CN104045841A - 丝素蛋白水凝胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丝素蛋白水凝胶的制备方法。将废蚕丝经脱胶、溶解、透析处理后得到低浓度的丝素蛋白溶液，然后在常温下以一定的速率进行高速搅打匀质处理，静置，即得到丝素蛋白水凝胶。本发明采用高速搅打匀质处理的方法大大缩短了丝素蛋白溶液凝胶化的时间，所得产品绿色、安全、生物相容性好，可应用于食品、医药材料等行业。

Description

丝素蛋白水凝胶的制备方法
技术领域
本发明属于水凝胶材料领域，具体是一种丝素蛋白水凝胶的制备方法。
背景技术
丝素蛋白水凝胶是介于固体与液体之间的一种材料，具有无毒、无刺激，生物相容性良好，持水性良好等优点，可广泛应用于食品、护肤品、仿生材料、分离装置、药物释放材料等领域。
丝素蛋白水凝胶可由丝素蛋白溶液通过自然凝胶化的方法制备，但是自然凝胶化需要大约一个月的时间，大大降低了工作效率，因此，能否缩短丝素蛋白水凝胶时间是丝素蛋白水凝胶质量的关键因素之一。目前，缩短丝素蛋白水凝胶时间的主要方法是：向丝素蛋白水溶液中加入化学交联剂，此方法能够大大的缩短丝素蛋白水溶液凝胶化的时间，但是所得凝胶中会残留一定量的化学交联剂，从而带来一定的毒性，并且该方法降低了丝素蛋白水凝胶的生物相容性。 
发明内容
本发明提供了一种丝素蛋白水凝胶的制备方法，与现有技术相比较，本发明可以解决丝素蛋白水溶液凝胶化所需时间较长以及所制备的丝素蛋白水凝胶有毒性、生物相容性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种丝素蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
A、脱胶：将废蚕丝加入质量分数为0.05%～1%的碳酸钠水溶液中，搅拌均匀，调节溶液温度至95℃～100℃，静置0.5小时～2小时，过滤，收集所得滤渣，用水充分洗涤所述滤渣，并在70℃～85℃下干燥3小时～5小时，即得到丝素纤维；其中，每1升所述的碳酸钠水溶液中加入所述废蚕丝的量为20g～40g；
B、溶解：将步骤A所得丝素纤维加入质量分数为40%的氯化钙水溶液中，搅拌均匀，调节溶液温度至98℃～100℃，静置6分钟～8分钟；其中，每1升所述的氯化钙水溶液中加入所述丝素纤维的量为50g～250g；
C、过滤：待步骤B所得溶液冷却至室温，用纱布过滤，收集滤液；
D、透析：将步骤C所得滤液装入透析袋中，先用自来水透析8小时～10小时，再用蒸馏水透析8小时～10小时；
E、搅打、静置：收集步骤D所得溶液，搅打，静置，得到丝素蛋白水凝胶。
上述技术方案中，更具体的技术方案是步骤E所述搅打速率为3000r/min～10000r/min，搅打时间为150s～300s，静置时间≤5小时。
由于采用上述技术方案，本发明得到的有益效果是：
（1）丝素蛋白溶液凝胶时间≤5小时，大大提高了工作效率，节约了生产成本， 
（2）采用高速搅打匀质的方式，装置简单，操作方便，能持续大规模的使用。
（3）采用了物理凝胶方式，不需要添加任何化学交联剂，绿色安全，所得凝胶生物相容性良好，可广泛应用于食品、护肤品、医药材料等领域。
具体实施方式
以下结合具体实例，对本发明作进一步详述：
实施例1 
将20g废蚕丝加入1L质量分数为0.05%的碳酸钠水溶液中，调节温度至95℃，静置0.5小时，过滤，收集所得滤渣，用水充分洗涤所述滤渣，在70℃下干燥5小时，得到丝素纤维；将5g所得丝素纤维加入100mL质量分数为40%的氯化钙水溶液中，调节温度至98℃，静置8分钟；待反应后的溶液冷却至室温，用纱布过滤，收集滤液；将所述的滤液装入透析袋中，先用自来水透析8小时，再用蒸馏水透析10小时；收集透析袋中透析后的溶液，以3000r/min的速率进行搅打匀质处理300s，静置4小时，得到丝素蛋白水凝胶。
实施例2 
将30g废蚕丝加入1L质量分数为0.05%的碳酸钠水溶液中，调节温度至98℃，静置1小时，过滤，收集所得滤渣，用水充分洗涤所述滤渣，在80℃下干燥4小时，得到丝素纤维；将10g所得丝素纤维加入100mL质量分数为40%的氯化钙水溶液中，调节温度至99℃，静置7分钟；待反应后的溶液冷却至室温，用纱布过滤，收集滤液；将所述的滤液装入透析袋中，先用自来水透析9小时，再用蒸馏水透析9小时；收集透析袋中透析后的溶液，以7000r/min的速率进行搅打匀质处理200s，静置2小时，得到丝素蛋白水凝胶。
实施例3
将40g废蚕丝加入1L质量分数为0.05%的碳酸钠水溶液中，调节温度至100℃，静置2小时，过滤，收集所得滤渣，用水充分洗涤所述滤渣，在85℃下干燥3小时，得到丝素纤维；将25g所得丝素纤维加入100mL质量分数为40%的氯化钙水溶液中，调节温度至100℃，静置6分钟；待反应后的溶液冷却至室温，用纱布过滤，收集滤液；将所述的滤液装入透析袋中，先用自来水透析10小时，再用蒸馏水透析8小时；收集透析袋中透析后的溶液，以10000r/min的速率进行搅打匀质处理150s，静置2.5小时，得到丝素蛋白水凝胶。 

Claims (3)

1.一种丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、将废蚕丝加入质量分数为0.05%～1%的碳酸钠水溶液中，搅拌均匀，调节溶液温度至95℃～100℃，静置0.5小时～2小时，过滤，收集所得滤渣，用水充分洗涤所述滤渣，并在70℃～85℃下干燥3小时～5小时，即得到丝素纤维；其中，每升所述碳酸钠水溶液中加入所述废蚕丝的量为20g～40g；
B、将步骤A所得丝素纤维加入质量分数为40%的氯化钙水溶液中，搅拌均匀，调节溶液温度至98℃～100℃，静置6分钟～8分钟；其中，每升所述氯化钙水溶液中加入所述丝素纤维的量为50g～250g；
C、待步骤B所得溶液冷却至室温，用纱布过滤，收集滤液；
D、将步骤C所得滤液装入透析袋中，先用自来水透析8小时～10小时，再用蒸馏水透析8小时～10小时；
E、收集步骤D所得溶液，搅打后静置，得到丝素蛋白水凝胶。
2.根据权利要求1所述的丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤E中的搅打速率为3000r/min～10000r/min，处理时间为150s～300s。
3.根据权利要求1所述的丝素蛋白水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤E中的静置时间小于等于5小时。
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