白顆粒的掃描電鏡圖；

圖2a為本發(fā)明實施例1制備的納米花生蛋白高分子復合膜的表面SEM圖；

圖2b為本發(fā)明實施例2制備的納米花生蛋白高分子復合膜的表面SEM圖；