CN113993492A - 具有植物蛋白基吸收性材料的吸收性物品 - Google Patents

具有植物蛋白基吸收性材料的吸收性物品 Download PDF

Info

Publication number
CN113993492A
CN113993492A CN201980097466.9A CN201980097466A CN113993492A CN 113993492 A CN113993492 A CN 113993492A CN 201980097466 A CN201980097466 A CN 201980097466A CN 113993492 A CN113993492 A CN 113993492A
Authority
CN
China
Prior art keywords
protein
absorbent
absorbent material
vegetable protein
absorbent article
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
Application number
CN201980097466.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113993492B (zh
Inventor
M·伦德曼
S·阿巴斯
A·卡佩扎
E·约翰森
W·R·纽森
M·赫登奎斯特
R·奥尔森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Essity Hygiene and Health AB
Original Assignee
Essity Hygiene and Health AB
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Essity Hygiene and Health AB filed Critical Essity Hygiene and Health AB
Publication of CN113993492A publication Critical patent/CN113993492A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113993492B publication Critical patent/CN113993492B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/40—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. plant or animal extracts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
    • A61F2013/530131—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium being made in fibre but being not pulp
    • A61F2013/530343—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium being made in fibre but being not pulp being natural fibres
    • A61F2013/53035—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium being made in fibre but being not pulp being natural fibres of cotton
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/53—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
    • A61F2013/530802—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium characterized by the foam or sponge other than superabsorbent
    • A61F2013/53081—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium characterized by the foam or sponge other than superabsorbent with special pore dimension or arrangement

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

提供了一种用于吸收体液的吸收性物品，其包括包含至少一种植物蛋白基吸收性材料的吸收性构件，所述植物蛋白基吸收性材料通过包括以下步骤的方法可获得：i.提供包括液体和植物蛋白的混合物或悬浮液，其中所述植物蛋白不溶于所述液体中，ii.通过向其中添加酰化剂来酰化所述植物蛋白，以及iii.获得所述植物蛋白基吸收性材料。

Description

具有植物蛋白基吸收性材料的吸收性物品
技术领域
本文中提出的技术涉及具有包括植物蛋白基吸收性材料的吸收性构件的吸收性物品的领域，提供对常规(石油基)吸收性材料的替代。
背景技术
吸收性材料在广泛的应用中被使用，其中材料吸收和保留大量流体(主要是水、血液或其它体液)的能力提供功能益处。应用包括诸如医用敷料的一次性吸收性产品以及卫生物品，例如尿布、失禁垫、卫生巾、棉条及类似物。
尽管许多材料，诸如棉纸、棉花和纤维素纸浆，吸收适量的水，但吸收能力有限，并且这些材料如果被压缩则趋于使被吸收的水脱离。
因此，已知各种石油基吸收性材料，其中一些是完全石油基的，诸如例如通过聚合丙烯酸的共混物获得的，而其它材料是部分石油基的，其是通过将丙烯腈聚合物接枝到例如淀粉的主链(backbone)上形成。
由于利用这些吸收性材料的产品的性质，在许多情况下，产品是在已吸收了相应液体之后要被材丢弃的一次性产品，大量的石油基原材料被需要并且必须被处置。
因此，已经寻求对于石油基原材料的替代物。一种这样的替代原材料是来自生物质的蛋白质，特别是植物蛋白或鱼蛋白。
US5847089公开了通过对衍生自生物质的蛋白质原材料中的赖氨酰残基的酰化获得的蛋白质水凝胶。除了酰化之外，还使用二醛使蛋白质原材料经受交联。在一个示例中，大豆分离蛋白的酰化在水中以1-2％的蛋白质浓度进行。
US9643157公开了一种包含交联葡聚糖和硫酸葡聚糖的水凝胶组合物。
为了用基于来自生物质的蛋白质、特别是植物基蛋白质的吸收性材料来代替常规的石油基吸收性材料，出现对于能够使用足够便宜和容易获得的原材料生产具有高效率的这种吸收剂并且得到在液体的吸收和保留方面具有竞争性的吸收性材料的方法的需求。
发明内容
根据本公开，提供了一种用于吸收体液的吸收性物品，其包括包含至少一种植物蛋白基吸收性材料的吸收性构件，该植物蛋白基吸收性材料通过包括以下步骤的方法可获得：
i.提供包括液体和植物蛋白的混合物或悬浮液，其中所述植物蛋白不溶于该液体中，
ii.通过向其中添加酰化剂来酰化所述植物蛋白，以及
iii.获得所述植物蛋白基吸收性材料。
吸收性物品可以选自一次性卫生吸收性物品，诸如尿布、失禁垫、内裤衬里、棉条和床保护片材；以及医用敷料，诸如粘性膏和敷布。
因此，本文中提出的技术基于这样认识，植物蛋白可以被酰化以产生适合用作吸收性物品中的吸收性材料的植物蛋白基吸收性材料，由此降低在吸收性物品的生产中对石油基原材料的依赖性。该技术还基于这样的认识，即使植物蛋白不溶解于溶液中，而是被提供为不溶于液体中，该植物蛋白也可以被酰化产生植物蛋白基吸收性材料。由于植物蛋白不溶于液体中，其变得更容易处理和分离。从而，在酰化后，植物蛋白基吸收性材料可以从液体或从反应混合物有效地分离或回收，例如使用离心、干燥或过滤，而不是首先需要被沉淀出来。这节省了时间并且使该方法更高效。另外，任何后续的清洗或洗涤酰化的植物蛋白的步骤也被简化，因为植物蛋白更容易处理和例如从清洗液或漂洗液分离，例如使用离心。
该结果也是令人惊讶的，因为需要能够接触植物蛋白的酰化剂显然能够够及和影响液体中的不溶性植物蛋白。
酰化的方法可与多种植物蛋白一起使用，包括从工业产品流获得的植物蛋白，其中植物蛋白典型地以聚集形式获得，即其中植物蛋白如此聚集以致于其变得不溶于液体中。这也提供了获得植物蛋白基吸收性材料，同时当制备植物蛋白基吸收性材料时和/或当使用该植物蛋白基吸收性材料时，减少或消除对植物蛋白进行化学交联的需要。这提高该方法的效率，因为交联步骤可能要求约12小时或更多时间来执行，并且交联还降低溶胀容量并且可能涉及有毒化学品。聚集的植物蛋白尤其可以从工业产品流获得，但是聚集也可以有意地进行。因此，聚集的植物蛋白已经充分聚集，使得仅酰化就产生能够吸收和保留液体的充分粘聚(cohesive)的材料。然而，该方法可以包括化学交联植物蛋白的进一步步骤，以在吸收性材料用于吸收植物蛋白可溶于其中的液体时进一步提高吸收性材料的强度和粘聚性。
因此，根据本文中提出的技术，在工业加工过程中对植物蛋白造成的损害，即聚集，以获得蛋白质为工业共产物流的主要产物，可被利用为通过消除或减少对植物蛋白进行化学交联的需要而使生产植物蛋白基吸收性材料的过程更有效。这不仅简化和降低了制备植物蛋白基吸收性材料的成本，其还为从工业过程流获得的聚集的植物蛋白提供有价值的用途，否则，由于其含有其它非蛋白化合物或较差的功能性，所述从工业过程流获得的聚集的植物蛋白在不进一步处理的情况下不可用于食品应用中。
在本文中提出的技术的上下文中，术语制备应被理解为也包括术语生产。
植物蛋白包括从植物获得的蛋白质。植物尤其包括块茎(例如马铃薯)、谷物和其它商业和非商业种植的植物。
植物蛋白可以从工业产品流获得，即作为工业过程的产物产生或获得。从工业产品流获得的植物蛋白的示例包括当加工马铃薯块茎以提取淀粉时作为产物获得的马铃薯蛋白，该淀粉是该工业过程的主要产物。
植物蛋白以包括液体和植物蛋白的混合物或悬浮液提供。液体优选为水性液体，诸如水。例如，当马铃薯蛋白作为淀粉提取的副产物获得时，马铃薯蛋白可以作为对应于马铃薯果汁的悬浮液提供，即在淀粉的提取之后得到的液体流。
液体优选地不应使酰化剂失活或使其失效。
通过提供植物蛋白不溶于其中的液体，可以使植物蛋白在该液体中是不溶的。
植物蛋白可以替代地或另外地通过充分聚集而成为不溶的，使得其不溶于液体中。
在步骤ii中，酰化剂可以被添加到混合物或悬浮液。可替代地，在将酰化剂添加到植物蛋白之前除去液体。
优选地，植物蛋白充分聚集以致不溶于液体中。
优选地，植物蛋白充分聚集使得其不溶于水性液体例如水中。水是在混合物或悬浮液中使用的合适液体。
适合在该方法中使用的植物蛋白的一个示例是作为来自市售淀粉提取的工业产品流获得的马铃薯蛋白浓缩物。另一个示例是小麦面筋。
植物蛋白不溶于液体中包括植物蛋白的溶解度小于1g/L液体，更优选地小于0.1g/L液体。
植物蛋白可以以充分聚集的形式获得和提供，以不溶于液体中。当植物蛋白从工业产品流获得时总体上是这种情况，因为工业过程总体上对植物蛋白造成损坏，使得其变得充分聚集。这种植物蛋白的示例是马铃薯蛋白浓缩物和小麦面筋蛋白。
可替代地，可有意聚集植物蛋白，例如通过热处理，包括煮沸或高压灭菌植物蛋白的悬浮液，可选地伴随添加酸或碱。然后，本文中提出的技术提供了通过将植物蛋白聚集使其变得不溶的简单步骤，也从在其它情况下不是不溶于液体中的植物蛋白制备吸收性材料。
在酰化步骤期间，酰化剂可将带电荷的羧酸基团的分子接枝到植物蛋白分子上。当与液体接触时，这些羧酸基团提供蛋白质分子的不同部分彼此的电排斥，从而导致植物蛋白基吸收性材料的溶胀。
酰化剂可以是乙二胺四乙酸二酐(ED)。优选的酰化剂是琥珀酸酐(S)，如示例中所示，其提供具有高流体溶胀容量(FSC)的吸收性材料。其它酰化剂包括乙二胺四乙酸(E)、1，2，3，4-丁烷四羧酸(B)和柠檬酸(C)。
相对于待酰化的植物蛋白的量，所使用的酰化剂的量可以是例如20-30重量％，诸如25重量％。植物蛋白的酰化优选地在至少20℃(室温)的温度下进行，但是可以高达160℃。
植物蛋白基吸收性材料应被理解为包括含有植物蛋白的吸收性材料，以及基本上由植物蛋白组成的吸收性材料。优选地，植物蛋白基吸收性材料包含至少70重量％的植物蛋白，诸如至少80重量％的植物蛋白，或者更优选至少90重量％或至少95重量％、99重量％或100重量％的植物蛋白。
植物蛋白基吸收性材料可以有利地呈颗粒形式，其粒径为0.01-5mm，诸如0.05-1mm，诸如0.05-0.5mm。通过包括将步骤(iii)中获得的植物蛋白基吸收性材料研磨或以其它方式分成更小颗粒的步骤，可以获得期望的颗粒尺寸。
根据本文中提出的技术的第一方面的方法的步骤(iii)可以进一步包括清洗在步骤ii之后获得的吸收性材料的步骤。吸收性材料可以例如用水清洗(通过将材料分散在水中并将其离心或过滤)。如果期望，在步骤(iii)中获得吸收性材料之前，吸收性材料可以进一步通过添加酸或碱直到获得中性pH而被中和。
液体可以是水性液体。因此，该方法可以采用直接从工业产品流提供的植物蛋白作为原材料，而不要求植物蛋白的浓缩、纯化或分离。这是有利的，因为对于该方法，其进一步降低成本，并且增加植物蛋白原材料的可获得的来源。可替代地，植物蛋白可以通过将干植物蛋白与液体、优选地诸如水的水性液体混合而以混合物或悬浮液的形式获得或提供。
植物蛋白应不溶于混合物或悬浮液中的液体中。这允许植物蛋白在酰化后容易地从液体分离，例如使用过滤或离心，如下面进一步描述的。
优选地，植物蛋白充分聚集以不溶于液体中。
混合物或悬浮液的pH优选为约11，诸如10-12。
在步骤ii之前，可进一步将pH调节至至少12。
大体上，混合物或悬浮液中植物蛋白的含量为从2重量％至90重量％，优选为从2重量％至75重量％，更优选为从2重量％至50重量％或2重量％至40重量％，其余部分优选地由液体单独构成或基本上仅液体构成。
在该方法的一些实施例中，混合物或悬浮液中植物蛋白的含量为从2重量％至10重量％。从而，该方法可以使用较低浓度的植物蛋白，从而使得更容易处理混合物或悬浮液，因为其可以被泵送或以其它方式像液体一样被处理。
在该方法的其它实施例中，所述混合物或悬浮液中植物蛋白的含量为从10重量％至40重量％。令人惊讶地，如该示例部分进一步证明的，有可能将植物蛋白酰化至起始植物蛋白含量高达40重量％。这使得该方法更有效，因为其降低用于酰化的反应容器的所要求的容量。其进一步减少必须从吸收性产品中除去以获得最终吸收性材料的液体量，从而减少了所需能量。
有利地，在该方法的一些实施例中，获得植物蛋白基吸收性材料的步骤(iii)包括离心由酰化所述植物蛋白的步骤(ii)获得的反应混合物。这通过使用不溶于其中可以进行酰化的溶剂(例如液体)中的植物蛋白而成为可能。由于蛋白质的不溶性，不需要使用改变pH来诱导沉淀而沉淀蛋白基吸收性材料的常规技术；相反，植物蛋白的不溶性性质允许使用离心将其从反应混合物分离。进一步设想可以使用其它分离方法诸如过滤以将植物蛋白基吸收性材料从反应混合物分离。该过程被进一步简化，因为常规技术要求重悬浮反应混合物并调节pH，而离心可被允许在反应期间、即酰化期间使用的pH下发生。当混合物或悬浮液中植物蛋白的含量为从2重量％至10重量％时，这是尤其有用的。离心机的转速可以为2500-4500rpm(对应于约1100-3400的相对离心力(RCF)值)。
在其中混合物或悬浮液中植物蛋白的含量为从10重量％至40重量％的替代实施例中，获得植物蛋白基吸收性材料的步骤(iii)可以包括在步骤(ii)之后将酰化的植物蛋白分散于水中并使其干燥。从而，在这些较高浓度下，仅仅干燥，即允许液体蒸发，就足以获得植物蛋白基吸收剂。
植物蛋白可以使用进一步的方法获得。在一些实施例中，获得植物蛋白基吸收性材料的步骤(iii)包括在步骤(ii)之后冻干植物蛋白。这提供具有多孔结构的植物蛋白基吸收性材料，其能够在9秒后每克吸收性材料吸收9-10g盐水溶液(0.9重量％盐水，即NaCl水溶液)，并且在1230rpm(对应于270RCF)下3分钟在所述盐水溶液中的离心保留容量(CRC)为3g/g。使用脱纤维羊血测试的对于血液的吸收容量与常规的石油基吸收性材料相当，为4-8g/g，并且最大吸收比常规的石油基吸收性材料发生得更快。
在其它实施例中，获得植物蛋白基吸收性材料的步骤(iii)包括在步骤(ii)之后在最小50℃下干燥植物蛋白。这提供吸收20-30g/g水和9-10g/g盐水溶液(0.9重量％)的固体颗粒。100秒后完成吸收。在与上述相同的RCF下，对于盐水，CRC为3-4g/g。使用脱纤维羊血测试的对于血液的吸收容量与常规的石油基吸收性材料相当，在30分钟时为4-8g/g。
在更进一步的实施例中，获得植物蛋白基吸收性材料的步骤(iii)包括在步骤(ii)之后对所述植物蛋白进行烘箱干燥、滚筒干燥、喷雾干燥、冷冻干燥、流化床干燥、微波干燥、微波真空干燥、真空烘箱干燥、盘架干燥(shelf drying)或急骤干燥。这提供一种颗粒状固体吸收性材料。干燥可以在至少30℃、例如至少35℃、40℃或50℃的温度下执行。
如果希望，该方法可以进一步包括在步骤(ii)之前，在最低80℃、例如至少90℃下使植物蛋白热变性至少30分钟。热变性优选地与包括水和植物蛋白的混合物或悬浮液(诸如水性分散液)中的植物蛋白进行。这进一步增加吸收性材料的粘聚性并增加物理强度和刚性。这是因为热变性打开蛋白质分子，由此使它们更具活性。
如上所述，该方法不要求任何交联的步骤。从而，在优选实施例中，该方法不包括交联植物蛋白的任何步骤。这节省大量的时间，在一些情况下为12小时。此外，通过避免对交联的需要，进一步不需要使用被添加到植物蛋白或需要在该方法中处理或处置的毒性交联化学品。
然而，在一些实施例中，该方法包括通过将交联剂添加到植物蛋白而进行交联的步骤。交联剂可以是戊二醛和/或京尼平。
在一些实施例中，该方法可以进一步包括以下步骤：
iv.将京尼平添加到植物蛋白。
这是有利的，因为已知为无毒的、生物基的交联剂的京尼平令人惊讶地并且与降低吸收性材料的吸收容量的预期效果相反地，在本方法中反而增加溶胀容量。
所添加的京尼平的量可以是基于酰化植物蛋白的重量的从1重量％到10重量％的京尼平，例如4重量％的京尼平。京尼平优选地在酰化步骤(ii)之后被添加，但是可以替代地在酰化步骤(ii)之前被添加。京尼平优选地在至少35℃、诸如至少40℃的温度下被添加。京尼平与植物蛋白反应所需的时间可以是至少1小时，诸如1-4小时，诸如1-3小时，诸如2小时。
在该方法的优选实施例中，植物蛋白包括马铃薯蛋白。马铃薯蛋白，尤其是呈称为马铃薯蛋白浓缩物(PPC)的形式的马铃薯蛋白，是非食品级植物蛋白的容易获得的来源，并且已经显示其本身适合于本方法。
其它优选的植物蛋白包括小麦面筋蛋白和大豆蛋白。
尽管商业上获得的小麦面筋蛋白，如PPC的情况，在获得时是聚集的，但是如果需要，大豆蛋白可以以聚集状态提供，通过如上所述将其聚集以用于该方法中。
对于小麦面筋，混合物或悬浮液中植物蛋白的含量优选为至少10重量％。然而，优选地如果京尼平也被添加到植物蛋白的话，可以使用更低的浓度。
优选地，工业产品流从淀粉提取过程获得，并且工业产品流在淀粉提取步骤之后直接获得。淀粉在全世界大量生产。通过使用来自从淀粉生产过程获得的工业产品流的植物蛋白，可以更好地利用淀粉提取的工业产品流。该方法有利地允许在淀粉提取后直接使用含有蛋白质的工业产品流。
本文中提出的技术的又一方面涉及通过根据本文中提出的技术的第一方面的方法获得的植物蛋白基吸收性材料。
植物蛋白基吸收性材料可以优选地包括马铃薯蛋白，即衍生自马铃薯或从马铃薯获得的蛋白。可替代地，植物蛋白基吸收性材料可以包括小麦面筋蛋白。植物蛋白基吸收性材料可以具有根据表1中任一下列给定值的自由溶胀容量(FSC)：
表1：植物蛋白基吸收性材料的特性
Figure BDA0003406995530000081
植物蛋白基吸收性材料对0.9重量％的NaCl溶液(盐水)的CRC(离心保留容量)可以为至少2g/g，诸如至少2.5g/g。
在一些情况下，植物蛋白基吸收性材料基本上不含毛细管，而在其它情况下，植物蛋白基吸收性材料可以包含毛细管。
本文中提出的技术的又一方面涉及一种包括植物蛋白的植物蛋白基吸收性材料，其中该植物蛋白被聚集和酰化，并且其中该植物蛋白基吸收性材料具有在10秒时每克吸收性材料至少3g的0.9重量％的NaCl溶液(即水中0.9重量％的NaCl)的自由溶胀容量(FSC)。
该植物蛋白基吸收性材料可以进一步具有在30分钟时至少5g脱纤维羊血的自由溶胀容量(FSC)，和/或在300秒时根据ISO 3696每克吸收性材料的至少4g类型1的超纯水的自由溶胀容量(FSC)。
附图说明
从下面结合附图对优选实施例的详细描述，对于本文中提出的技术的上述和其它特征及优点的更全面的理解将是显而易见的，在附图中：
图1A示出根据本文中提出的技术的第一方面的方法的第一实施例，
图1B示出根据本文中提出的技术的第一方面的方法的第二实施例，
图2A示出在示例1中对于不同的酰化剂获得的FSC结果，
图2B示出在示例1中对于不同的酰化温度获得的FSC结果，
图2C示出在示例1中获得的FSC结果与对于未处理PPC获得的FSC结果的对比，
图3A示出在示例2中在有和没有交联的情况下获得的FSC结果，
图3B示出在示例2中使用不同量的酰化剂获得的FSC结果，
图3C示出在示例2中取决于在酰化步骤之后执行的清洗/洗涤的类型获得的FSC结果，
图4A示出在示例3中在水中不同的蛋白质浓度下、在有/没有ED的情况下获得的FSC结果，
图4B示出在示例3中在0.9重量％盐溶液中不同蛋白质浓度下获得的FSC结果，以及
图4C示出在示例3中在酰化之前或之后使用京尼平的获得的FSC结果。
具体实施方式
在下面对附图的描述中，相同的附图标记被用于指定全部附图中相同的特征。此外，如果存在，向附图标记添加“'”表明该特征是用不带有“'”符号的对应附图标记指定的特征的变型。
本公开涉及用于吸收体液的吸收性物品，其包括包含本文中公开的植物蛋白基吸收性材料的吸收性构件；以及涉及本文中公开的植物蛋白基吸收性材料作为用于吸收体液的吸收性物品的吸收性构件中的吸收性材料的用途。
在本公开的上下文中，术语“体液”是指尿液、粪便、月经流体和其它阴道排出物、血液以及伤口分泌物。
吸收性物品可以是呈床保护片材的形状的一次性卫生吸收性物品，或者可以旨在被穿戴在使用者的泌尿生殖器部位中。
一次性卫生吸收性物品可以是旨在通过内衣抵靠身体被穿戴并保持就位的产品，诸如例如失禁垫的垫、可移除的插入物或卫生巾，或者可以是能够无需来自内衣的外部帮助而抵靠身体被穿戴并保持的吸收性产品，诸如开放型尿布、带型尿布或裤型尿布。一次性卫生吸收性物品也可以是棉条。
卫生吸收性物品的构造以及在卫生吸收性物品中使用的不同材料在本领域中是众所周知的。
在卫生吸收性物品中，吸收性构件可以被设置在第一液体可渗透层(常规地被称为“顶片”)与第二层(常规地被称为“背片”)之间。这是尿布、失禁垫、卫生巾和床保护片材的常规构造。可替代地，吸收性构件可以被包裹在液体可渗透的包裹材料中，诸如在棉条的情况下。
顶片可以是适合用于此目的的任何材料或材料的组合，包括但不限于纤维非织造物、带孔的塑料膜和纺织材料，其允许体液或其成分穿过其被传输并被吸收在吸收性构件中。
背片可以是适合用于此目的的任何材料或材料的组合，包括但不限于非织造物、塑料膜和膜-非织造物的层压物。背片可以是液体不可渗透的以防止体液穿过其泄漏。背片可以是蒸汽可渗透的、透气的，以允许蒸汽从其穿过。
在顶片与背片之间可以提供进一步的部件，诸如设置在顶片与吸收性构件之间的采集层，用于改善液体从顶片到吸收性构件的传输。
吸收性物品可以替代地是医用敷料，诸如旨在在伤口的治疗中使用的粘性膏(adhesive plaster)或敷布。
在医用敷料中，吸收性构件可以被设置在第一液体可渗透层与第二层之间，或者可以被包裹在液体可渗透的包裹物中。
医用敷料的构造以及在医用敷料中使用的不同材料在本领域中是众所周知的。
植物蛋白基吸收性材料可以是吸收性构件的唯一吸收性组分，或者可以与进一步的吸收性组分组合以形成吸收性构件。这种进一步的吸收性组分的示例包括但不限于诸如纤维素纤维、合成纤维的纤维材料、泡沫材料以及进一步的吸收性材料，诸如基于交联的丙烯酸基聚合物的吸收性材料。
植物蛋白基吸收性材料可构成吸收性构件中吸收性材料的总重量的从5重量％至100重量％。
现在将进一步详细地描述植物蛋白基吸收性材料以及用于其制造的方法。
图1A示出根据本文中提出的技术的第一方面的方法的第一实施例。在该实施例中，植物蛋白被提供为2-10重量％悬浮液，称为“湿酰化”。在第一步1中，通过混合植物蛋白2和水4形成该悬浮液。例如NaOH的碱被添加以获得约11的pH。尽管该实施例示出由来自工业产品流的干燥聚集植物蛋白形成悬浮液1的步骤，但是可替代地，产品流中的聚集植物蛋白可以已经呈悬浮液的形式，或者非聚集植物蛋白可以与水混合以形成悬浮液，在这种情况下，在悬浮液被加热后，并且可选地用酸或碱处理，以造成蛋白质的聚集。在任何情况下，悬浮液的pH优选地在酰化前使用碱的添加被调节至约11。
在形成悬浮液1的步骤随后，可以有利地在最低90℃下将蛋白质热变性至少30分钟。热变性后，优选地将悬浮液冷却至室温，可替代地冷却至50℃。在酰化5的第一阶段中通过碱8的添加，pH可以进一步增加至12。在酰化步骤5中向悬浮液中添加酰化剂10。酰化剂，在此情况下是ED，优选地在一定时间间隔期间，诸如1-45分钟，例如30分钟，被逐渐添加，直到达到相对于悬浮液中植物蛋白的量为25重量％的酰化剂。然后允许酰化进行1-3小时，诸如1.5小时，同时根据需要添加进一步的碱8以保持pH为至少11，优选为12。
由于植物蛋白的聚集，酰化的蛋白是不溶的，并且有利地通过在例如2500RPM或约1100RCF下离心7而从悬浮水分离。
然后通过除去上清液并添加清水12而有利地清洗这样获得的植物蛋白基吸收性材料。通过碱的添加，水12应该优选地具有约11的pH。在吸收性材料重悬浮在清水12中之后，再次离心悬浮液以将植物蛋白基吸收性材料从清洗水分离。然后，在除去清洗水并将该材料重悬浮于进一步的水14中之后，将植物蛋白基吸收性材料倾倒在平坦表面上或模具中。在倾倒之前可以可选地添加酸16以将pH中和至约7。最后，允许倾倒的植物蛋白基吸收性材料干燥，例如在室温或更高的温度下，诸如例如在30℃、35℃至高达约50℃或甚至55℃下。干燥时间显然随待干燥的植物蛋白基吸收性材料的量及其水含量而变化，但大体上可在2-24小时的范围内，诸如5小时。然后干燥的植物蛋白基吸收性材料有利地被研磨15成粒状物或粉末。
图1B示出根据本文中提出的技术的第一方面的方法的第二实施例。在该实施例中，植物蛋白被提供为形成混合物或面团(dough)的40重量％悬浮液，称为“干燥酰化”。
在第一步1'中，通过将植物蛋白2和水4混合成面团来形成混合物。添加碱，例如1MNaOH，以获得约11的pH。
虽然图1B中所示的第二实施例不利用使植物蛋白热变性的步骤，但尽管如此，这种步骤可被包括在该第二实施例中。如果植物蛋白2在悬浮液体中不是例如通过充分聚集而已经不溶的，则其可以被加热，并且可选地用酸或碱处理，以造成其聚集。
在形成混合物后，接着发生改良的酰化步骤5'，在该步骤中混合物被置于连接到dean-stark装置的反应容器中以冷凝任何溶剂，在这种情况下，冷凝从最初与植物蛋白混合的水中释放的水以及来自缩合反应(condensation reaction)的酯形成的水。酰化剂10被添加到悬浮液。酰化剂，在这种情况下为ED，被添加直到达到0.5:1(蛋白质：酰化剂)的质量比。反应容器以约1℃/分钟的速率从大约70℃加热至100℃，同时搅拌(大约30分钟)以使水从混合物蒸发。此后温度以10℃/分钟升高至酰化温度，并保持恒定1至3小时，例如1.5小时。
酰化结束后，混合物(此时具有糊状稠度)被分散17于水18中，同时通过添加碱20(诸如NaOH)，分散体的pH值升至中性。分散的吸收性材料被过滤，并使用丙酮22洗涤19。作为丙酮的替代物，可以使用处于pH 11的乙醇或水进行洗涤步骤19。最后，使植物蛋白基吸收性材料干燥，例如在约50℃下。干燥时间显然随待干燥的植物蛋白基吸收性材料的量及其水含量而变化，但大体上可以在2-24小时的范围内，例如5小时。干燥的植物蛋白基吸收性材料然后被有利地研磨15成粒状物或粉末。
尽管图1A和图1B示出使用PPC作为植物蛋白的方法的实施例，但在该方法中可使用其它植物蛋白。一个示例是小麦面筋(WG)。当WG被用作植物蛋白时，该方法大体上如图1A中所示进行，然而在悬浮液形成步骤1中获得的悬浮液应该优选地具有至少5重量％、优选地至少10重量％的小麦面筋蛋白含量。此外，可选地，在离心7之前，酰化的小麦面筋蛋白的pH可用HCl(1M)调节至2-3以絮凝蛋白质。在这种情况下，使用pH 2-3的水进行清洗9。在倾倒11之前，用碱而不是酸16将悬浮液的pH调节(如果必要)至中性或碱性(大约11)，并且悬浮液如上所述被倾倒在平坦表面上并被干燥。
此外，京尼平可以在酰化步骤5之前或之后被添加。
示例
示例1：马铃薯蛋白浓缩物从浓缩的水悬浮液的酰化
1.1.背景
马铃薯蛋白浓缩物(PPC)是来自淀粉提取的农业工业的廉价副产物。由于来自工业过程的非蛋白质化合物诸如配糖生物碱的含量，该蛋白质不在食品应用中使用。由于工业处理，该蛋白质特别地聚集。
该示例的目的是研究完全PPC基吸收性材料在水、血液和盐水溶液中显示高溶胀性的可能性。
1.2材料和方法
1.2.1材料
市售马铃薯蛋白浓缩物(PPC)由瑞典Lyckeby Starch AB提供，其蛋白质含量对应于82±2(Dumas方法，Flash 2000NC分析仪，Thermo Scientific，美国，Nx6.25)，并且水分含量为8.1±0.4％。PPC粉末如收到的样子使用。
至于酰化剂，乙二胺四乙酸二酐98％(ED)、乙二胺四乙酸≥99％(E)、琥珀酸酐≥99％(S)、1，2，3，4-丁烷四羧酸(B)99％以及柠檬酸≥99.5％(C)全都购自Sigma-Aldrich。
1.2.2方法
在烧杯中将PPC粉末与MilliQ品质水(MQw)混合，直到形成同质的富含蛋白质的面团或悬浮液，其具有大约40重量％的PPC浓度。此后，将1M NaOH溶液滴加到面团中，直到pH达到11，即用于解折叠PPC。然后将来自烧杯的内容物转移至连接到dean-stark装置的反应室以及混合器。反应器被置于预热至70℃的油浴中。
PPC使用五种不同的酰化剂S、B、ED、C、E被酰化，这些酰化剂通过反应器的开口添加。每种酰化剂的质量比保持恒定，并且对于蛋白质：酰化剂为0.5∶1的比例。此后，用铝箔覆盖反应器以防止在油浴上方的内部上冷凝。反应器的温度被设定为以大约1℃/分钟的速率从大约70℃增加至100℃，以蒸发面团中包含的残余水。在已经形成糊状流体时(大约30分钟后)，温度以10℃/分钟从100℃增加至120℃、140℃和160℃的选定目标温度。
在达到目标温度时，反应的持续时间为1.5小时。面团中包含的水的大部分蒸发的大致时间为在1.5小时反应时间中大约45分钟(由缩合单元中没有缩合指示)。然后打开反应器，并且温热的糊状物被转移到含有200ml±1ml的MQw的烧杯。充分混合悬浮液以除去酰化剂的未反应的钠盐，随后进行中和步骤。中和(至pH 7)前所有悬浮液的pH为大约2-3。
使用滤纸N3过滤悬浮液，并且最后用丙酮漂洗(也可以使用乙醇和水进行漂洗)。由于在一些处理的PPC样品中增加的溶解度，在中和过滤过程之前，一些悬浮液在1.200rpm(260RCF)下、在反应pH(大约2-3)下离心。这些样品在下表2中用*标记。在离心后，用新鲜水替换上清液，并且混合物被再分散和中和。在50℃下所有清洁并中和的PPC样品被干燥过夜。制备相同处理的PPC样品作为参考，即不添加任何酰化剂(命名为PPC11)。表2总结了所测试的材料方案。
表2：材料方案
Figure BDA0003406995530000141
1.3.分析
水和盐水自由溶胀容量(FSC)
根据NWSP 240.0.R2的标准化程序，使用“茶袋(tea-bag)”测试确定样品的自由溶胀容量(FSC)。
填充有每个样品100-200mg材料的三个袋被测试。使用40×60mm2、300-450网格(25-50μm的开口)的具有热封边缘的非织造织物被用作袋，并且将填充的袋在测试之前在干燥器中储存最少12小时。所有袋被钩到保持杆，并且同时浸渍在包含MQw的烧杯中。在该浸渍之后，各袋被放置在纸巾上10秒以除去过量的水，并且在浸渍60、300、1200、3600和86400秒之后记录各袋的重量(Wi)。相同地处理三个空的干燥(Wdb)袋以获得校正因子(Wblank)，并且然后在MQw中浸泡86400秒(Wwb)。校正因子被获得为三次重复的平均值。根据下式计算溶胀：
Wblank＝Wwb/Wdb
FSC＝((Wi-(Wb*Wblank))-(Wd))/Wd
离心保留容量(CRC)
将约100-200mg粉末样品热封在如FSC中的40×60mm2的非织造织物的袋中。各袋在0.9％NaCl溶液中浸渍30分钟。然后，在3分钟期间各袋在玻璃珠的顶部上以1230rpm(270RCF)离心，并记录各袋的重量(Wc)。样品的离心保留容量根据下式确定：
CRC＝((Wc-(We*Wblank)-Wd))/Wd
测试基于空袋的同样制备的坯件(blank)。测量三个样品并报告平均值。
血液吸收
按照与针对自由溶胀容量确定相同的程序确定血液吸收。使用脱纤维羊血作为测试液体。重复确定100-200mg材料在溶胀30分钟后的溶胀容量。使用市售SAP作为参考材料。
体积排阻液相色谱法SE-HPLC
通过在Waters HPLC设备中的体积排阻高效液相色谱法(SE-HPLC)评估蛋白质溶解度，使用BIOSEP SEC-4000Phenomenex柱，使用50:50水：乙腈的流动相与以0.2ml/min流动的0.1％三氟乙酸。简言之，将0.5重量％十二烷基硫酸钠(SDS)0.05M NaH2PO4(pH 6.9)用作提取溶剂，与多个超声处理步骤组合。第一次提取(Ext.1)是从16mg研磨材料在SDS-磷酸盐溶液中的离心分散液的上清液(SN)获得的。在第二次提取(Ext.2)中，来自Ext.1的离心沉淀物再悬浮于新的SDS-磷酸盐溶液中，随后进行30秒超声处理。用新鲜的SDS-磷酸盐溶液和重复的超声处理(30+60+60秒)执行来自Ext.2的离心沉淀物的第三次提取(Ext.3)。使用三次重复。用原始(raw)PPC(来自三个提取步骤的总提取物)的量将提取的蛋白质的量标准化。在洗脱15分钟时，将210nm吸收色谱图的区域任意地分成聚合蛋白(PP)和单体蛋白(MP)。
1.4结果
图2示出在120℃的反应温度下使用五种酰化剂获得的水溶胀结果。观察到在FSC的前60秒内发生了在水中的快速溶胀，PPC/S/120为最高，并且PPC为最低，分别为6g/g和2g/g(参见图2A)。在较长的时间，在24小时后，PPC/S/120仍然显示出达到大约14g/g(相当于大约1500％重量增加)的水溶胀的最高FSC。就溶胀吸取而言，S之后是B、ED、C和E。高pH处理的PPC(PPC11)的溶胀是接收的PPC加倍。pH处理有助于蛋白质解折叠和解聚以及对材料溶胀给予一些渗透贡献。该事实表明，当涉及蛋白质的化学改性时，蛋白质结构对吸水性能的重要作用。
用琥珀酸酐(S)酰化显示出当反应温度增加至140℃时水溶胀增加大约14％(参见图2B)。相反，在溶胀30分钟后，对于PPC/B/140观察到了出乎意料的材料损失(在PPC/B/120中未观察到)，如图2B中所见。进一步的SE-HPLC分析显示出，这组条件导致，在所研究的条件中具有最高的单体级分(monomeric fraction)的样品表明当在这些条件下用B处理时，最初聚集的工业马铃薯蛋白的解聚。
在0.9重量％的NaCl溶液中的FSC显示，PPC/S/140在溶胀10分钟后已经达到其最大溶胀，为4g/g的吸收(对比之下，对于PPC为2.5g/g的吸收，参见图2C)。材料在盐水溶液中的溶胀容量的降低是由于当液体中存在移动离子时受到影响的渗透压和电荷屏蔽效应(charge screening effect)。而且，酰化材料的在水和盐水溶液二者中的行为和最大溶胀容量类似于SAP的标准溶胀范围。另外，对于上述材料获得了大约2g/g的CRC，其是对于参考PPC获得的CRC的两倍。对于PPC/S/140的CRC值(参见图2C中的数据)也表明，由FSC报告的盐水溶液的至少50％保持在生物基吸收剂内。
与参考样品相比，盐水溶胀和CRC两者的增加分别证实本文中描述的生物基材料的离子强度和亲水性的增加。对商业SAP进行的另外的0.9重量％的NaCl FSC和对应的CRC测试揭露了，在合成聚合物内也保持了50％的盐水溶液。值得注意的是，本文中应用的官能化方法没有达到化石基SAP(例如聚丙烯酸)中存在的羧酸基团的摩尔量，在化石基SAP中SAP更多地依赖于它们在聚合物上的高电荷含量以产生高盐水溶胀值(高于40g/g)。尽管如此，在此制成的材料仍能将盐水液体保持在酰化PPC(例如PPC/S/140)内直至超吸收比率。这些结果显示，利用廉价的酰化剂和容易获得的和非食品级PPC初始材料，这种化学改性的马铃薯蛋白工业产品流被认为是可持续的和可生物降解的吸收性材料的潜力。所建议的方法也是环境友好的，具有潜在的工业规模性。
另外的脱纤维羊血吸收测试显示出，30分钟后PPC/S/120能够溶胀5.35±0.23g/g血液，这是对于市售SAP获得的血液吸收的大致一半，对于市售SAP其为10.39±3.05g/g。30分钟后，对于收到的PPC粉末，脱纤维羊血吸收为3.22±0.01g/g。这些结果表明，这些材料具有在使用SAP颗粒的其它日常护理应用(例如卫生垫和生物医学应用)中发挥作用的潜力。
在3步蛋白质提取过程后获得的SE-HPLC结果显示出，对于样品PPC/B 140、PPC/C/140和PPC/S/160，MP级分明显增加，参见下表3：
表3：SE-HPLC结果
Figure BDA0003406995530000171
这表明当在高于120℃的温度下使用B和C以及在高于140℃的温度下使用S时，由于反应条件，蛋白质经历严重的水解。这些结果对应于对上述样品观察到的高材料损失和溶胀结果中的负面影响，如图2B中所见。尽管如此，对于PPC/SA 140的单体和聚合级分之间的平衡足以改善溶胀性能，同时保持蛋白质网络在一起。相反，对于其余样品，聚合级分的增加超过50％可能是受限吸取的原因，即由于网络膨胀的限制，蛋白质的聚集/聚合降低材料的溶胀。显示出水中FSC增加的所有样品也显示出可提取蛋白质的总相对量的增加(使用未改性的PPC提取作为参照)，表明蛋白质溶解度的增加。
不希望受理论束缚，对于所有处理的样品，通过HPLC观察到的总蛋白质提取的增加可能源于蛋白质分子结构的改变，即解折叠、化学结构改变、分子量变化等，其影响样品的光吸收。这可能影响总提取，因为HPLC技术依赖于蛋白质的光吸收特性。对于显示出较少FSC的那些样品，即PPC/B 120、PPC/ED 120、PPC/E 120和PPC/C 120，在第2和第3提取步骤(分别为30秒和30+60+60秒)中提取的总蛋白质较高。
SE-HPLC结果进一步显示商业获得的(聚集的)PPC与通过对马铃薯汁液执行硫酸铵盐析产生的轻度提取(mildly extracted)的PPC之间的不同聚集状态。轻度提取的马铃薯蛋白(PPCm)(非聚集和水溶性)具有75％的SDS提取(Ext.1)，20％的SDS+超声30秒(Ext.2)，以及5％的SDS+超声30+60+60秒(Ext.3)。对比之下，商业获得的PPC具有25％的Ext.1、20％的Ext.2和55％的Ext.3。这清楚地表明，必须将大量能量输入系统中以溶解商业获得的PPC的蛋白质级分。
此外，对于PPCm，单体级分为总可提取蛋白质含量的70％，而对于PPC，单体级分为总可提取蛋白质的50％，这显示出PPC相对于PPCm聚集。
示例2：马铃薯蛋白浓缩物从稀释水悬浮液的酰化
2.1背景
该示例的目的是研究在例如2重量％的较低蛋白质浓度下使用酰化(“湿酰化”)获得的马铃薯蛋白基吸收性材料的可能性。该示例的进一步目的是评估向材料添加交联剂的效果。
2.2材料和方法
2.2.1材料
如示例1中的市售马铃薯蛋白浓缩物(PPC)
另外，通过用硫酸铵沉淀提取蛋白质，从马铃薯块茎得到轻度提取的PPC(PPCm)。
乙二胺四乙酸二酐98％(ED)和戊二醛(GA，50％溶液)购自Sigma-Aldrich。
2.2.1方法
PPC被分散在MQw pH 11溶液中，直到获得2重量％蛋白质的浓度。在将蛋白质添加到溶液的同时，通过添加1M NaOH将pH连续调节至11。一旦蛋白质被同质地分散(大约5分钟)，分散体被加热至90℃持续30分钟以促进蛋白质的变性。然后，烧杯被冷却到室温，并且pH被调节为12。增量的ED被添加到烧杯，其对应于基于蛋白质含量的25重量％的ED。通过添加1M NaOH将pH维持在12，反应持续1.5小时。酰化的蛋白质以4.500rpm(3400RCF)离心5分钟，用新鲜MQw在pH 11下洗涤，并用涡流器重分散15分钟。
此时，可选地添加交联剂：
a)滴加1重量％的戊二醛(基于蛋白质的总量)
戊二醛处理的悬浮液被留下在高于室温(25-45℃)的温度下固化大约12小时。分散体均被倒入培养皿中，并且在强制通风炉中干燥过夜，对于戊二醛处理的酰化PPC为40℃，如果没有添加戊二醛，则为55℃。干燥的膜被研磨以获得颗粒。
2.3分析
如示例1中描述的执行材料的分析。
2.4结果
轻度提取的PPC(PPCm)在酰化时，不产生可获得FSC曲线的材料，因为该材料从测试袋消失。发现PPCm与PPC相比是高度可溶的，PPC与PPCm(来自FT-IR)相比聚集约40％更强结合的β-折叠。从而，PPC的状态给予其充分交联的网络，以在酰化后的浸渍时是稳定的，并且不需要进一步的交联。
图3A示出用和不用戊二醛(GA)交联的酰化PPC以及既未酰化也未交联的参考PPC样品的对于盐水溶液吸收的FSC。发现与仅酰化相比，交联损害FSC，从而表明商业获得的聚集PPC可以在没有化学交联的情况下使用。
图3B示出在酰化剂与PPC的不同比例下，酰化PPC的对于水的FSC。较高比例的酰化剂(25重量％)提供较高的FSC。
图3C示出在不同清洗/洗涤步骤后获得的酰化PPC(25重量％酰化剂)的对于盐水溶液的FSC。清洗/洗涤步骤除去未反应的酰化剂的钠盐。这可以在室温下执行。在此，“未清洗”指离心后没有清洗，“清洗”是指离心后吸收性材料的重悬浮，并且“Dya”是指pH调节至中性后通过渗析(dialysis)(3000Da分子量截止值)清洗，而“Dya pH 11”是指在没有pH调节的情况下的渗析。
如图3C中所见，清洗步骤有利于增加吸收性材料的FSC，然而由于所有“清洗”、“Dyal”和“Dya pH 11”产生类似的FSC，因此较少需要调节pH，然而对于日常护理应用而言，中性pH是优选的，因为可能与皮肤接触的产品不应具有高pH。
执行SE-HPLC以确定水酰化方案是否严重损坏PPC蛋白质。结果示于下表4中：
表4：SE-HPLC结果
Figure BDA0003406995530000201
在蛋白质经受的实现最终酰化产物的每个反应步骤中进行表征。轻度提取的蛋白质(PPCm)被用作参考材料。蛋白质可提取性通过每个反应步骤增加，这是增加的蛋白质溶解度的指示。PPCm在处理前是高度可溶性蛋白质，与商业获得的高度聚集的PPC相反，该PPC具有与PPCm相比大约40％更强结合的β折叠。即使在官能化已经发生之前，市售PPC的高聚集状态也给予用于低溶解度的充分交联的网络。因此，在PPC的酰化后，在该体系中不需要交联添加剂的添加。因此，显示出该蛋白质作为用毒性较低的物质制造的生物基超吸收性应用中的候选物的潜力。
HPLC结果显示出，市售PPC的酰化导致酰化后可提取性的降低。因此，酰化后获得了蛋白质结构的交联状态的增加。这可以被提出为影响官能化行为的效果，促进增加的交联形成，并且从而由于减少的网络膨胀而降低水吸收潜力。
示例3：小麦面筋蛋白从稀释水悬浮液的酰化
3.1背景
该示例的目的是证明通过“湿酰化”使用在10重量％浓度下的酰化获得的小麦面筋蛋白基吸收性材料的可能性。
3.2材料和方法
3.2.1材料
市售小麦面筋浓缩物(WG)从瑞典的Lantm Learing nnen Reppe AB获得。报道的蛋白质含量为86.3±0.3(Dumas方法，NMKL 6:2003，美国，Nx6.25)，水分含量为6.6±0.6％，脂肪和灰分分别为0.9±0.1和0.8±0.1％(2009/152/EU mod和NMKL 173)。
出于比较性目的和为了消除市售WG对反应的影响，也使用了轻度提取的面筋(WGm)。WGm的提取是通过将20-30g小麦粉包裹在一块细布中并用流水将其彻底洗涤从而除去淀粉来进行的。在-80℃下冷冻富含面筋的级分并冻干72小时。WGm蛋白质含量(Dumas方法，Thermo Scientific Flash 2000)为85.5±0.6％。
乙二胺四乙酸二酐98％(ED)和戊二醛(GA，50％溶液)购自Sigma-Aldrich。京尼平98％(G)购自Zhi Xin Biotech公司。
3.2.1方法
小麦面筋蛋白的酰化大体上如示例2中那样进行，主要区别在于在替代样品中蛋白质的浓度为2重量％和10重量％。悬浮液的pH值被调节到11。在90℃下执行热变性。使用相对于蛋白质含量终浓度为25重量％的酰化剂ED在pH 12下执行酰化。然后，将pH降低到3.5以絮凝蛋白质并除去未反应的ED盐。悬浮液以2500rpm离心并弃去上清液，沉淀物重悬浮于水中并被离心，然后再次重悬浮并离心。pH被调节至中性或pH 11，并且悬浮液被倾倒在玻璃培养皿上，在50℃的强制通风烘箱中干燥过夜，并被研磨成颗粒。除了酰化外，对参考样品进行类似的处理。
进行了进一步的实验以研究添加京尼平的效果。
在第一个实验中，根据WG的量，4重量％的京尼平被添加到pH 11的2重量％的WG的分散液中。将烧杯立即浸入50℃预热水浴中同时搅拌。在大约5分钟之后，悬浮液逐渐从黄色改变颜色为深蓝色。留下WG/G悬浮液反应2小时。在此之后，悬浮液被冷却至RT，并且如前所述进行酰化。该样品被命名为WG/4G/25ED。
在第二个实验中，如上所述随后进行WG的酰化，但是在未反应的ED盐的清洗之前，悬浮液温度升高至50℃，同时在预热的水浴中搅拌，并且添加4重量％(以WG质量为基础)的G。反应持续2小时。反应1.5小时后悬浮液的颜色变为棕色。此后，如上所述执行清洗。该样品被命名为2WG/ED/G。
3.3分析
如示例1中描述的执行材料的分析。
3.4结果
通过使用稀释蛋白质悬浮液(2WG/ED，2重量％)，WG浓缩物的官能化导致颗粒不停留在测试袋内，而是在第一个10分钟后泄漏出/溶解在MQw中，参见图4A。相反，参考WG颗粒2WG/Ref(其未酰化)未显示出任何明显的泄漏，因为MQw中的最大溶胀达到小于4g/g并在整个测试期间保持稳定。因此，2重量％WG方案下的ED处理将面筋在水中的稳定性提高到不允许蛋白质形成可以膨胀并保持水而不溶解至较大程度的稳定网络的水平。
对比之下，10WG/ED(10重量％)分别在30分钟和24小时溶胀后显示出大约16g/g和最大22g/g的水吸取。这表示在10重量％下相对于参考样品的约167％-200％的水溶胀性提高，以及迄今为止对于WG颗粒材料报道的最高的水吸取。
参见图4B，0.9％NaCl溶胀显示出10WG/ED可在10分钟内达到5g/g的最大吸取。CRC(g/g)值为WG：1.52；2WG/Ref：1.37；10WG/Ref：1.41；10WG/ED：2.11。与2.11g/g或大约250％的WG相比，经处理的WG颗粒(在此为10WG/ED)的CRC值增加35％，从而表明50％的盐水溶液保持在经处理的WG网络内。总的来说，这些样品的MQw和盐水吸收容量与对用于尿布中的商业SAP测量的吸收容量相比是低的。然而，所获得的快速吸收和MQw/盐水吸取允许该材料被认为在超吸收性聚合物范围内，从而具有被用于需要这种SAP聚合物的应用中的潜力。与所收到的WG相比，官能化过程未改变10WG/ED(10重量％)中相对的可提取PP(聚合蛋白)和PM(单体蛋白)级分，大致为50/50。
在2WG/ED样品(2重量％)的FSC中观察到的材料损失通过可提取高分子量蛋白质级分(PP)为大约80％来证实。2WG/ED中的这种高PP可提取性(对于2WG/Ref未观察到)与较少聚集且更可溶的蛋白质网络相关联。
为了证实低浓度(LC)途径在使用ED时不损坏WG网络，对在每个实验步骤后提取的干燥蛋白质粉末执行SE-HPLC。另外，为了确保收到的市售WG的聚集状态不影响官能化过程，在HPLC中还按照与对于2WG/ED相同的官能化途径研究了轻度提取的WG(WGm)。结果示于下表5中。
表5：SE-HPLC结果(WG基材料相对于收到的WG的百分比以及WGM基材料与产生的WGm的百分比)
Figure BDA0003406995530000231
改性的WGm和WG样品均具有大致相同的提取分布。在碱和90℃条件下处理的WGm分别得到比WG样品70％对60％的更高的聚合蛋白质提取(PP)。官能化过程增加被提取的聚合物级分(PP)的量，并且级分主要在第一次提取中被提取，表明蛋白质溶解度/可提取性的增加，这对应于ED处理背后的目的，即增加蛋白质对水的亲和性。
总之，反应步骤的详细分析和WGm与WG之间的比较没有表明由于ED处理导致的蛋白质解聚/对WG结构的损坏。因此，对于2WG/ED观察到的溶解度/可提取性的增加以及对于2WG/ED和2WG/Ref两者的最高总提取率(Ext.1)显示出，蛋白质浓度增加至至少10重量％对于在官能化与网络形成之间提供有效平衡以产生粘聚的且不溶解的高溶胀性WG颗粒是优选的。
参见图4D，添加京尼平的结果显示，与产生最大约45g/g的水溶胀的在酰化后添加京尼平(2WG/ED/G)对比，在酰化前添加京尼平(2WG/G/ED)产生最大15g/g的水溶胀。有趣的是，京尼平的添加既防止对于2重量％的WG样品存在的材料损失，并且其还增加溶胀容量。

Claims (24)

1.用于吸收体液的吸收性物品，其包括包含至少一种植物蛋白基吸收性材料的吸收性构件，所述植物蛋白基吸收性材料通过包括以下步骤的方法可获得：
i.提供包括液体和植物蛋白的混合物或悬浮液，其中所述植物蛋白不溶于所述液体中，
ii.通过向其中添加酰化剂来酰化所述植物蛋白，以及
iii.获得所述植物蛋白基吸收性材料。
2.根据权利要求1所述的吸收性物品，其选自例如尿布、失禁垫、卫生巾、棉条和床保护片材的一次性卫生吸收性产品以及例如粘性绷带和敷布的医用敷料的组。
3.根据权利要求1或2所述的吸收性物品，其中所述吸收性构件被设置在第一液体可渗透层与第二层之间，或被包裹在液体可渗透的包裹物中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，所述植物蛋白充分聚集以至不溶于所述液体中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，所述液体为水性液体。
6.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，所述混合物或悬浮液中植物蛋白的含量为从2％重量至10％重量。
7.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，所述混合物或悬浮液中所述植物蛋白的含量为从10重量％至40重量％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，获得所述植物蛋白基吸收性材料的所述步骤(iii)包括离心由酰化所述植物蛋白的步骤(ii)获得的反应混合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，所述混合物或悬浮液中植物蛋白的含量为从10重量％至40重量％，并且其中获得所述植物蛋白基吸收性材料的所述步骤(iii)包括在步骤(ii)之后将所述酰化的植物蛋白分散在水性溶液例如水中，并使其干燥。
10.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，获得所述植物蛋白基吸收性材料的所述步骤(iii)包括在步骤(ii)之后冻干所述植物蛋白，或在步骤(ii)之后干燥所述植物蛋白。
11.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，获得所述植物蛋白基吸收性材料的所述步骤(iii)包括在步骤(ii)之后对所述植物蛋白进行烘箱干燥、滚筒干燥、喷雾干燥、冷冻干燥、流化床干燥、微波干燥、微波真空干燥、真空烘箱干燥、盘架干燥或急骤干燥。
12.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中所述方法进一步包括在步骤(ii)之前在至少80℃下使所述植物蛋白热变性。
13.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中所述方法不包括使用交联剂交联所述植物蛋白的任何步骤。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的吸收性物品，其中所述方法进一步包括将京尼平添加到所述植物蛋白的步骤。
15.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中所述植物蛋白包括马铃薯蛋白。
16.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中在所述方法中，其中所述植物蛋白从工业过程流获得。
17.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中所述工业过程流从淀粉提取过程获得，并且其中所述工业过程流在淀粉提取步骤之后直接获得。
18.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中所述吸收性构件包含按重量计从5％至100％的所述植物蛋白基吸收性材料。
19.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中所述吸收性构件包括所述植物蛋白基吸收性材料与交联丙烯酸基超吸收性聚合物的混合物。
20.根据前述权利要求中任一项所述的吸收性物品，其中所述吸收性构件包括所述植物蛋白基吸收性材料与纤维材料的混合物。
21.用于吸收体液的吸收性物品，其包括吸收性构件，所述吸收性构件包括至少一种包含植物蛋白的植物蛋白基吸收性材料，其中所述植物蛋白被聚集和酰化，并且其中所述植物蛋白基吸收性材料具有在10秒时每克吸收性材料至少3g的0.9重量％的NaCl溶液的自由溶胀容量(FSC)。
22.根据权利要求21所述的吸收性物品，其中所述植物蛋白基吸收性材料通过包括以下步骤的方法可获得：
i.提供包括液体和植物蛋白的混合物或悬浮液，其中所述植物蛋白不溶于所述液体中，
ii.通过向其中添加酰化剂来酰化所述植物蛋白，以及
iii.获得所述植物蛋白基吸收性材料。
23.植物蛋白基吸收性材料的用途，所述植物蛋白基吸收性材料通过包括以下步骤的方法可获得：
i.提供包括液体和植物蛋白的混合物或悬浮液，其中所述植物蛋白不溶于所述液体中，
ii.通过向其中添加酰化剂来酰化所述植物蛋白，以及
iii.获得所述植物蛋白基吸收性材料，作为用于吸收体液的吸收性物品的吸收性构件中的吸收性材料。
24.包含植物蛋白的植物蛋白基吸收性材料作为用于吸收体液的吸收性物品的吸收性构件中的吸收性材料的用途，其中所述植物蛋白被聚集和酰化，并且其中所述植物蛋白基吸收性材料具有在10秒时每克吸收性材料至少3g的0.9重量％的NaCl溶液的自由溶胀容量(FSC)。
CN201980097466.9A 2019-06-13 2019-06-13 具有植物蛋白基吸收性材料的吸收性物品 Active CN113993492B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/065473 WO2020249214A1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Absorbent article with plant protein based absorbent material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113993492A true CN113993492A (zh) 2022-01-28
CN113993492B CN113993492B (zh) 2023-07-18

Family

ID=66912837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980097466.9A Active CN113993492B (zh) 2019-06-13 2019-06-13 具有植物蛋白基吸收性材料的吸收性物品

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220296768A1 (zh)
EP (1) EP3982900A1 (zh)
CN (1) CN113993492B (zh)
CO (1) CO2021017386A2 (zh)
MX (1) MX2021015259A (zh)
WO (1) WO2020249214A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5847089A (en) * 1995-06-07 1998-12-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Carboxyl-modified superabsorbent protein hydrogel
CN1244388A (zh) * 1998-06-15 2000-02-16 莱雅公司 用于化妆或医药的可变形固态组合物
EP1466630A1 (en) * 2003-04-09 2004-10-13 Wisconsin Alumini Research Foundation Protein-Polysaccharide hybrid hydrogels
WO2005084724A1 (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Exotech Bio Solutions Ltd. Biocompatible, biodegradable, water-absorbent hybrid material
CN101074300A (zh) * 2006-02-28 2007-11-21 施拖克豪森有限公司 吸收和保留性优良的可生物降解的超吸收性聚合物组合物
CN101888789A (zh) * 2007-12-10 2010-11-17 艾维贝无限合伙公司 淀粉的聚集

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5801116A (en) * 1995-04-07 1998-09-01 Rhodia Inc. Process for producing polysaccharides and their use as absorbent materials
US6310105B1 (en) * 2000-02-15 2001-10-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Carboxyl-modified superabsorbent protein hydrogel
US9504987B2 (en) 2011-07-18 2016-11-29 New Jersey Institute Of Technology System and method for superabsorbent material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5847089A (en) * 1995-06-07 1998-12-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Carboxyl-modified superabsorbent protein hydrogel
CN1244388A (zh) * 1998-06-15 2000-02-16 莱雅公司 用于化妆或医药的可变形固态组合物
EP1466630A1 (en) * 2003-04-09 2004-10-13 Wisconsin Alumini Research Foundation Protein-Polysaccharide hybrid hydrogels
WO2005084724A1 (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Exotech Bio Solutions Ltd. Biocompatible, biodegradable, water-absorbent hybrid material
CN101074300A (zh) * 2006-02-28 2007-11-21 施拖克豪森有限公司 吸收和保留性优良的可生物降解的超吸收性聚合物组合物
CN101888789A (zh) * 2007-12-10 2010-11-17 艾维贝无限合伙公司 淀粉的聚集

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HWANG D C: "Chemical modification strategies for syntheses of protein-based hydrogel", <J AGRIC FOOD CHEM> *
周建中: "植物蛋白凝胶及其应用研究进展", 《食品与生物技术学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20220296768A1 (en) 2022-09-22
MX2021015259A (es) 2022-01-24
EP3982900A1 (en) 2022-04-20
CO2021017386A2 (es) 2022-05-10
WO2020249214A1 (en) 2020-12-17
CN113993492B (zh) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11382803B2 (en) Absorbent article
US11319670B2 (en) Method for manufacturing recycled pulp from used sanitary products
CA2308537C (en) Glass-like polysaccharide useful as absorbent for liquids
JP4708646B2 (ja) 水分吸収が遅延された特徴を有する高吸収性重合体
HU186129B (en) Bsorptive wound ligament and process for the production thereof
WO2007046052A1 (en) Absorbent article having improved absorption and retention capacity for proteinaceous or serous body fluids
JP2008532662A (ja) 抗菌創傷包帯の作製方法およびその使用
EP2695622A1 (en) A chitosan wound dressing and its method of manufacturing
US20120289607A1 (en) Absorbent composition and methods thereof
WO1998057676A1 (fr) Matiere de recouvrement de plaie contenant de la fibroine de soie et de la sericine de soie comme composants principaux et son procede de production
CA2457792A1 (en) Superabsorbent polymer
MX2011001231A (es) Producto absorbente que comprende una goma guar modificada cationicamente.
CZ20023511A3 (cs) Chitosanová látka s aniontovou absorpční gelující látkou
JPH0889796A (ja) 吸水性樹脂およびその製造方法並びに吸水性物品
CN113993492B (zh) 具有植物蛋白基吸收性材料的吸收性物品
CN110812526A (zh) 一种prp-壳聚糖-丝素蛋白复合材料及其制备方法
WO2020251467A1 (en) Method of preparing plant protein based absorbent material and absorbent material thus produced
KR102205294B1 (ko) 나노 셀룰로오스와 카르복시메틸 셀룰로오스에 전분을 가교시켜 제조한 고흡수성 흡수체 및 이의 제조 방법
CN107308488A (zh) 一种含氯化钙和海藻酸钠的止血粉的制备方法
KR102052113B1 (ko) 홍조류 추출물 및 수용성 키틴의 중합체를 유효성분으로 포함하는 흡수력 및 항균력이 증진된 흡수제 및 이의 제조방법
CN106810706A (zh) 一种止血纤维非织造布及其制备方法
KR20200106358A (ko) 카르복시메틸 셀룰로오스 입자의 제조방법, 상기 방법에 의해 제조된 카르복시메틸 셀룰로오스 입자 및 이를 포함하는 흡수성 물품
CN107432957B (zh) 真菌医药组合物的制造方法
KR20200106359A (ko) 카르복시메틸 셀룰로오스 입자의 제조방법, 상기 방법에 의해 제조된 카르복시메틸 셀룰로오스 입자 및 이를 포함하는 흡수성 물품
CN110183810A (zh) 一种抑菌吸水稳定型树脂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant