CN109499472A - 一种表面活性生物材料及其制备方法 - Google Patents

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贠军贤
吴佳伟
戴晨
许娜
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Abstract

本发明公开了一种表面活性生物材料及其制备方法。所述生物材料是膏状材料，易溶于水，室温下密度960~980 kg/m3，热稳定性好。将所述生物材料配制质量浓度为1%的水溶液时，其室温下粘度为1.0~1.1 mPa·s、表面张力为29~40 mN/m。所述的生物材料是以食用植物油的微生物转化液为原料，经水解制备而成。本发明提供的生物材料具有优良的增溶、乳化、分散等表面活性，其制备方法简单，工业放大容易，原料来源于天然产物的微生物转化衍生物，其生物相容性好，生物安全性优良，在生物医学、制药、日用化学品、化妆品、食品工业、化工和材料等许多工业领域，具有广泛的应用前景。

Description

一种表面活性生物材料及其制备方法
技术领域
本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种表面活性生物材料及其制备方法。
背景技术
以天然产物及其衍生物为原料，经生物转化或绿色化学合成，制备成为具有特定结构和功能的生物材料，在生物医药、新材料、化工、能源、日化、食品工业和环境工程等许多领域，具有广泛的应用前景，近几年引起了国内外的普遍重视。
食用植物油是一类重要的天然资源，其来源广泛，产量大，可再生，应用范围广阔。以食品级植物油为原料，经微生物转化和合成，可以获得高附加值的系列功能产品，已经形成了系统的产品链。
然而，在食用植物油资源化和高值化加工和工业利用过程中，产生了大量植物油微生物转化液等副产物，需要进一步资源化利用。但是，目前对转化液的利用尚缺乏高效和易于工业化应用的方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的是提供一种表面活性生物材料，并提供一种以植物油微生物转化液为原料制备所述生物材料的方法。
本发明提供的技术方案是：
一种表面活性生物材料，其特征在于所述的生物材料是以含有植物油的微生物转化液为原料，经水解制备而成的膏状材料。
进一步，所述的一种表面活性生物材料，其特征在于所述的生物材料易溶于水，室温下密度960~980 kg/m3；将所述生物材料配制质量浓度为1%的水溶液时，其室温下粘度为1.0~1.1 mPa·s、表面张力为29~40 mN/m。
更进一步，所述的一种表面活性生物材料，其特征在于所述的植物油的微生物转化液是以脂肪酸为主要成分的食用植物油的微生物转化乳状液，其脂肪酸衍生物有效成分的质量百分比浓度为40%~60%。
本发明还提供所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：取植物油的微生物转化液，加热搅拌均匀，加入水解剂的水溶液，不断搅拌下保温进行水解反应，水解反应结束后，静置除去未反应的植物油的微生物转化液，得到所述的生物材料。
所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于进行水解反应的温度为25~90℃，压力为常压，反应时间为15 min~9 h。
所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于所述水解剂为NaOH、KOH、K2HPO4中的一种或两种以上混合物。
所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于所述水解剂水溶液的质量为植物油的微生物转化液质量的0.14~1倍。
所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于所述水解剂水溶液的质量浓度为10~50%。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明提供的生物材料，具有优良的增溶、乳化、分散等表面活性，原料来源于食用植物油的微生物转化衍生物，其生物相容性好，生物安全性优良，可再生。
（2）本发明提供的生物材料是一种新型生物材料，其水溶性好，热稳定性优良，在生物医学、制药、日用化学品、化妆品、食品工业、化工和材料等许多工业领域，具有广阔的应用前景。
（3）本发明提供的制备方法，其反应条件温和，反应过程绿色无污染，反应时间短，工业放大容易，可以实现大规模生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
将4.8 g NaOH、0.01 g KOH、0.01 g K2HPO4溶于45 g水中，配制得到水解剂溶液；取50g植物油微生物转化液（脂肪酸衍生物有效组分含量约40wt%），在温度89℃条件下搅拌均匀，然后加入上述配制的水解剂溶液，搅拌，常压保温反应30min后，静置除去未反应的植物油微生物转化液，得到约98g膏状的表面活性生物材料，室温下检测其密度为980 kg/m3。将所得表面活性生物材料分散于水中，配制质量浓度为1%的生物材料水溶液，室温下检测其粘度为1.1 mPa·s、表面张力为31 mN/m；将所得表面活性生物材料在120℃下静置1h，其性能不变；以液体石蜡为对象，所得表面活性材料使其在水溶液中增溶、乳化和分散。
实施例2
将0.01 g NaOH、4.8 g KOH、0.01 g K2HPO4溶于45 g水中，配制得到水解剂溶液；取150 g植物油微生物转化液（脂肪酸衍生物有效组分含量约55wt%），在温度90℃条件下搅拌均匀，然后加入上述配制的水解剂溶液，搅拌，常压保温反应9h后，静置除去未反应的植物油微生物转化液，得到约180g膏状的表面活性生物材料，室温下检测其密度为970 kg/m3。将所得表面活性生物材料分散于水中，配制质量浓度为1%的生物材料水溶液，室温下检测其粘度1.1 mPa·s、表面张力33 mN/m；将所得表面活性生物材料在120℃下静置1h，其性能不变；以液体石蜡为对象，所得表面活性材料使其在水溶液中增溶、乳化和分散。
实施例3
将0.01 g 0.01 g NaOH、4.8 g KOH、0.01 g K2HPO4溶于45 g水中，配制得到水解剂溶液；取150 g植物油微生物转化液（脂肪酸衍生物有效组分含量约46wt%），在温度25℃搅拌均匀，然后加入上述配制的水解剂溶液，搅拌，常压保温反应15min后，静置除去未反应的植物油微生物转化液，得到约185g膏状的表面活性生物材料，室温下检测其密度为960 kg/m3。将所得表面活性生物材料分散于水中，配制质量浓度为1%的生物材料水溶液，室温下检测其粘度1.0 mPa·s、表面张力35 mN/m；将所得表面活性生物材料在120℃下静置1h，其性能不变；以液体石蜡为对象，所得表面活性材料使其在水溶液中增溶、乳化和分散。
实施例4
将0.5 g NaOH、4.49 g KOH、0.01 g K2HPO4溶于45 g水中，配制得到水解剂溶液；取150 g植物油微生物转化液（脂肪酸衍生物有效组分含量约52wt%），在温度89℃条件下搅拌均匀，然后加入上述配制的水解剂溶液，搅拌，常压保温反应25min后，静置除去未反应的植物油微生物转化液，得到约178g膏状的表面活性生物材料，室温下检测其密度为970 kg/m3。将所得表面活性生物材料分散于水中，配制质量浓度为1%的生物材料水溶液，室温下检测其粘度1.1 mPa·s、表面张力29 mN/m；将所得表面活性生物材料在120℃下静置1h，其性能不变；以液体石蜡为对象，所得表面活性材料使其在水溶液中增溶、乳化和分散。
实施例5
将0.5 g NaOH、0.5 g KOH、24 g K2HPO4溶于25 g水中，配制得到水解剂溶液；取100 g植物油微生物转化液（脂肪酸衍生物有效组分含量约60wt%），在温度70℃条件下搅拌均匀，然后加入上述配制的水解剂溶液，搅拌，常压保温反应30min后，静置除去未反应的植物油微生物转化液，得到约130g膏状的表面活性生物材料，室温下检测其密度为965 kg/m3。将所得表面活性生物材料分散于水中，配制质量浓度为1%的生物材料水溶液，室温下检测其粘度1.0 mPa·s、表面张力40 mN/m；将所得表面活性生物材料在120℃下静置1h，其性能不变；以液体石蜡为对象，所得表面活性材料使其在水溶液中增溶、乳化和分散。
实施例6
将24 g NaOH、0.5 g KOH、0.5 g K2HPO4溶于25 g水中，配制得到水解剂溶液；取100 g植物油微生物转化液（脂肪酸衍生物有效组分含量约56wt%），在温度60℃条件下搅拌均匀，然后加入上述配制的水解剂溶液，搅拌，常压保温反应35min后，静置除去未反应的植物油微生物转化液，得到约136g膏状的表面活性生物材料，室温下检测其密度为963 kg/m3。将所得表面活性生物材料分散于水中，配制质量浓度为1%的生物材料水溶液，室温下检测其粘度1.0 mPa·s、表面张力30 mN/m；将所得表面活性生物材料在120℃下静置1h，其性能不变；以液体石蜡为对象，所得表面活性材料使其在水溶液中增溶、乳化和分散。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (8)

1.一种表面活性生物材料，其特征在于所述的生物材料是以含有植物油的微生物转化液为原料，经水解制备而成的膏状材料。
2.根据权利要求1所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：取植物油的微生物转化液，加热搅拌均匀，加入水解剂的水溶液，不断搅拌下保温进行水解反应，水解反应结束后，静置除去未反应的植物油的微生物转化液，得到所述的生物材料。
3. 根据权利要求2所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于进行水解反应的温度为25~90℃，压力为常压，反应时间为15 min~9 h。
4.根据权利要求2所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于所述水解剂为NaOH、KOH、K2HPO4中的一种或两种以上混合物。
5.根据权利要求2所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于所述水解剂水溶液的质量为植物油的微生物转化液质量的0.14~1倍。
6.根据权利要求2所述的一种表面活性生物材料的制备方法，其特征在于所述水解剂水溶液的质量浓度为10~50%。
7. 根据权利要求1所述的一种表面活性生物材料，其特征在于所述的生物材料易溶于水，室温下密度960~980 kg/m3；将所述生物材料配制质量浓度为1%的水溶液时，其室温下粘度为1.0~1.1 mPa·s、表面张力为29~40 mN/m。
8.根据权利要求1所述的一种表面活性生物材料，其特征在于所述的植物油的微生物转化液是以脂肪酸为主要成分的食用植物油的微生物转化乳状液，其脂肪酸衍生物有效成分的质量百分比浓度为40%~60%。
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