CN107964108A - 一种大豆蛋白改性复合膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大豆蛋白改性复合膜的制备方法，以大豆蛋白SPI为原料，利用其结构中的胺基和SbQ中的醛基发生席夫碱反应，制得改性物SPI‑g‑SbQ，再与聚乙烯醇PVA共混成膜，复合膜能够在紫外光照下交联，形成交联的复合网络结构，为包装膜领域提供了新的材料。

Description

一种大豆蛋白改性复合膜的制备方法
技术领域
本发明属于天然高分子与感光技术领域，具体涉及一种大豆蛋白改性复合膜的制备方法。
背景技术
大豆蛋白系天然蛋白质高分子，是一种可生物降解的有机材料。大豆资源丰富且再生速度快，在石油资源日益匮乏的今日，极有希望替代以石油为原料的合成材料，成为新一代可生物降解高分子材料。大豆分离蛋白(SPI)在食品、化妆品、包装膜以及胶粘剂中有广泛应用，但是，通过物理、化学、共混等方法对其进行改性可以极大的对其功能性获得提升。目前提高SPI膜常用的方式是交联剂交联改性，存在的问题是交联剂的用量较难控制到SPI膜期待的性能。
光交联是一种新型的交联手段，通过引入光敏基元，在光刺激下，结构中的光敏感基元能够做出快速响应，并发生相应的物理、化学性质的变化。光交联作为一种新型的交联手段，其优越性主要表现在可以通过对照射频率、位置、强度及时间长短进行选择，“定时、定点、定速”地实现智能调控。SbQ(1-甲基-4-(对甲酰苯乙烯基)吡啶甲基硫酸盐)是一种结构中含醛基的苯乙烯基吡啶盐，它能够在紫外光照下发生二聚反应。设想在天然的大豆蛋白中引入SbQ基元，能够赋予大豆蛋白可光交联性。
聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子材料，其具有良好的生物相容性、成膜性等，且成本较低，在诸多领域也有着广泛应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种大豆蛋白改性复合膜的制备方法。本专利首先发明了一种大豆蛋白改性物的制备方法，利用大豆蛋白结构中胺基和SbQ结构上的醛基发生席夫碱反应，将SbQ接枝到SPI结构中。制备过程为：将大豆蛋白SPI溶解分散于水中，加热至50℃，搅拌40-50min，加入SbQ粉末避光搅拌反应1h，随后加入NaBH4还原，透析冻干得到SPI-g-SbQ。
具体为：将大豆蛋白SPI 5g溶解分散于水500ml中，加热至50℃，搅拌40min，加入SbQ 0.3-0.5g避光搅拌反应1h，随后加入NaBH4还原，透析冻干得到SPI-g-SbQ。SbQ加入量优选为0.5g。
复合膜的制备过程为：分别配置质量分数均为5％的SPI-g-SbQ水溶液和PVA，具体为：将SPI-g-SbQ溶于50℃的水中，搅拌分散；再将聚乙烯醇PVA溶于80℃左右的热水中，搅拌溶解；最后将得到的SPI-g-SbQ水溶液和PVA水溶液等体积混合，置于玻璃板上，干燥10h以上成膜。
本发明的有益效果：本发明充分利用大豆等廉价环保资源，通过SPI结构中的NH2和SbQ中的醛基发生席夫碱反应，将光敏的SbQ接枝到SPI结构上，赋予SPI光敏性，并将其与水溶性好且成膜性好的PVA共混，制备复合膜，该复合膜能够在紫外光照下发生交联反应，形成交联的网络结构，改善性能。
附图说明
图1SPI-g-SbQ的水溶液TEM图
图2SPI-g-SbQ/PVA复合膜的SEM图
具体实施方式
以下利用实施例进一步详细说明本发明，但不能认为是限定发明的范围。
实施例1
将大豆蛋白SPI 5g溶解分散于水500ml中，加热至50℃，搅拌40min，加入SbQ 0.5g避光搅拌反应1h，随后加入0.1gNaBH4还原，透析冻干得到SPI-g-SbQ。
实施例2
将SPI-g-SbQ配成0.1mg/ml的稀溶液，采用透射电镜观察它的形貌，如附图1所示。结果显示，SPI-g-SbQ呈球状形貌，SPI本身为球蛋白，接枝部分SbQ后，出现了部分颜色较深区域，这是来源于SbQ结构中苯环。
实施例3
将实施例1得到的SPI-g-SbQ溶于50℃的水中，搅拌分散，制得质量分数5％的溶液；再将聚乙烯醇PVA溶于80℃左右的热水中，搅拌溶解制得质量分数5％的溶液；最后将得到的SPI-g-SbQ水溶液和PVA水溶液体积比1:1混合，置于玻璃板上，干燥10h以上成膜。
实施例4
将实施例3得到的复合膜通过扫描电镜SEM观察表面形貌。如附图2所示，结果显示复合膜表面较为均一，因而改性的SPI与PVA相容性较好。

Claims (4)

1.一种大豆蛋白改性复合膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将大豆蛋白SPI溶解分散于水中，加热至50℃，搅拌40-50min，加入SbQ粉末避光搅拌反应1h，随后加入NaBH4还原，透析冻干得到SPI-g-SbQ；
(2)将步骤(1)得到的SPI-g-SbQ溶于50℃的水中，搅拌分散；再将聚乙烯醇PVA溶于80℃左右的热水中，搅拌溶解；最后将得到的SPI-g-SbQ水溶液和PVA水溶液混合，置于玻璃板上，干燥10h以上成膜。
2.如权利要求1所述的大豆蛋白改性复合膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)为将大豆蛋白SPI 5g溶解分散于水500ml中，加热至50℃，搅拌40min，加入SbQ 0.3-0.5g避光搅拌反应1h，随后加入NaBH4还原，透析冻干得到SPI-g-SbQ。
3.如权利要求2所述的大豆蛋白改性复合膜的制备方法，其特征在于：SbQ加入量优选为0.5g。
4.如权利要求1所述的大豆蛋白改性复合膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中SPI-g-SbQ水溶液和PVA水溶液的质量分数均为5％，且二者等体积混合。
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