CN103755986A - 一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法 - Google Patents
一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103755986A CN103755986A CN201410016008.7A CN201410016008A CN103755986A CN 103755986 A CN103755986 A CN 103755986A CN 201410016008 A CN201410016008 A CN 201410016008A CN 103755986 A CN103755986 A CN 103755986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- casein
- solution
- preparation
- film
- zyme
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 title claims abstract description 180
- 239000005018 casein Substances 0.000 title claims abstract description 179
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 179
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 title abstract description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title abstract description 5
- 108010059345 keratinase Proteins 0.000 title abstract 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 111
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 claims abstract description 83
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 claims abstract description 83
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims abstract description 23
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 23
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 23
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229920000140 heteropolymer Polymers 0.000 claims description 79
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 72
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 44
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 20
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 claims description 6
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims description 6
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 3
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 239000010985 leather Substances 0.000 abstract description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract 3
- 108010010779 glutamine-pyruvate aminotransferase Proteins 0.000 abstract 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 abstract 2
- 108090000992 Transferases Proteins 0.000 abstract 1
- 102000004357 Transferases Human genes 0.000 abstract 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 1
- 102000011632 Caseins Human genes 0.000 description 152
- 108010076119 Caseins Proteins 0.000 description 151
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 28
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 28
- 108060008539 Transglutaminase Proteins 0.000 description 14
- 102000003601 transglutaminase Human genes 0.000 description 14
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000000937 inactivator Effects 0.000 description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 7
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 101710200191 Feather keratin Proteins 0.000 description 5
- -1 Hexanolactam modified Casein Chemical class 0.000 description 5
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，属于皮革加工技术领域，包括：1）将酪素溶液和角蛋白溶液按混合后，调节混合溶液的pH值至6.5～7.5，静置得蛋白混合液；2）按每克干物质蛋白加入10～30U转移酶的添加量，向混合液中加入谷氨酰胺转氨酶转移酶，充分混匀后交联反应，然后灭活，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；3）向酪素和角蛋白混合杂聚物中加入成膜剂后造模，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。本发明将酪素与角蛋白在谷氨酰胺转移酶的催化作用下发生交联，形成共价交联的高分子杂聚物，这种交联高分子聚合物机械性能提高，抗水性强，具有良好的生物相容性，可完全生物降解，在生态涂料和生物膜领域具有十分广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于皮革加工技术领域，具体涉及一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法。
背景技术
酪素是皮革涂饰中应用最广泛的成膜剂之一，并且绿色无污染，作为皮革涂饰剂，它有着粘着力强，不易因摩擦而脱落，耐温性好，耐打光，具有良好的透气性和透水汽性等优点，但酪素涂层也存在不耐湿擦、脆硬、弯折易断裂、防腐能力差、易生霉等缺点。国内外已经将己内酰胺改性酪素、乙烯基类单体接枝共聚改性酪素实现了工业化生产，另外还有人研究用有机硅、聚氨酯、密胺树脂等对酪素进行改性。但这些改性不是具有的一定的化学污染及毒性就是价格较高。
皮革生产过程中也会产生大量的废毛，这些皮革生产过程中产生的附属产物毛角蛋白如不加处理而直接丢弃，不但会给环境带来严重污染，而且还会造成蛋白资源的严重浪费。关于皮革生产过程中毛角蛋白的回收利用，目前主要是用丙烯酸、丙烯酰胺等对毛角蛋白水解物进行化学改性后作为蛋白填料。另外，用乙烯基单体等对毛角蛋白进行改性后作为涂饰剂，提高了角蛋白的成膜性和抗水性。这些改性虽然不同程度地都能使角蛋白成膜的机械性能等得到改善，但同时也带来了环境问题，且改性效果不够明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，该方法操作简单，环境友好，制得的酪素角蛋白酶交联膜机械性能好，透水汽性能得到改善。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，包括以下步骤：
1）将质量分数为5%～9%的酪素溶液和质量分数为5%～9%的角蛋白溶液按（1～4）:1或1：（1～4）的质量比混合后，调节混合溶液的pH值至6.5～7.5，在40～50℃下，静置30～60min，得蛋白混合液；
2）按每克干物质蛋白加入10～30U转移酶的添加量，向蛋白混合液中加入谷氨酰胺转氨酶转移酶，充分混匀后，在40～55℃下，交联反应0.5～2h后，灭活，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；
3）向酪素和角蛋白混合杂聚物中加入成膜剂后造模，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜；成膜剂的用量为每100克干物质蛋白加入30～50g成膜剂；其中，所述的干物质蛋白为酪素和角蛋白的质量总和。
步骤1）所述质量分数为5%～9%的酪素溶液具体制备方法为：取5～9g酪素，88～94g水和1～3g的浓度为3～5mol/L的碱性溶液，先取部分水将酪素浸没，然后加入碱性溶液，混匀后，浸泡12～36h，再加入剩余的水，调节pH值至6.5～7.5后，持续搅拌直至酪素完全溶解，得到质量分数为5%～9%的酪素溶液；所述的碱性溶液为NaOH溶液或KOH溶液。
步骤1）所述质量分数为5%～9%的角蛋白溶液是将5～9g角蛋白加入90.5～94g水中，混匀后，用0.5～1.0g的固体NaOH调节pH值至8.0～9.0，在45～55℃下，持续搅拌直至角蛋白完全溶解，得到质量分数为5%～9%的角蛋白溶液；所述的持续搅拌时间为0.5～4h。
步骤2）所述的灭活是在80～90℃下，灭活5～15min。
步骤3）所述的成膜剂为乙二醇、丙三醇或山梨糖醇。
步骤3）所述的造模具体为：将加入了成膜剂的酪素和角蛋白混合杂聚物倒入聚四氟乙烯板中，静置后将膜取出，然后干燥，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。
所述的静置时间为36～48h；所述的干燥是在干燥器中放置36～48h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明以酪素及角蛋白为原料，通过谷氨酰胺转移酶的共价交联作用使两种蛋白发生共价交联，形成了两种蛋白的交联杂聚物并使之成膜，克服了现有技术中的化学改性带来的毒性及低效等问题，是一种对环境友好的改性方法。通过使用谷氨酰胺转移酶的共价交联作用，使得制备的酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的机械性能、透水汽性能得到改善。本发明具有以下优点：
1、本发明利用羊毛角蛋白废料为原料，降低了生产成本，同时减轻了环境污染；
2、本发明制备的酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的伸长率比单独酪素提高了3倍多，达到较高水平；
3、本发明制备的酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的疏水性得到了增强，因此具有较好的抗水性；
4、本发明制备的酪素角蛋白酶交联杂聚物膜可自然降解，对环境无害。
附图说明
图1为本发明的酪素与角蛋白共混膜和添加谷氨酰胺转移酶后形成的交联杂聚物膜的伸长率对比柱状图；横坐标为质量比，纵坐标为伸长率；
图2为本发明的酪素与角蛋白共混膜和添加谷氨酰胺转移酶后形成的交联杂聚物膜的的透水汽系数对比柱状图。
具体实施方式
下面结合具体的附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
对比例1
为单独酪素成膜实例。
1）酪素溶液的制备
取7g酪素，92g去离子水和1g5mol/L的NaOH溶液，将酪素用部分去离子水浸没后，加入NaOH溶液，混匀后，连续浸泡24h以上（此过程中浸泡过程中不断补入部分去离子水，直至酪素完全被泡透，且体系的pH值一直保持在7.0以下）；将此时的酪素搅拌均匀，加入剩余的去离子水，将溶液的pH值调节到7.0，持续磁力搅拌直至完全溶解，得到质量分数为7%的酪素溶液。
2）酪素交联聚合物的制备
取30g步骤1）制得的质量分数为7%的酪素溶液，置于50℃的水浴中保持30min，得到分散较好的蛋白混合液，然后加入谷氨酰胺转移酶0.21g（按每克干物质蛋白加入10U转移酶的添加量，此处干物质蛋白指所使用的酪素），搅拌均匀后，在50℃的条件下交联反应1h，然后在80℃的水浴中保持10min以灭活酶，得到酪素酶交联聚合物溶液；
3）酪素酶交联聚合物膜的制备
在制备的酪素酶交联聚合物溶液中加入0.63g甘油，搅拌均匀后倒入带有内凹槽尺寸为12×12cm的聚四氟乙烯板中，室温下放置48小时后将膜小心取出，将所成膜放入干燥器（饱和的Mg(NO3)2·6H2O溶液）中放置48小时。取出后，对其断裂伸长率及透水汽系数进行测定。
实施例1
一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，包括以下步骤：
1）酪素与角蛋白溶液的制备
酪素溶液的制备：取7g酪素，92g水和1g5mol/L的NaOH溶液，将酪素用部分去离子水中浸没，加入NaOH溶液，混匀后，连续浸泡24个小时以上（此过程中不断补入部分去离子水，直至酪素完全被泡透，且体系的pH值一直保持在7.0以下）；将此时的酪素搅拌均匀，加入剩余的去离子水。将溶液的pH值调节到7.5，持续磁力搅拌直至完全溶解，得到质量分数为7%的酪素溶液；
角蛋白溶液的制备：将7g角蛋白粉末加入93g去离子水中，混匀后，用固体NaOH调节体系的pH值至9.0，在50℃下，磁力搅拌3h至角蛋白完全溶解，得到质量分数为7%的角蛋白溶液；
2）酪素/角蛋白酶交联杂聚物的制备
取24g质量分数为7%的酪素溶液，6g质量分数为7%的角蛋白溶液，将两种溶液混匀后，调节pH值至6.5，然后在50℃的水浴中保持30min，得到分散较好的蛋白混合液；
3）按每克干物质蛋白加入10U转移酶的添加量（所述的干物质蛋白为酪素和角蛋白的质量总和），向蛋白混合液中加入0.21g谷氨酰胺转移酶，搅拌均匀后，在50℃下，交联反应1h后，然后在80℃的水浴中保持10min以灭活酶，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；
4）酪素/角蛋白酶交联杂聚物膜的制备
在步骤3）制得的酪素和角蛋白混合杂聚物中加入0.63g甘油，搅拌均匀后，将溶液倒入带有内凹槽尺寸为12cm×12cm的聚四氟乙烯板中，室温下放置48h后将膜小心取出，将所成膜放入干燥器（饱和的Mg(NO3)2·6H2O溶液）中放置48h后取出，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。
对酪素角蛋白酶交联杂聚物膜进行断裂伸长率及透水汽系数实验测定，结果见图1，图2，酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的总溶解物，透光率及水接触角测定结果见表1。
实施例2
一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，包括以下步骤：
1）酪素与角蛋白溶液的制备
酪素溶液的制备：取7g酪素，92g水和1g5mol/L的NaOH溶液，将酪素用部分去离子水中浸没，加入NaOH溶液，混匀后，连续浸泡24个小时以上（此过程中不断补入部分去离子水，直至酪素完全被泡透，且体系的pH值一直保持在7.0以下）；将此时的酪素搅拌均匀，加入剩余的去离子水。将溶液的pH值调节到7.5，持续磁力搅拌直至完全溶解，得到质量分数为7%的酪素溶液；
角蛋白溶液的制备：将7g角蛋白粉末加入92.5g去离子水中，混匀后，加入0.5g固体NaOH调节体系的pH值至9.0，在45℃下，磁力搅拌4h至角蛋白完全溶解，得到质量分数为7%的角蛋白溶液；
2）酪素/角蛋白酶交联杂聚物的制备
取20g质量分数为7%的酪素溶液，10g质量分数为7%的角蛋白溶液，将两种溶液混匀后，调节pH值至7.5，然后在40℃的水浴中保持60min，得到分散较好的蛋白混合液；
3）按每克干物质蛋白加入10U转移酶的添加量（所述的干物质蛋白为酪素和角蛋白的质量总和），向蛋白混合液中加入0.21g谷氨酰胺转移酶，搅拌均匀后，在55℃下，交联反应0.5h后，然后在90℃的水浴中保持5min以灭活酶，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；
4）酪素/角蛋白酶交联杂聚物膜的制备
在步骤3）制得的酪素和角蛋白混合杂聚物中加入0.63g甘油，搅拌均匀后，将溶液倒入带有内凹槽尺寸为12cm×12cm的聚四氟乙烯板中，室温下放置48h后将膜小心取出，将所成膜放入干燥器（饱和的Mg(NO3)2·6H2O溶液）中放置48h后取出，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。
对酪素角蛋白酶交联杂聚物膜进行断裂伸长率及透水汽系数实验测定，结果见图1，图2，酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的总溶解物，透光率及水接触角测定结果见表1。
实施例3
一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，包括以下步骤：
1）酪素与角蛋白溶液的制备
酪素溶液的制备：取7g酪素，92g水和1g5mol/L的NaOH溶液，将酪素用部分去离子水中浸没，加入NaOH溶液，混匀后，连续浸泡12h以上（此过程中不断补入部分去离子水，直至酪素完全被泡透，且体系的pH值一直保持在7.0以下）；将此时的酪素搅拌均匀，加入剩余的去离子水。将溶液的pH值调节到6.5，持续磁力搅拌直至完全溶解，得到质量分数为7%的酪素溶液；
角蛋白溶液的制备：将7g角蛋白粉末加入92.5g去离子水中，混匀后，加入0.5g固体NaOH调节体系的pH值至9.0，在55℃下，磁力搅拌0.5h至角蛋白完全溶解，得到质量分数为7%的角蛋白溶液；
2）酪素/角蛋白酶交联杂聚物的制备
取15g质量分数为7%的酪素溶液，15g质量分数为7%的角蛋白溶液，将两种溶液混匀后，调节pH值至7.5，然后在45℃的水浴中保持45min，得到分散较好的蛋白混合液；
3）按每克干物质蛋白加入10U转移酶的添加量（所述的干物质蛋白为酪素和角蛋白的质量总和），向蛋白混合液中加入0.21g谷氨酰胺转移酶，搅拌均匀后，在40℃下，交联反应2h后，然后在85℃的水浴中保持10min以灭活酶，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；
4）酪素/角蛋白酶交联杂聚物膜的制备
在步骤3）制得的酪素和角蛋白混合杂聚物中加入0.63g乙二醇，搅拌均匀后，将溶液倒入带有内凹槽尺寸为12cm×12cm的聚四氟乙烯板中，室温下放置36h后将膜小心取出，将所成膜放入干燥器（饱和的Mg(NO3)2·6H2O溶液）中放置36h后取出，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。
实施例4
一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，包括以下步骤：
1）酪素与角蛋白溶液的制备
酪素溶液的制备：取7g酪素，92g水和1g5mol/L的NaOH溶液，将酪素用部分去离子水中浸没，加入NaOH溶液，混匀后，连续浸泡36h以上（此过程中不断补入部分去离子水，直至酪素完全被泡透，且体系的pH值一直保持在7.0以下）；将此时的酪素搅拌均匀，加入剩余的去离子水。将溶液的pH值调节到7.5，持续磁力搅拌直至完全溶解，得到质量分数为7%的酪素溶液；
角蛋白溶液的制备：将7g角蛋白粉末加入92.5g去离子水中，混匀后，加入0.5g固体NaOH调节体系的pH值至9.0，在50℃下，磁力搅拌1.5h至角蛋白完全溶解，得到质量分数为7%的角蛋白溶液；
2）酪素/角蛋白酶交联杂聚物的制备
取10g质量分数为7%的酪素溶液，20g质量分数为7%的角蛋白溶液，将两种溶液混匀后，调节pH值至7.0，然后在50℃的水浴中保持30min，得到分散较好的蛋白混合液；
3）按每克干物质蛋白加入10U转移酶的添加量（所述的干物质蛋白为酪素和角蛋白的质量总和），向蛋白混合液中加入0.21g谷氨酰胺转移酶，搅拌均匀后，在50℃下，交联反应1h后，然后在85℃的水浴中保持10min以灭活酶，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；
4）酪素/角蛋白酶交联杂聚物膜的制备
在步骤3）制得的酪素和角蛋白混合杂聚物中加入0.63g乙二醇，搅拌均匀后，将溶液倒入带有内凹槽尺寸为12cm×12cm的聚四氟乙烯板中，室温下放置36h后将膜小心取出，将所成膜放入干燥器（饱和的Mg(NO3)2·6H2O溶液）中放置36h后取出，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。
对酪素角蛋白酶交联杂聚物膜进行断裂伸长率及透水汽系数实验测定，结果见图1，图2，酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的总溶解物，透光率及水接触角测定结果见表1。
表1酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的总溶解物、透光率及水接触角测定结果
表1反映了当酪素与角蛋白质量比为4:1,2:1,1:1,1:2时，酶交联所形成的杂聚物的总溶解物含量、透光率及表面疏水性的数值（水接触角）。杂聚物膜总溶解物含量降低，透光率增加，表面疏水性增加。以上特性有利于将其制备成一种具有较高机械强度，抗水性强，又可自然降解的生物涂膜及膜材料。
图1为酪素与角蛋白质量比为1:0，4:1，3:1，2:1，1:1，1:2，1:3，1:4，时，谷氨酰胺转移酶交联后，所形成的杂聚物膜的伸长率都明显增加。在酪素与角蛋白质量比为4:1时，交联后的杂聚物膜的伸长率比相应共混膜的伸长率提高了38%，同比单独酪素酶交联后所成膜增加了3倍多。另外，从图中还可以看出，两种蛋白混合后，无论是酶处理后所成膜还是共混膜，其伸长率都要大于单独酪素所成膜。因此，将角蛋白分子引入酪素后，膜的伸长率得到了提高。其原因可能是角蛋白分子中仍然含有没有被破坏的半光氨酸，它含有二硫键，其在蛋白质肽链间起到一定的交联作用。因此造成了混合蛋白膜的伸长率的增加。
图2所示，在酪素中加入角蛋白后，膜的透水汽性系数降低，原因是角蛋白分子疏水性较强的缘故，因此膜的透水性整体降低。另外，各种质量比的酪蛋白与角蛋白共混物经酶处理后，膜的透水汽性都下降。原因是酶的交联作用增加了膜表面及膜内部的疏水氨基酸残基及疏水核心的数量而导致膜的疏水性增加，从而导致膜的水蒸汽透过系数降低。
因此，当将质量分数为7%的酪素溶液与质量分数为7%的角蛋白溶液按照质量比为4:1的比例，在谷氨酰胺转移酶的催化作用下，酶用量为10U/g，交联反应时间为1小时，甘油用量为30%的条件下制备的交联杂聚物具有很高的伸长率，且抗水性及透明度较高，具有一定的应用前景。
实施例5
一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，包括以下步骤：
1）酪素与角蛋白溶液的制备
酪素溶液的制备：取5g酪素，93g水和2g5mol/L的NaOH溶液，将酪素用部分去离子水中浸没，加入NaOH溶液，混匀后，连续浸泡36h以上（此过程中不断补入部分去离子水，直至酪素完全被泡透，且体系的pH值一直保持在7.0以下）；将此时的酪素搅拌均匀，加入剩余的去离子水。将溶液的pH值调节到7.2，持续磁力搅拌直至完全溶解，得到质量分数为5%的酪素溶液；
角蛋白溶液的制备：将5g角蛋白粉末加入94g去离子水中，混匀后，用1g固体NaOH调节体系的pH值至8.0，在50℃下，磁力搅拌1.5h至角蛋白完全溶解，得到质量分数为5%的角蛋白溶液；
2）酪素/角蛋白酶交联杂聚物的制备
取6g质量分数为5%的酪素溶液，24g质量分数为5%的角蛋白溶液，将两种溶液混匀后，调节pH值至7.5，然后在50℃的水浴中保持30min，得到分散较好的蛋白混合液；
3）按每克干物质蛋白加入20U转移酶的添加量（所述的干物质蛋白为酪素和角蛋白的质量总和），向蛋白混合液中加入0.42g谷氨酰胺转移酶，搅拌均匀后，在50℃下，交联反应1h后，然后在90℃的水浴中保持5min以灭活酶，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；
4）酪素/角蛋白酶交联杂聚物膜的制备
在步骤3）制得的酪素和角蛋白混合杂聚物中加入0.75g乙二醇，搅拌均匀后，将溶液倒入带有内凹槽尺寸为12cm×12cm的聚四氟乙烯板中，室温下放置36h后将膜小心取出，将所成膜放入干燥器（饱和的Mg(NO3)2·6H2O溶液）中放置36h后取出，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。
实施例6
一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，包括以下步骤：
1）酪素与角蛋白溶液的制备
酪素溶液的制备：取9g酪素，88g水和3g4mol/L的NaOH溶液，将酪素用部分去离子水中浸没，加入NaOH溶液，混匀后，连续浸泡36h以上（此过程中不断补入部分去离子水，直至酪素完全被泡透，且体系的pH值一直保持在7.0以下）；将此时的酪素搅拌均匀，加入剩余的去离子水。将溶液的pH值调节到7.2，持续磁力搅拌直至完全溶解，得到质量分数为9%的酪素溶液；
角蛋白溶液的制备：将9g角蛋白粉末加入90.5g去离子水中，混匀后，用0.5g固体NaOH调节体系的pH值至8.0，在50℃下，磁力搅拌1.5h至角蛋白完全溶解，得到质量分数为9%的角蛋白溶液；
2）酪素/角蛋白酶交联杂聚物的制备
取10g质量分数为9%的酪素溶液，20g质量分数为9%的角蛋白溶液，将两种溶液混匀后，调节pH值至7.5，然后在50℃的水浴中保持30min，得到分散较好的蛋白混合液；
3）按每克干物质蛋白加入30U转移酶的添加量（所述的干物质蛋白为酪素和角蛋白的质量总和），向蛋白混合液中加入0.63g谷氨酰胺转移酶，搅拌均匀后，在50℃下，交联反应1h后，然后在90℃的水浴中保持5min以灭活酶，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；
4）酪素/角蛋白酶交联杂聚物膜的制备
在步骤3）制得的酪素和角蛋白混合杂聚物中加入1.08g山梨糖醇，搅拌均匀后，将溶液倒入带有内凹槽尺寸为12cm×12cm的聚四氟乙烯板中，室温下放置36h后将膜小心取出，将所成膜放入干燥器（饱和的Mg(NO3)2·6H2O溶液）中放置36h后取出，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。
综上所述，为了使酪素在保持原有优良涂饰性能的同时克服其不耐湿擦、成膜脆硬、易弯折断裂等缺点，使酪素的成膜性能得到实质性改善，同时使毛角蛋白得到高附加值利用。本发明将酪素与角蛋白这两种异源蛋白在一定的条件下使其在溶液中在谷氨酰胺转移酶的催化作用下发生交联，形成共价交联的高分子杂聚物，这种交联高分子聚合物与单纯酪素相比，机械性能提高，抗水性较强，而且具有良好的生物相容性，可完全生物降解，在生态涂料和生物膜领域具有十分广阔的应用前景。
Claims (9)
1.一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将质量分数为5%～9%的酪素溶液和质量分数为5%～9%的角蛋白溶液按（1～4）:1或1：（1～4）的质量比混合后，调节混合溶液的pH值至6.5～7.5，在40～50℃下，静置30～60min，得蛋白混合液；
2）按每克干物质蛋白加入10～30U转移酶的添加量，向蛋白混合液中加入谷氨酰胺转氨酶转移酶，充分混匀后，在40～55℃下，交联反应0.5～2h后，灭活，得到酪素和角蛋白混合杂聚物；
3）向酪素和角蛋白混合杂聚物中加入成膜剂后造模，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜；成膜剂的用量为每100克干物质蛋白加入30～50g成膜剂；其中，所述的干物质蛋白为酪素和角蛋白的质量总和。
2.根据权利要求1所述的一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，步骤1）所述质量分数为5%～9%的酪素溶液具体制备方法为：取5～9g酪素，88～94g水和1～3g的浓度为3～5mol/L的碱性溶液，先取部分水将酪素浸没，然后加入碱性溶液，混匀后，浸泡12～36h，再加入剩余的水，调节pH值至6.5～7.5后，持续搅拌直至酪素完全溶解，得到质量分数为5%～9%的酪素溶液。
3.根据权利要求2所述的一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，所述的碱性溶液为NaOH溶液或KOH溶液。
4.根据权利要求1所述的一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，步骤1）所述质量分数为5%～9%的角蛋白溶液是将5～9g角蛋白加入90.5～94g水中，混匀后，用0.5～1.0g的固体NaOH调节pH值至8.0～9.0，在45～55℃下，持续搅拌直至角蛋白完全溶解，得到质量分数为5%～9%的角蛋白溶液。
5.根据权利要求4所述的一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，所述的持续搅拌时间为0.5～4h。
6.根据权利要求1所述的一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的灭活是在80～90℃下，灭活5～15min。
7.根据权利要求1所述的一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的成膜剂为乙二醇、丙三醇或山梨糖醇。
8.根据权利要求1所述的一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的造模具体为：将加入了成膜剂的酪素和角蛋白混合杂聚物倒入聚四氟乙烯板中，静置后将膜取出，然后干燥，得到酪素角蛋白酶交联杂聚物膜。
9.根据权利要求8所述的一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法，其特征在于，所述的静置时间为36～48h；所述的干燥是在干燥器中放置36～48h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410016008.7A CN103755986B (zh) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | 一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410016008.7A CN103755986B (zh) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | 一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103755986A true CN103755986A (zh) | 2014-04-30 |
| CN103755986B CN103755986B (zh) | 2016-05-18 |
Family
ID=50523326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410016008.7A Expired - Fee Related CN103755986B (zh) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | 一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103755986B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105296594A (zh) * | 2015-09-14 | 2016-02-03 | 南京艾迪康医学检验所有限公司 | 显微镜下进行细胞微切割和回收的方法 |
| CN107652141A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-02-02 | 安徽康坶国际化肥股份有限公司 | 一种补充稻田土壤硅含量的肥料 |
| CN107652078A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-02-02 | 安徽康坶国际化肥股份有限公司 | 一种高利用率水稻专用肥 |
| CN109504082A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-03-22 | 中原工学院 | 一种蛋白自组装纳米孔径膜的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1285379A (zh) * | 1999-08-20 | 2001-02-28 | 中国科学院成都有机化学研究所 | 皮革封底涂饰剂的制备方法 |
-
2014
- 2014-01-14 CN CN201410016008.7A patent/CN103755986B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1285379A (zh) * | 1999-08-20 | 2001-02-28 | 中国科学院成都有机化学研究所 | 皮革封底涂饰剂的制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105296594A (zh) * | 2015-09-14 | 2016-02-03 | 南京艾迪康医学检验所有限公司 | 显微镜下进行细胞微切割和回收的方法 |
| CN107652141A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-02-02 | 安徽康坶国际化肥股份有限公司 | 一种补充稻田土壤硅含量的肥料 |
| CN107652078A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-02-02 | 安徽康坶国际化肥股份有限公司 | 一种高利用率水稻专用肥 |
| CN109504082A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-03-22 | 中原工学院 | 一种蛋白自组装纳米孔径膜的制备方法 |
| CN109504082B (zh) * | 2018-10-08 | 2021-03-16 | 中原工学院 | 一种蛋白自组装纳米孔径膜的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103755986B (zh) | 2016-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103755986A (zh) | 一种酪素角蛋白酶交联杂聚物膜的制备方法 | |
| CN107043441B (zh) | 海鞘纤维素纳米晶体/聚合物水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN103342823B (zh) | 一种酶促自由基聚合制备水凝胶的方法 | |
| CN103539976B (zh) | 一种利用甲基丙烯酸羟乙酯橡胶接枝改性纳米碳酸钙增强天然橡胶复合材料的制备方法 | |
| CN102604139A (zh) | 一种纳米纤维素复合膜的制备方法 | |
| CN113337247B (zh) | 一种人造板用兼具耐水性和抗菌性的无醛明胶基胶黏剂及其制备方法 | |
| CN108998594B (zh) | 一种基于p（poss-maa）复合材料与铝盐的无铬鞣制工艺 | |
| CN101565482B (zh) | 聚乙烯醇基涂膜保鲜包装新材料及制备工艺 | |
| CN101747443B (zh) | 用于细菌纤维素表面改性的大分子偶联剂及其制备方法和用途 | |
| CN109593898B (zh) | 一种基于生物质基的具有反应活性的两性复鞣剂及其制备方法 | |
| CN106589264A (zh) | 一种丙烯酸基复合水凝胶的制备方法 | |
| CN106282437B (zh) | 一种基于纤维素与纳米SiO2杂化的皮革鞣剂及制备方法 | |
| CN116144254B (zh) | 一种用于增强低表面能树脂附着力的仿生梯度材料 | |
| CN105088800A (zh) | 一种低温水性防水剂及其生产工艺 | |
| CN105504633A (zh) | 一种木塑复合材料及其制备方法 | |
| CN110527306A (zh) | 利用含铬革屑制作颗粒板的方法 | |
| CN107244667B (zh) | 一种两亲性气凝胶及制备方法 | |
| CN114672044A (zh) | 一种纤维素导电水凝胶及其制备方法 | |
| EP1616841A3 (en) | Functionalized sol-gel material, sol-gel film derived therefrom, and method for preparing the same | |
| CN112126391B (zh) | 一种防水型木质素基环氧树脂胶黏剂及其制备方法 | |
| CN110734556B (zh) | 一种金属离子强化γ-聚谷氨酸水凝胶的制备方法 | |
| CN104194015A (zh) | 一种食品包装用大豆蛋白与海藻酸钠交联膜的制备方法 | |
| CN106625947A (zh) | 一种用于速生木材的添加氧化石墨烯改性乳液的复合改性剂 | |
| CN111592731B (zh) | 一种聚丙烯酸油脂桥联聚倍半硅氧烷前驱体两性离子乳液体系的制备方法和应用 | |
| CN115286844B (zh) | 一种氢氧化钙/壳聚糖复合薄膜的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160518 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |