[發明專利]一種高強度小麥蛋白纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201410835168.4
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104532380A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 馬曉軍;柳翠青
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D01F4/00
• 分類號: D01F4/00;D01F1/10;D01F11/02;D01D1/02;D01D5/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

本發明一種高強度小麥蛋白纖維的制備方法，涉及一種利用微波處理以提高小麥蛋白纖維的斷裂強度、斷裂伸長率等力學性能，屬于小麥蛋白資源利用領域。

背景技術

目前，隨著石油、煤炭等資源額日益短缺，以及人們對綠色、環保、舒適要求的提高，制備純天然的蛋白纖維具有廣泛的應用前景。近幾年研究出來的大豆蛋白再生纖維，吸、放濕性能優越，柔韌蓬松，具有羊絨的滑糯手感，其優良的舒適性及親膚性深受人們的喜愛，并已投入生產。現已研究的植物蛋白纖維除了大豆蛋白纖維，還有花生蛋白纖維、牛奶蛋白纖維、玉米醇溶蛋白纖維、酪蛋白纖維等。

現在，我國小麥年產量為1億噸左右，且有逐年增加的趨勢，谷朊粉年總產量達50萬噸，并且價格低廉。現在對谷朊粉的應用主要集中于焙烤食品、面條、熟食制品甚至是飼料中，近些年研究將其用來制作可食性薄膜。小麥蛋白具有優良的濕熱穩定性、粘彈延伸性、熱凝固性能及環境相容性，是制備高品質生物纖維的理想原料，但是制成的再生蛋白纖維物理機械性能和化學穩定性較差，專利US?2006/0282958所制得的小麥蛋白纖維強度不高且老化時間長，應用性不強，所以本發明目的在于提高純小麥蛋白纖維的力學性能并大大縮短生產周期，并且將小麥蛋白用于制成纖維來拓寬其應用范圍并提高其附加值。因此從經濟、環保的角度考慮，制成高強度小麥蛋白纖維順應市場的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種以天然的小麥蛋白為原料，經過微波改性后，生產高強度小麥蛋白纖維的方法，其目的在于提高純小麥蛋白纖維的力學性能并大大縮短生產周期，為提高小麥蛋白的綜合利用提供了一條道路，并且符合大家對纖維綠色、環保的理念。

本發明的技術方案：一種高強度小麥蛋白纖維的制備方法，將提純的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白按質量比1-2︰2-1混合，加入變性劑和還原劑溶解后，置于一定功率的微波下處理得到紡絲原液，進行紡絲及拉伸，并用戊二醛或甲醛蒸汽熏蒸處理后得到高強度小麥蛋白纖維，步驟為：

（1）制備提純的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白：將谷朊粉按料液質量比1︰30加入質量濃度65%的乙醇溶液，并在30-35℃的水浴中攪拌2.5h后成懸濁液，在4500r/min下離心20min，取上清液，將剩余固體按同樣的方法重復提取2次，然后合并上清液進行旋蒸濃縮后干燥，得麥醇溶蛋白；最后一次提取離心后的固體按料液質量比1︰20加入水，并調節pH至10后，置于55℃的水浴中攪拌2.5h，在4500r/min下離心20min，取上清液，重復提取2次，合并上清液，加入乙醇調節乙醇濃度為65%，并調節溶液pH為7后，置于4℃的冰箱中放置12h后4500r/min下離心20min，離心獲得的沉淀進行干燥，即為所要的麥谷蛋白；

（2）微波處理制備紡絲原液：提純后的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白按質量比1-2︰2-1混合，然后以等質量的變性劑及還原劑溶液為溶劑，依次加入對混合蛋白進行溶解，制成蛋白濃度w/w為15%-18%的蛋白溶液，調節pH為7-8，將蛋白溶液在微波功率15-30W/g溶液處理2-3min得到紡絲原液；

（3）紡絲及拉伸：將步驟（2）所得紡絲原液擠絲到5%-15%硫酸鈉和5%-15%硫酸的凝固浴中，凝固15-30min，得絲束；然后將絲束取出后在熱水中洗滌三次，然后拉伸3-6倍長度；

（4）戊二醛或甲醛蒸汽熏蒸處理：將步驟（3）所得拉伸后的絲束在85℃及125℃下依次各加熱1h，然后用25%的戊二醛或甲醛蒸汽熏蒸48h，即得到所要的高強度小麥蛋白纖維。

制備提純的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白所用的變性劑為8M尿素或6M鹽酸胍，還原劑為1%亞硫酸鈉、1%硫化鈉或飽和的半胱氨酸溶液中的一種或多種，其目的為破壞小麥蛋白的次級鍵使其變性，使其分子鏈舒展。

用所述方法制備的高強度小麥蛋白纖維，其干態斷裂強度為0.9-1.4?cN/dtex，干態斷裂伸長率達到28%-35%，20℃、65%R.H時的回潮率為10%-12%。

所用的凝固浴為5%-15%的硫酸鈉和5%-15%的硫酸，其作用是使蛋白質變性析出。