[發明專利]一種改性大豆蛋白和果膠復合膜的制備方法

在審

• 申請號: 201710962522.3
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107722376A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張翠
• 申請（專利權）人: 上海城建職業學院
• 主分類號: C08L5/06
• 分類號: C08L5/06;C08L51/00;C08K5/053;C08J5/18;C08F289/00;C08F212/14
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技術領域

本發明屬于天然高分子膜材料與感光技術領域，具體涉及一種改性大豆蛋白和果膠的復合膜的制備方法。

背景技術

近年來隨著石油、煤、天然氣等不可再生資源的日趨枯竭，現代化工面臨著原料短缺的困境，另一方面由現代化工引起的嚴重環境污染正在日益加劇。因此人們逐漸把目光轉移到殼聚糖、淀粉、纖維素及大豆蛋白等可再生、可生物降解、對環境友好的天然高分子上。大豆蛋白(SPI)是由各種氨基酸經肽鍵相連而成的天然高分子，具有可生物降解，資源極其豐富且再生速度快，價格相對便宜等優點，因此人們對大豆蛋白的改性及材料化應用研究也日益增多，以大豆蛋白制備的生物降解高分子材料將潛在應用于可再生利用的大豆蛋白纖維、可食用膜、粘結劑、綠色塑料等領域。

大豆蛋白因優異的成膜性，已備受關注。目前大豆蛋白的改性方法較多，如物理共混、化學改性(如采用與SPI結構中羧基、氨基等基團反應)等，SPI 膜由于具有良好的生物相容性和生物降解性，因而得到較廣的應用，但在實際的材料化過程中，用到了許多化學交聯劑，來對其進行交聯，改善力學性能，但這些化學交聯劑或多或少存在一定毒性，因而破壞了大豆蛋白原始的生物相容性。

光敏聚合物是一類特殊的刺激-響應型“智能”聚合物，其結構中的光敏感基元能夠對外界光刺激(如紫外、近紅外等)做出快速響應，并發生相應的物理、化學性質的變化。光刺激作為一種特殊的調控手段，其優越性主要表現在可以通過對照射頻率、位置、強度及時間長短進行選擇，“定時、定點、定速”地實現“智能”調控。試想，如果將一些光敏基元引入SPI結構中，進而通過光照使得SPI進行交聯來改善力學性能，則可以替代傳統的化學交聯劑的使用，實現大豆蛋白材料領域一次新的突破。

果膠是一種大分子多糖，廣泛存在于柚子皮中，成本低廉，其結構中存在羥基等基團，能夠與SPI分子鏈上的親水基團形成氫鍵作用，因而具有良好的相容性。將這兩種價格低廉的天然高分子混合，制成的膜成本較低，應用價值較廣。而且多糖、蛋白形成的復合體系中，由于引入的光敏基元能夠在紫外光誘導下，發生交聯反應，改善復合膜的力學性能。

發明內容

本專利發明了一種改性大豆蛋白和果膠的復合膜的制備方法。

步驟(1)：首先通過使用采用強變性劑巰基乙醇打開大豆蛋白內部的二硫鍵，進一步用過硫酸鉀和硝酸鈰銨復合引發巰基鏈轉移將光敏單體7-(4-乙烯基芐氧基)-4-甲基香豆素(VM)引入到大豆蛋白鏈上，從而將光敏基元引入到SPI 結構中。具體為：在三頸瓶中加入3g大豆分離蛋白，100mL pH≈8.5的8mol/L 的尿素緩沖溶液，在通氮氣的條件下于60℃攪拌40min，然后加入300uL巰基乙醇，反應1h后，再分別加入50mL復合引發劑和3gVM單體，于60℃下反應 4h后停止反應。將反應產物倒入1L丙酮中進行充分沉淀，離心分離，將得到的沉淀用THF在索氏萃取器中抽提24h，以除去未反應的單體和均聚物，將得到的產品在真空干燥器中干燥至恒重，得到改性產物。

步驟(2)配置成膜液：將步驟(1)中改性產物分散于水中，加入增塑劑，加熱至70℃，調節pH為8-10，攪拌后冷卻，得到改性大豆蛋白成膜液；接著向其中加入果膠水溶液，充分攪拌均勻，得到復合成膜液；

步驟(3)成膜：將步驟(2)中成膜液置于玻璃板上，干燥12h，得到復合膜。

上述步驟(1)中復合引發劑優選為過硫酸鉀和硝酸鈰銨，復合引發劑的濃度為0.1mol/L。

上述步驟(2)中增塑劑為甘油或山梨醇。

上述步驟(2)中增塑劑與步驟(1)中改性產物質量之比優選為1∶1。

本發明的有益效果：(1)本發明制備了改性大豆蛋白，并利用其與果膠多糖之間的氫鍵作用，形成相容的復合體系。(2)復合膜結構中的光敏基元，能夠在紫外光誘導下，發生交聯反應，改善復合膜的力學性能，避免傳統化學交聯劑的使用。(3)大豆資源廣泛，果膠廣泛存在于柚子皮中成本低廉，采用流延法成膜，工藝簡單，有較好的推廣應用前景。

附圖說明

圖1改性大豆蛋白/果膠復合膜的SEM圖

圖2改性大豆蛋白/果膠復合膜未曝光和曝光15min的接觸角

具體實施方式

以下利用實施例進一步詳細說明本發明，但不能認為是限定發明的范圍。

實施例1光敏單體VM的制備