CN103865094B - 一种辐照交联改性明胶膜的制备方法 - Google Patents
一种辐照交联改性明胶膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103865094B CN103865094B CN201410058277.XA CN201410058277A CN103865094B CN 103865094 B CN103865094 B CN 103865094B CN 201410058277 A CN201410058277 A CN 201410058277A CN 103865094 B CN103865094 B CN 103865094B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gelatin
- gelatin film
- film
- solidified
- radiation crosslinking
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本发明属于食品、医药技术领域。一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，其特征是包括如下步骤：1)按照明胶:水:甘油的质量比=1:8:0.2～1，选取原料；2)混合，得到明胶-甘油的水溶液；3)按照硬脂酸钠:水的质量比=1:9，选取原料，混合，得到透明的糊状物；4）将步骤3）得到的透明的糊状物均匀涂抹在塑料托盘内底部，晾干形成防粘层，待用；5)将步骤2）制备好的明胶-甘油的水溶液倒入涂有防粘层的托盘中；6）干燥，得到凝固好的明胶膜；7)将步骤6）中凝固好的明胶膜在常温下辐照源辐照，辐照剂量为4～8kGy；8)将步骤7）照射完的明胶膜干燥，揭膜，即得到辐照交联改性明胶膜。该方法制备的明胶膜具有良好的机械性能，可作为食品用、医药用膜材料。
Description
技术领域
本发明属于食品、医药技术领域，具体涉及一种辐照交联改性明胶膜的制备方法。
背景技术
明胶具有优良的理化性质，广泛应用于制药工业以及生物医学领域，如硬、软胶囊、微球、人造血管密封胶，创伤敷料、外科手术吸附垫、药物缓释材料等。但明胶存在干燥后质地脆、成型能力不强、遇水溶胀、抗性差等问题，不能满足医学和其他领域发展的需求。为改善明胶的应用性能，目前采用戊二醛、碳化二亚胺、环氧化合物和京尼平等与明胶胶原交联改性，可提高明胶的力学性能。但是，化学交联改性后明胶生物活性和稳定性下降，更为严重的是化学物质的残留问题[卢锡立译.戊二醛不同程度交联明胶膜力学和热学性能.西部皮革.2009，31（3）：54-57]。另外，因为明胶含有大量活性氨基酸残基，单体、高温的因素影响，在化学交联过程中极易发生氧化、分解反应[刘建平，马旭，朱家壁.评价软胶囊中明胶交联反应的相关指标间的相关性及影响因素.药学学报.2005，40（3）：279-284]。因此，本发明辐照交联改性明胶具有产品纯净、工艺简捷、交联度易控的应用优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，该方法制备的明胶膜具有良好的机械性能，可作为食品用、医药用膜材料。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，其特征是包括如下步骤：
1)按照明胶:水:甘油的质量比=1:8:0.2～1，选取原料；
2)将步骤1）选取的明胶和水混合，室温溶胀30-60min后，然后在50-60℃水浴中溶解，再加入步骤1）选取的甘油，混合，得到明胶-甘油的水溶液；
3)按照硬脂酸钠:水的质量比=1:9，选取原料，混合，在90℃热水中溶胀成白色的糊状物，用氢氧化钠水溶液调pH至8-10，糊状物变为均匀的透明色，得到透明的糊状物；
4）将步骤3）得到的透明的糊状物均匀涂抹在塑料托盘内底部，晾干形成防粘层（即涂有防粘层的托盘），待用；
5)将步骤2）制备好的明胶-甘油的水溶液倒入涂有防粘层的托盘中，室温冷却凝固，得到凝固好的样品；
6）将步骤5）中凝固好的样品采用50℃鼓风干燥0-2h，再室温冷却凝固，得到凝固好的明胶膜；
7)将步骤6）中凝固好的明胶膜在常温下辐照源辐照，辐照剂量为4～8kGy；
8)将步骤7）照射完的明胶膜干燥，冷却后揭膜，即得到辐照交联改性明胶膜。
步骤3）中所述氢氧化钠水溶液的浓度为10wt%～30wt%。
步骤6）中将样品照前干燥0-2h，以控制照前样品水分含量在10-87wt%，含水量根据交联度要求调整。
步骤7）中辐照源为60Co-γ射线、x射线、电子束等中的任意一种，优选的为60Co-γ射线，剂量根据交联度要求调整。
步骤8）中所述干燥为：照射完的明胶膜放置于50℃鼓风干燥箱中干燥1-3h，冷却凝固后揭膜（防止膜表面起皱纹）。
本发明以辐照能替代交联剂，引发含水状态下的明胶分子与水分子间发生交联，制备机械性能良好的交联膜。采用60Co辐射技术为引发剂，可制备机械性能良好的明胶膜，在食品用保鲜膜材料或医药材料方面有广泛的应用前景，可作为食品用、医药用膜材料。辐照交联改性明胶膜可作为水果、蔬菜、副食品的保鲜包装材料，以及软硬胶囊的囊材料、医药辅垫等。
本发明的有益效果是：本发明制备的明胶膜具有良好的机械性能。本发明制备的辐照交联改性明胶膜具有致密的网络结构，交联度达到80%，蒸馏水中溶解度低于20%，相对湿度52%环境中平衡水分48h后，辐照交联改性明胶膜的拉伸强度为10N。本发明可作为食品用、医药用膜材料。
与传统的化学交联改性明胶法相比，本发明避免交联剂的加入，产品纯净、色泽透亮、性能优异。与传统的流延法倒膜工艺相比，采用硬脂酸钠预涂膜作为防粘层，减少明胶揭膜困难，提高交联膜品质。
附图说明
图1是本发明的交联明胶表面扫描电镜图。
图2是本发明的交联明胶红外光谱图。
图3是本发明的交联明胶膜辐射过程中产生的自由基图谱。
图4是本发明的交联明胶膜拉伸图谱。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，包括如下步骤：
1)明胶-甘油的水溶液的制备：明胶称取5克，水40克，混合后室温溶胀1h，50℃水浴溶解，加甘油1克，混匀，得到明胶-甘油的水溶液，待用；
2）托盘防粘层的制备：硬脂酸钠称取10克，水90克，混合，在90℃热水中溶解，用30wt%NaOH水溶液调硬脂酸钠水混合物pH至8，得到糊状物（此时糊状物由白色变为透明色）；将糊状物均匀涂抹在托盘底部，晾干形成防粘层，待用（涂有防粘层的托盘）；
3）将明胶-甘油的水溶液倒入涂有防粘层的托盘中，室温冷却凝固；
4)将凝固好的明胶膜在常温下钴60射线辐照8kGy；
5)照射完的明胶膜放置于50℃鼓风干燥箱中干燥1-3h（注：做扫描电镜分析时，此处采用冷冻干燥），冷却凝固后揭膜（防止膜表面起皱纹），即得到辐照交联改性明胶膜。
一、辐照交联改性明胶膜的表面形貌分析，研究明胶交联程度。
上述步骤5）中照后的明胶膜冷冻干燥（不用置于50℃鼓风干燥箱中干燥），用扫描电镜做辐照交联改性明胶膜表面形貌扫描分析。扫描电镜结果：由图1可见，辐射引发明胶分子间发生了交联反应，形成致密的网络结构。
二、辐射交联明胶膜的红外光谱分析，研究交联明胶分子基团的变化。将辐照交联改性明胶膜粉碎，与KBr混合压片，用红外光谱仪做明胶膜的红外结构分析。红外光谱结果：图2中，未辐照明胶波长3417.5cm-1、1641.7cm-1、1546.4cm-1和1444.8cm-1分别对应N-H伸缩振动、酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带和-CH2-和-CH3弯曲振动，波长1336.4cm-1、1244.0cm-1、1083.0cm-1分别对应-CH2-摇摆振动、不对称C-O-C振动和C-O伸缩振动。辐照交联明胶新出现了1164.0cm-1的峰，此处可能是C-C的伸缩振动或CH3-的变形振动。说明分子发生了改变。
三、电子自旋共振分析
1）将步骤3）的明胶样品鼓风干燥至恒重，粉碎成粉末；
2)将粉末在常温下钴60射线辐照8kGy；
3）照后的粉末立即做电子自旋共振分析。
电子自旋共振（ESR）图谱：图3为辐照明胶自由基图谱，纵坐标为自由基信号强度，反应自由基含量多少。横坐标为磁场强度。左图为未辐照明胶，信号强度微弱，右图为辐照明胶，信号强度为20000，可见，辐照产生大量长寿命自由基，这些自由基间、自由基与明胶分子间发生反应，是交联的基础。
四、机械性能
1）将步骤4）辐照后的明胶膜采用鼓风干燥，冷却揭膜后，将膜放在内置Mg（NO3）2.6H2O过饱和溶液的干燥器中（相对湿度52%）平衡水分48h；
2）平衡好的膜在试验机配套的裁具上裁成条，测量厚度，上试验机。拉伸模式试验标准GB1040-92，定伸长率20%，标距25mm，试验速度100mm/min，定应力0.1mPa，试验面积1.56mm2。
测试结果：本发明辐照交联改性明胶膜（产品）的拉伸强度为10N，说明该方法制备的明胶膜具有良好的机械性能。
该交联明胶膜具有致密的网络结构，交联度达到80%，蒸馏水中溶解度低于20%，相对湿度52%环境中平衡水分48h后，交联明胶的拉伸强度为10N。
实施例2：
一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，包括如下步骤：
1)明胶-甘油的水溶液的制备：明胶称取5克，水40克，混合后室温溶胀1h，50℃水浴溶解，加甘油2克，混合，得到明胶-甘油的水溶液，待用；
2）托盘防粘层的制备：硬脂酸钠称取10克，水90克，混合，在90℃热水中溶解，用30wt%NaOH水溶液调硬脂酸钠水混合物pH至8，得到糊状物（此时糊状物由白色变为透明色）；将糊状物均匀涂抹在托盘底部，晾干形成防粘层，待用（涂有防粘层的托盘）；
3）将明胶-甘油的水溶液倒入涂有防粘层的托盘中，室温冷却凝固；
4)将凝固好的明胶膜在常温下钴60射线辐照8kGy；
5)照后的明胶膜在50℃鼓风干燥3h，冷却后揭膜，即得到辐照交联改性明胶膜（产品）。
机械性能试验：1）将辐照交联改性明胶膜（产品）放在内置Mg（NO3）2.6H2O过饱和溶液的干燥器中（相对湿度52%）平衡水分48h；2）平衡好的膜在拉力机配套的裁具上裁成条，测量厚度，上拉伸机。拉伸模式试验标准GB1040-92，定伸长率20%，标距25mm，试验速度100mm/min，定应力0.1mPa，试验面积1.56mm2。测试结果：本发明辐照交联改性明胶膜（产品）的拉伸强度为10N，说明该方法制备的明胶膜具有良好的机械性能。
拉伸试验图：
图4为辐照交联明胶膜在电子试验机上拉伸试验报告，左图为未辐照明胶膜，右图为辐照交联明胶膜。横坐标表示断裂伸长率，即断裂时膜长度与膜原长的百分比，单位为%。纵坐标表示断裂强度，即膜断裂过程中的最大拉力，单位MPa。未辐照明胶膜断裂强度低于辐照交联膜，但断裂伸长率高于交联膜。这说明，辐照交联有利于保持相对高的伸长率，增加断裂强度。辐照交联明胶膜具有较好的机械强度。
实施例3：
一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，包括如下步骤：
1)明胶-甘油的水溶液的制备：明胶称取5克，水40克，混合后室温溶胀40min，55℃水浴溶解，加甘油2.5克，混匀，得到明胶-甘油的水溶液，待用；
2）托盘防粘层的制备：硬脂酸钠称取10克，水90克，混合，在90℃热水中溶解，用20wt%NaOH水溶液调硬脂酸钠水混合物pH至9，得到糊状物（此时糊状物由白色变为透明色）；将糊状物均匀涂抹在托盘底部，晾干形成防粘层，待用（涂有防粘层的托盘）；
3）将明胶-甘油的水溶液倒入涂有防粘层的托盘中，室温冷却凝固，得到凝固好的样品；
4）将步骤3）得到凝固好的样品采用50℃鼓风干燥1h后，冷却凝固，得到凝固好的明胶膜；
5)将凝固好的明胶膜在常温下钴60射线辐照6kGy；
6)照后的明胶膜50℃鼓风干燥2h左右，冷却后揭膜，即得到辐照交联改性明胶膜。
机械性能试验：1）将辐照交联改性明胶膜（产品）放在内置Mg（NO3）2.6H2O过饱和溶液的干燥器中（相对湿度52%）平衡水分48h；2）平衡好的膜在拉力机配套的裁具上裁成条，测量厚度，上拉伸机。拉伸模式试验标准GB1040-92，定伸长率20%，标距25mm，试验速度100mm/min，定应力0.1mPa，试验面积1.56mm2。测试结果：本发明辐照交联改性明胶膜（产品）的拉伸强度为9.5N，断裂伸长率为290%，说明该方法制备的明胶膜具有良好的机械性能。
实施例4：
一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，包括如下步骤：
1)明胶-甘油的水溶液的制备：明胶称取5克，水40克，混合后室温溶胀30min，60℃水浴溶解，加甘油5克，混匀，得到明胶-甘油的水溶液，待用；
2）托盘防粘层的制备：硬脂酸钠称取10克，水90克，混合，在90℃热水中溶解，用10wt%NaOH水溶液调硬脂酸钠水混合物pH至10，得到糊状物（此时糊状物由白色变为透明色）；将糊状物均匀涂抹在托盘底部，晾干形成防粘层，待用（涂有防粘层的托盘）；
3）将明胶-甘油的水溶液倒入涂有防粘层的托盘中，室温冷却凝固，得到凝固好的样品；
4）将步骤3）凝固好的样品采用50℃鼓风干燥2h后，冷却凝固，得到凝固好的明胶膜；
5)将凝固好的明胶膜在常温下钴60射线辐照4kGy；
6)照后的明胶膜50℃鼓风干燥1h，冷却后揭膜，即得到辐照交联改性明胶膜，
机械性能试验：1）将辐照交联改性明胶膜（产品）放在内置Mg（NO3）2.6H2O过饱和溶液的干燥器中（相对湿度52%）平衡水分48h；2）平衡好的膜在拉力机配套的裁具上裁成条，测量厚度，上拉伸机。拉伸模式试验标准GB1040-92，定伸长率20%，标距25mm，试验速度100mm/min，定应力0.1mPa，试验面积1.56mm2。测试结果：本发明辐照交联改性明胶膜（产品）的拉伸强度为8.7N，断裂伸长率为349%，说明该方法制备的明胶膜具有良好的机械性能。
Claims (5)
1.一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，其特征是包括如下步骤：
1)按照明胶:水:甘油的质量比＝1:8:0.2～1，选取原料；
2)将步骤1)选取的明胶和水混合，室温溶胀30-60min后，然后在50-60℃水浴中溶解，再加入步骤1)选取的甘油，混合，得到明胶-甘油的水溶液；
3)按照硬脂酸钠:水的质量比＝1:9，选取原料，混合，在90℃热水中溶胀成白色的糊状物，用氢氧化钠水溶液调pH至8-10，糊状物变为均匀的透明色，得到透明的糊状物；
4)将步骤3)得到的透明的糊状物均匀涂抹在塑料托盘内底部，晾干形成防粘层，待用；
5)将步骤2)制备好的明胶-甘油的水溶液倒入涂有防粘层的托盘中，室温冷却凝固，得到凝固好的样品；
6)将步骤5)中凝固好的样品采用鼓风干燥0-2h，再室温冷却凝固，得到凝固好的明胶膜；
7)将步骤6)中凝固好的明胶膜在常温下辐照源辐照，辐照剂量为4～8kGy；
8)将步骤7)照射完的明胶膜干燥，冷却后揭膜，即得到辐照交联改性明胶膜。
2.根据权利要求1所述的一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，其特征是：步骤3)中所述氢氧化钠水溶液的浓度为10wt％～30wt％。
3.根据权利要求1所述的一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，其特征是：步骤6)中干燥是以控制样品水分含量在10-87wt％。
4.根据权利要求1所述的一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，其特征是：步骤7)中辐照源为60Co-γ射线、x射线、电子束中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种辐照交联改性明胶膜的制备方法，其特征是：步骤8)中所述干燥为：照射完的明胶膜放置于50℃鼓风干燥箱中干燥1-3h，冷却凝固后揭膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410058277.XA CN103865094B (zh) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | 一种辐照交联改性明胶膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410058277.XA CN103865094B (zh) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | 一种辐照交联改性明胶膜的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103865094A CN103865094A (zh) | 2014-06-18 |
| CN103865094B true CN103865094B (zh) | 2016-03-02 |
Family
ID=50904140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410058277.XA Expired - Fee Related CN103865094B (zh) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | 一种辐照交联改性明胶膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103865094B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116762803B (zh) * | 2023-08-24 | 2023-11-03 | 广州巴宝莉化妆品有限公司 | 一种鲜花冷冻保鲜方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1149498A (zh) * | 1995-10-31 | 1997-05-14 | 株式会社生物工程技术研究所 | 医用材料及其制造方法 |
| CN1579559A (zh) * | 2004-05-14 | 2005-02-16 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 含药物、壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶敷料及其制备方法 |
-
2014
- 2014-02-20 CN CN201410058277.XA patent/CN103865094B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1149498A (zh) * | 1995-10-31 | 1997-05-14 | 株式会社生物工程技术研究所 | 医用材料及其制造方法 |
| CN1579559A (zh) * | 2004-05-14 | 2005-02-16 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 含药物、壳聚糖的聚乙烯醇水凝胶敷料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103865094A (zh) | 2014-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Petta et al. | 3D bioprinting of a hyaluronan bioink through enzymatic-and visible light-crosslinking | |
| Zheng et al. | High-strength and high-toughness sodium alginate/polyacrylamide double physically crosslinked network hydrogel with superior self-healing and self-recovery properties prepared by a one-pot method | |
| Liu et al. | Hydrogen bonds autonomously powered gelatin methacrylate hydrogels with super-elasticity, self-heal and underwater self-adhesion for sutureless skin and stomach surgery and E-skin | |
| Amini et al. | Morphological, physicochemical, and viscoelastic properties of sonicated corn starch | |
| Chang et al. | Nano-biomaterials application: Morphology and physical properties of bacterial cellulose/gelatin composites via crosslinking | |
| Ibrahim et al. | Evaluation of cellulose and carboxymethyl cellulose/poly (vinyl alcohol) membranes | |
| Martínez-Mejía et al. | Synthesis of new chitosan-glutaraldehyde scaffolds for tissue engineering using Schiff reactions | |
| Yan et al. | A multi-functional reversible hydrogel adhesive | |
| Kang et al. | Photocrosslinked methacrylated carboxymethyl chitin hydrogels with tunable degradation and mechanical behavior | |
| Li et al. | Development and characterization of irradiated-corn-starch films | |
| KR101868183B1 (ko) | 가교된 겔의 제조 공정 | |
| DE112009000374B4 (de) | Intelligentes Gewebe-imitierendes Ultraschall-Phantom und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| Wang et al. | Ultrasonic assisted microwave synthesis of poly (Chitosan-co-gelatin)/polyvinyl pyrrolidone IPN hydrogel | |
| Nkhwa et al. | Poly (vinyl alcohol): physical approaches to designing biomaterials for biomedical applications | |
| Tsai et al. | A 3D-printable, glucose-sensitive and thermoresponsive hydrogel as sacrificial materials for constructs with vascular-like channels | |
| Singh et al. | Carbamoylethyl locust bean gum: Synthesis, characterization and evaluation of its film forming potential | |
| Sun et al. | Preparation and property of xylan/poly (methacrylic acid) semi-interpenetrating network hydrogel | |
| Tenório-Neto et al. | Synthesis and characterization of a pH-responsive poly (ethylene glycol)-based hydrogel: acid degradation, equilibrium swelling, and absorption kinetic characteristics | |
| Xu et al. | Characterization and controlled release aloe extract of collagen protein modified cotton fiber | |
| Buyanov et al. | High-strength cellulose–polyacrylamide hydrogels: Mechanical behavior and structure depending on the type of cellulose | |
| CN103865094B (zh) | 一种辐照交联改性明胶膜的制备方法 | |
| Kim et al. | Photocrosslinked poly (γ-glutamic acid) hydrogel for 3D bioprinting | |
| JP5356712B2 (ja) | 吸収性樹脂粒子の製造方法 | |
| CN105131308B (zh) | 一种漆酶/叔丁基过氧化氢催化制备木质素水凝胶的方法 | |
| Cui et al. | Natural polymer derived hydrogel bioink with enhanced thixotropy improves printability and cellular preservation in 3D bioprinting |
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 | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160302 Termination date: 20200220 |