CN114752087B - 一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法 - Google Patents
一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114752087B CN114752087B CN202210423534.XA CN202210423534A CN114752087B CN 114752087 B CN114752087 B CN 114752087B CN 202210423534 A CN202210423534 A CN 202210423534A CN 114752087 B CN114752087 B CN 114752087B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- protein isolate
- soy protein
- soybean protein
- hours
- 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.)
- Active
Links
- 108010073771 Soybean Proteins Proteins 0.000 title claims abstract description 106
- 235000019710 soybean protein Nutrition 0.000 title claims abstract description 60
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000001879 gelation Methods 0.000 title description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 35
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 19
- UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)prop-2-enamide Chemical compound OCCNC(=O)C=C UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229940001941 soy protein Drugs 0.000 claims description 46
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- 229940071440 soy protein isolate Drugs 0.000 claims description 19
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 18
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N 2-oxoglutaric acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)C(O)=O KPGXRSRHYNQIFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- -1 2-hydroxyethoxy Chemical group 0.000 claims description 4
- XMLYCEVDHLAQEL-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one Chemical compound CC(C)(O)C(=O)C1=CC=CC=C1 XMLYCEVDHLAQEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M sodium;dodecane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 31
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 28
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 26
- 229940083575 sodium dodecyl sulfate Drugs 0.000 description 14
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 8
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 3
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 3
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 3
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 2
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000005847 immunogenicity Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
- C08J3/246—Intercrosslinking of at least two polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/09—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids
- C08J3/091—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids characterised by the chemical constitution of the organic liquid
- C08J3/095—Oxygen containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
- C08J3/243—Two or more independent types of crosslinking for one or more polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2333/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2471/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2471/02—Polyalkylene oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2489/00—Characterised by the use of proteins; Derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
本发明公开了一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法。该制备方法为：以质量分数计，将6～24份变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.1～10份表面活性剂、9～36份N‑羟乙基丙烯酰胺、0.1～2份光引发剂、1.5～10份聚乙二醇二缩水甘油醚溶于50～200份水中，调节pH至碱性后依次经过紫外光引发、高温处理，然后置于200～2000份甘油中浸泡2～72小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。通过构建双网络结构和溶剂置换相结合的策略，显著提高了大豆分离蛋白基凝胶的力学性能。该凝胶还具有良好的抗冻性、保湿性和可生物降解性，可充当传感器的基质材料并应用于极性气候环境。
Description
技术领域
本发明属于天然生物高分子材料技术领域，具体涉及一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法。
背景技术
大豆分离蛋白基凝胶是以大豆分离蛋白为构筑模块制备的凝胶，因其原料具有良好的生物相容性、可降解性、低免疫原性、可吸收性等优点，而被广泛应用于生物医药、水处理、化妆品等领域。杨艳丽(杨艳丽.大豆分离蛋白基高分子水凝胶的制备及药释放性能[D]，西北师范大学，2015)将大豆分离蛋白与烯类衍生物单体共混后引发聚合，制备了具有离子强度响应的凝胶。徐知丽(徐知丽.大豆分离蛋白基水凝胶材料的制备与性能研究[D]，西北师范大学，2016)直接将大豆分离蛋白与聚合物(壳聚糖、聚乙烯醇)共混制备了大豆分离蛋白基凝胶。然而，他们所制备的大豆分离蛋白基凝胶只是简单地将大豆分离蛋白与聚合物进行物理共混，而其中的大豆分离蛋白分子间不存在化学交联，由此制备的凝胶力学强度较弱。
为了改善大豆分离蛋白基凝胶的力学性能，一种大豆分离蛋白基天然高分子水凝胶及其制备方法公开了一种利用氧化葡聚糖交联大豆分离蛋白的方法制备了具有较高抗压缩强度的大豆分离蛋白基水凝胶，该水凝胶的抗压缩强度达到401kPa。但是，该水凝胶的网络结构较为单一，仅为氧化葡聚糖交联的大豆分离蛋白刚性网络，难以承受较大的拉伸应力。一种具有高伸长率的大豆蛋白复合水凝胶及其制备方法公开了一种利用盐离子诱导大豆分离蛋白聚集，并将其与聚合物复合的方法，制备了大豆分离蛋白基水凝胶，该凝胶具有较高伸长率，可达到3500％。但该水凝胶中蛋白质分子之间仅通过离子诱导的物理作用形成交联，没有使用化学交联来构建刚性网络，因此尽管该凝胶具有较好的柔韧性，但抗压缩强度和抗拉伸强度仍有待提高。
发明内容
本发明的目的在于针对目前所报道的大豆分离蛋白基水凝胶的机械强度较弱、不具有抗冻性和保湿性等问题，提供了一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法。该大豆分离蛋白基有机凝胶具有出色的机械性能、抗冻性、保湿性，同时具有良好的可生物降解性，拓宽了大豆蛋白基水凝胶的应用领域。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供一种大豆分离蛋白基有机凝胶的制备方法，以质量份数计，将6～24份变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.1～10份表面活性剂、9～36份N-羟乙基丙烯酰胺、0.1～2份光引发剂、1.5～10份聚乙二醇二缩水甘油醚溶于50～200份水中，调节pH至碱性后依次经过紫外光引发、高温处理，然后置于200～2000份甘油中浸泡2～72小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶；所述紫外光引发的时间为1～12小时；所述高温处理是指在60～90℃烘箱中恒温0.5～5小时。
为了进一步实现本发明的目的，优选地，所述变性处理的大豆分离蛋白粉末是将原始的大豆分离蛋白粉在表面活性剂水溶液中溶解完全后，经过90～105℃高温处理0.5～3h后再冻干处理获得，变性处理的大豆分离蛋白粉末的蛋白含量在90wt％以上。
优选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种以上。
优选地，所述光引发剂为2-氧代戊二酸、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的一种以上。
优选地，所述聚乙二醇二缩水甘油醚的环氧值为0.50～0.90mol/100g。
优选地，调节pH值为8.0～12.0。
优选地，调节pH所用的试剂为0.05～1wt％氢氧化钠水溶液。
优选地，所述紫外光引发的紫外光波长为325～385nm。
本发明还提供所述制备方法制备得到的一种大豆分离蛋白基有机凝胶。
优选地，所述大豆分离蛋白基有机凝胶的双网络结构由聚N-羟乙基丙烯酰胺分子间、聚N-羟乙基丙烯酰胺与大豆分离蛋白分子间通过氢键交联形成的物理网络，以及大豆分离蛋白与聚乙二醇二缩水甘油醚之间的化学交联网络构成。
本发明提供了一种由以上制备方法得到的大豆分离蛋白基有机凝胶。首先，混合溶液中的N-羟乙基丙烯酰胺在光引发下发生自由基溶液聚合形成聚N-羟乙基丙烯酰胺网络，其有大量的羟基可以形成物理交联网络。而在60～90℃恒温过程中，聚乙二醇二缩水甘油醚通过两端的环氧基团与变性的大豆分离蛋白分子链上的胺基发生开环反应而实现对蛋白分子链的交联，从而构建另一重网络。获得的大豆分离蛋白基水凝胶经过在甘油中浸泡处理，可以把水凝胶里面的绝大部分水置换出来，从而增强聚合物分子链之间的物理交联，获得机械性能优异的具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果：
(1)本发明所提供的大豆分离蛋白基有机凝胶具有可以消散外力的双网络结构：通过氢键作用形成的聚N-羟乙基丙烯酰胺分子间、聚N-羟乙基丙烯酰胺与大豆分离蛋白分子间的物理交联网络，以及大豆分离蛋白与聚乙二醇二缩水甘油醚之间的化学交联网络。
(2)本发明所提供的大豆分离蛋白基有机凝胶由于网络中甘油的存在，使凝胶网络变得均匀，且增强了聚合物分子链之间的氢键作用。
(3)本发明所提供的大豆分离蛋白基有机凝胶具有优异的机械性能，拉伸强度达到329.03kPa，断裂伸长率达到341.8％，在80％形变下的压缩强度达到1.217MPa。
(4)本发明所提供的大豆分离蛋白基有机凝胶具有良好的抗冻性和保湿性。其在-50℃下放置12小时后拉伸强度仍有285.44kPa，保持率达86.75％；在37℃、相对湿度为27％的环境中放置8天后的重量保持在最初重量的90％以上。
(5)本发明所提供的大豆分离蛋白基有机凝胶具有良好的可生物降解性。其在含1000U/mL胰蛋白酶的磷酸缓冲溶液(pH＝7.4)中降解24h后能够完全降解。
(6)本发明所提供的大豆分离蛋白基有机凝胶在获得较高机械强度、抗冻性和保湿性的同时，还保留了大豆分离蛋白基凝胶本身固有的可生物降解性，可充当传感器的基质材料并应用于极性气候环境。
(7)本发明中具有双网络的大豆分离蛋白基有机凝胶表现出良好的机械性能、抗冻性、保湿性和可生物降解性。本发明通过构建双网络结构和溶剂置换相结合的策略，显著地提高了大豆分离蛋白基凝胶的力学性能。一方面，通过大量可逆氢键交联形成的聚N-羟乙基丙烯酰胺网络可以消散外力并迅速恢复，与此同时，大豆分离蛋白与聚乙二醇二缩水甘油醚通过化学交联形成的网络进一步加强了凝胶结构的稳定性；另一方面，通过溶剂置换策略，凝胶网络变得均匀，且分子链间的氢键密度大大提高。该方法操作简单、可行，可以为制备具有高强度的大豆分离蛋白基凝胶提供新思路。
附图说明
图1为实施例1制备的一种大豆分离蛋白基有机凝胶的拉伸过程应力-应变曲线图。
图2为实施例1制备的一种大豆分离蛋白基有机凝胶的压缩过程应力-应变曲线图。
图3为实施例1制备的一种大豆分离蛋白基有机凝胶在-50℃处理12小时前后的拉伸过程应力-应变曲线图。
图4为实施例1制备的一种大豆分离蛋白基有机凝胶在温度为37℃、相对湿度为27％环境中干燥测试过程的质量变化曲线图。
图5为实施例1制备的一种大豆分离蛋白基有机凝胶在含1000U/mL胰蛋白酶的磷酸缓冲溶液(pH＝7.4)中降解过程的质量剩余率随时间变化曲线图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，这些实施例是用于说明本发明而不限于本发明的范围，还包括各具体实施方式间的任意组合。实施例中采用的实施条件可以根据具体实验环境做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件，实施例中的聚乙二醇二缩水甘油醚的环氧值都是0.50～0.90mol/100g，实施例中原始的大豆分离蛋白粉为上海源叶生物科技有限公司提供的大豆分离蛋白。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
(1)将15g原始的大豆分离蛋白粉溶解在100mL 2wt％的十二烷基硫酸钠水溶液中，在90℃下处理3小时后，再将溶液在-50～-20℃下冻干24h，获得蛋白含量在90wt％以上的变性处理的大豆分离蛋白粉末。
(2)将1.2g(12份)变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.2g(2份)十二烷基硫酸钠、3g(30份)N-羟乙基丙烯酰胺、0.06g(0.6份)2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、0.36g(3.6份)聚乙二醇二缩水甘油醚溶于10g(100份)水中，于室温下搅拌得到均匀的混合溶液。
(3)用0.1wt％氢氧化钠水溶液调节混合溶液的pH至9.0，装进中间带有硅胶垫片的玻璃模具中，经过波长为365nm的紫外光引发聚合6小时后，再于80℃烘箱中恒温3小时，得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶。最后，把所得具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶置于100g(1000份)甘油中浸泡24小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
实施例2
(1)将15g原始的大豆分离蛋白粉溶解在100mL 2wt％的十二烷基硫酸钠水溶液中，在105℃下处理0.5小时后，再将溶液在-50～-20℃下冻干24h，获得蛋白含量在90wt％以上的变性处理的大豆分离蛋白粉末。
(2)将0.6g(6份)变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.01g(0.1份)十二烷基磺酸钠、0.9g(9份)N-羟乙基丙烯酰胺、0.01g(0.1份)2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、0.15g(1.5份)聚乙二醇二缩水甘油醚溶于5g(50份)水中，于室温下搅拌得到均匀的混合溶液。
(3)用0.05wt％氢氧化钠水溶液调节混合溶液的pH至12.0，装进中间带有硅胶垫片的玻璃模具中，经过波长为325nm的紫外光引发聚合1小时后，再于90℃烘箱中恒温0.5小时，得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶。最后，把所得具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶置于20g(200份)甘油中浸泡2小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
实施例3
(1)将15g原始的大豆分离蛋白粉溶解在100mL 2wt％的十二烷基硫酸钠水溶液中，在95℃下处理2小时后，再将溶液在-50～-20℃下冻干24h，获得蛋白含量在90wt％以上的变性处理的大豆分离蛋白粉末。
(2)将2.4g(24份)变性处理的大豆分离蛋白粉末、1g(10份)十二烷基苯磺酸钠、3.6g(36份)N-羟乙基丙烯酰胺、0.2g(2份)2-氧代戊二酸、1g(10份)聚乙二醇二缩水甘油醚溶于20g(200份)水中，于室温下搅拌得到均匀的混合溶液。
(3)用0.1wt％氢氧化钠水溶液调节混合溶液的pH至8.0，装进中间带有硅胶垫片的玻璃模具中，经过波长为385nm的紫外光引发聚合12小时后，再于60℃烘箱中恒温5小时，得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶。最后，把所得具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶置于200g(2000份)甘油中浸泡72小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
实施例4
(1)将15g原始的大豆分离蛋白粉溶解在100mL 2wt％的十二烷基硫酸钠水溶液中，在100℃下处理1小时后，再将溶液在-50～-20℃下冻干24h，获得蛋白含量在90wt％以上的变性处理的大豆分离蛋白粉末。
(2)将1g(10份)变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.1g(1份)由0.02g十二烷基苯磺酸钠与0.08g十二烷基硫酸钠组合的表面活性剂、2.5g(25份)N-羟乙基丙烯酰胺、0.03g(0.3份)2-氧代戊二酸、0.3g(3份)聚乙二醇二缩水甘油醚溶于12g(120份)水中，于室温下搅拌得到均匀的混合溶液。
(3)用1wt％氢氧化钠水溶液调节混合溶液的pH至10.0，装进中间带有硅胶垫片的玻璃模具中，经过波长为385nm的紫外光引发聚合8小时后，再于80℃烘箱中恒温3小时，得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶。最后，把所得具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶置于100g(1000份)甘油中浸泡48小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
实施例5
(1)将15g原始的大豆分离蛋白粉溶解在100mL 2wt％的十二烷基硫酸钠水溶液中，在100℃下处理2小时后，再将溶液在-50～-20℃下冻干24h，获得蛋白含量在90wt％以上的变性处理的大豆分离蛋白粉末。
(2)将1.5g(15份)变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.2g(2份)十二烷基硫酸钠、3g(30份)N-羟乙基丙烯酰胺、0.05g(0.5份)2-氧代戊二酸、0.45g(4.5份)聚乙二醇二缩水甘油醚溶于10g(100份)水中，于室温下搅拌得到均匀的混合溶液。
(3)用0.1wt％氢氧化钠水溶液调节混合溶液的pH至9.5，装进中间带有硅胶垫片的玻璃模具中，经过波长为365nm的紫外光引发聚合5小时后，再于80℃烘箱中恒温3小时，得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶。最后，把所得具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶置于150g(1500份)甘油中浸泡48小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
实施例6
(1)将15g原始的大豆分离蛋白粉溶解在100mL 2wt％的十二烷基硫酸钠水溶液中，在100℃下处理1.5小时后，再将溶液在-50～-20℃下冻干24h，获得蛋白含量在90wt％以上的变性处理的大豆分离蛋白粉末。
(2)将1.2g(12份)变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.2g(2份)十二烷基苯磺酸钠、3g(30份)N-羟乙基丙烯酰胺、0.06g(0.6份)由0.02g 2-氧代戊二酸与0.04g 2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮组合的光引发剂、0.36g(3.6份)聚乙二醇二缩水甘油醚溶于12g(120份)水中，于室温下搅拌得到均匀的混合溶液。
(3)用0.5wt％氢氧化钠水溶液调节混合溶液的pH至10.0，装进中间带有硅胶垫片的玻璃模具中，经过波长为365nm的紫外光引发聚合6小时后，再于80℃烘箱中恒温2小时，得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶。最后，把所得具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶置于100g(1000份)甘油中浸泡36小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
实施例7
(1)将15g原始的大豆分离蛋白粉溶解在100mL 2wt％的十二烷基硫酸钠水溶液中，在100℃下处理1.5小时后，再将溶液在-50～-20℃下冻干24h，获得蛋白含量在90wt％以上的变性处理的大豆分离蛋白粉末。
(2)将1.2g(12份)变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.2g(2份)十二烷基苯磺酸钠、2.8g(28份)N-羟乙基丙烯酰胺、0.05g(0.5份)由0.01g 2-氧代戊二酸与0.04g 2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮组合的光引发剂、0.24g(2.4份)聚乙二醇二缩水甘油醚溶于10g(100份)水中，于室温下搅拌得到均匀的混合溶液。
(3)用0.1wt％氢氧化钠水溶液调节混合溶液的pH至9.0，装进中间带有硅胶垫片的玻璃模具中，经过波长为345nm的紫外光引发聚合6小时后，再于80℃烘箱中恒温3.5小时，得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶。最后，把所得具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶置于100g(1000份)甘油中浸泡48小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
实施例8
(1)将15g原始的大豆分离蛋白粉溶解在100mL 2wt％的十二烷基硫酸钠水溶液中，在95℃下处理3小时后，再将溶液在-50～-20℃下冻干24h，获得蛋白含量在90wt％以上的变性处理的大豆分离蛋白粉末。
(2)将1.2g(12份)变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.2g(2份)由0.1g十二烷基苯磺酸钠与0.1g十二烷基硫酸钠组合的表面活性剂、2g(20份)N-羟乙基丙烯酰胺、0.03g(0.3份)由0.01g 2-氧代戊二酸与0.02g 2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮组合的光引发剂、0.3g(3份)聚乙二醇二缩水甘油醚溶于12g(120份)水中，于室温下搅拌得到均匀的混合溶液。
(3)用0.1wt％氢氧化钠水溶液调节混合溶液的pH至9.0，装进中间带有硅胶垫片的玻璃模具中，经过波长为345nm的紫外光引发聚合6小时后，再于80℃烘箱中恒温3小时，得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶。最后，把所得具有双网络结构的大豆分离蛋白基水凝胶置于100g(1000份)甘油中浸泡48小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶。
以实施例1制得的一种大豆分离蛋白基有机凝胶为例，把制备的凝胶裁成长方体(50mm×4mm×3mm)，利用万能拉伸试验机(KJ1065A)对凝胶样品进行拉伸测试，拉伸速率为50mm/min，得到凝胶的拉伸过程应力-应变图如图1所示。由图1可知，该有机凝胶的拉伸强度达到329.03kPa，断裂伸长率达到341.8％，具有良好的拉伸性能。
以实施例1制得的一种大豆分离蛋白基有机凝胶为例，把制备的凝胶做成圆柱体(直径为10mm，高为15mm)，利用万能拉伸试验机(KJ1065A)对凝胶样品进行形变为80％的压缩测试，压缩速率为5mm/min，得到凝胶压缩过程中应力-应变图如图2所示。由图2可知，该有机凝胶在80％形变下的压缩强度达到1.217MPa，具有良好的抗压缩性能。
以实施例1制得的一种大豆分离蛋白基有机凝胶为例，把制备的凝胶裁成长方体(50mm×4mm×3mm)后，在-50℃温度下放置12小时。取出来后立刻做拉伸测试，拉伸速率为50mm/min，得到冷冻处理后凝胶的拉伸过程应力-应变图如图3所示。由图3可知，冷冻处理后的水凝胶，拉伸强度仍有285.44kPa，保持率达86.75％。
以实施例1制得的一种大豆分离蛋白基有机凝胶为例，把有机凝胶裁成圆柱体(直径为10mm，高为15mm)，称好初始质量后(记为W0)，置于温度为37℃、相对湿度为27％的烘箱中。在预定的时间点(15min、30min、1h、2h、3h、5h、8h、12h、1天、1.5天、2天、2.5天、3天、4天、5天、6天、7天、8天)取出，迅速称完质量(记为Wt)后放回烘箱中，持续记录凝胶的质量变化，平行样本数为3个，质量剩余率＝(Wt/W0)×100％，得到凝胶的质量剩余率随时间变化曲线如图4所示。由图4可知，该有机凝胶在干燥8天后质量仍保持在90％以上。
以实施例1制得的一种大豆分离蛋白基有机凝胶为例，先把凝胶裁成圆柱体(直径为10mm，高为15mm)，然后置于去离子水中透析3天，直至把甘油几乎除尽。将凝胶冻干后称好质量(m0)，然后浸入含1000U/mL胰蛋白酶的磷酸缓冲溶液(pH＝7.4)中，置于37℃恒温培养箱培养。在预定的时间点(2h、4h、6h、9h、12h、17h、23h)取出凝胶，用蒸馏水充分冲洗后冻干处理，称取凝胶的质量(mt)，平行样本数为3个，质量剩余率＝(mt/m0)×100％，凝胶降解过程的质量剩余率变化曲线如图5所示。由图5可以看出，该凝胶在23小时后已经完全降解，具有良好的可生物降解性。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种大豆分离蛋白基有机凝胶的制备方法，其特征在于，以质量份数计，将6~24份变性处理的大豆分离蛋白粉末、0.1~10份表面活性剂、9~36份N-羟乙基丙烯酰胺、0.1~2份光引发剂、1.5~10份聚乙二醇二缩水甘油醚溶于50~200份水中，调节pH至碱性后依次经过紫外光引发、恒温处理，然后置于200~2000份甘油中浸泡2~72小时得到具有双网络结构的大豆分离蛋白基有机凝胶；所述紫外光引发的时间为1~12小时；所述恒温处理是指在60~90℃下恒温0.5~5小时；所述变性处理的大豆分离蛋白粉末是将原始的大豆分离蛋白粉在表面活性剂水溶液中溶解完全后，经过90~105℃处理0.5~3h后再冻干处理获得，变性处理的大豆分离蛋白粉末的蛋白含量在90wt%以上。
2.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白基有机凝胶的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白基有机凝胶的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为2-氧代戊二酸、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白基有机凝胶的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇二缩水甘油醚的环氧值为0.50~0.90 mol/100g。
5.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白基有机凝胶的制备方法，其特征在于，调节pH值为8.0~12.0。
6.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白基有机凝胶的制备方法，其特征在于，调节pH所用的试剂为0.05wt%~1wt%氢氧化钠水溶液。
7.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白基有机凝胶的制备方法，其特征在于，所述紫外光引发的紫外光波长为325~385nm。
8.权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到的一种大豆分离蛋白基有机凝胶。
9.根据权利要求8所述一种大豆分离蛋白基有机凝胶，其特征在于，所述大豆分离蛋白基有机凝胶的双网络结构由聚N-羟乙基丙烯酰胺分子间、聚N-羟乙基丙烯酰胺与大豆分离蛋白分子间通过氢键交联形成的物理网络，以及大豆分离蛋白与聚乙二醇二缩水甘油醚之间的化学交联网络构成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210423534.XA CN114752087B (zh) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210423534.XA CN114752087B (zh) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114752087A CN114752087A (zh) | 2022-07-15 |
| CN114752087B true CN114752087B (zh) | 2024-03-22 |
Family
ID=82330234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210423534.XA Active CN114752087B (zh) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | 一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114752087B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115746620B (zh) * | 2022-11-29 | 2023-10-20 | 陕西科技大学 | 一种自脱落可降解材料成膜液及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103524764A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-22 | 西北师范大学 | 大豆分离蛋白高分子互穿网络水凝胶的制备及作为药物控释载体的应用 |
| CN105837861A (zh) * | 2016-04-03 | 2016-08-10 | 苏鑫 | 一种复合天然高分子凝胶类材料 |
| CN107118360A (zh) * | 2017-06-10 | 2017-09-01 | 复旦大学 | 一种大豆分离蛋白基天然高分子水凝胶及其制备方法 |
| CN109939066A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-28 | 华南理工大学 | 基于功能化双网络的刺激响应水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN110204742A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-06 | 吉林大学 | 一种仿眼角膜的高强度电响应润滑水凝胶及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3815659A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-05 | Easting Biotechnology Company Limited | Ipn hydrogel for preparation and application |
-
2022
- 2022-04-21 CN CN202210423534.XA patent/CN114752087B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103524764A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-22 | 西北师范大学 | 大豆分离蛋白高分子互穿网络水凝胶的制备及作为药物控释载体的应用 |
| CN105837861A (zh) * | 2016-04-03 | 2016-08-10 | 苏鑫 | 一种复合天然高分子凝胶类材料 |
| CN107118360A (zh) * | 2017-06-10 | 2017-09-01 | 复旦大学 | 一种大豆分离蛋白基天然高分子水凝胶及其制备方法 |
| CN109939066A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-28 | 华南理工大学 | 基于功能化双网络的刺激响应水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN110204742A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-06 | 吉林大学 | 一种仿眼角膜的高强度电响应润滑水凝胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Preparation of cross-linked soy protein isolate-based environmentally-friendly films enhanced by PTGE and PAM;Fengjuan Xu et al.;《Industrial Crops and Products》;全文 * |
| 大豆分离蛋白基双网络凝胶的制备及性能研究;黄钟全;《万方数据库》;全文 * |
| 大豆蛋白/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备及压缩回弹性能研究;南静娅;张盖同;王利军;储富祥;王春鹏;;林产化学与工业(03);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114752087A (zh) | 2022-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Suo et al. | Interpenetrating polymer network hydrogels composed of chitosan and photocrosslinkable gelatin with enhanced mechanical properties for tissue engineering | |
| CN110951096B (zh) | 一种GelMA-氧化葡聚糖双网络水凝胶及其制备方法 | |
| Povea et al. | Interpenetrated chitosan-poly (acrylic acid-co-acrylamide) hydrogels. Synthesis, characterization and sustained protein release studies | |
| Lv et al. | Gelatin/PAM double network hydrogels with super-compressibility | |
| Zohuriaan‐Mehr et al. | Protein‐and homo poly (amino acid)‐based hydrogels with super‐swelling properties | |
| Wang et al. | Porous photothermal antibacterial antioxidant dual–crosslinked cryogel based on hyaluronic acid/polydopamine for non-compressible hemostasis and infectious wound repair | |
| Li et al. | A novel biocompatible double network hydrogel consisting of konjac glucomannan with high mechanical strength and ability to be freely shaped | |
| Zhou et al. | A super-stretchable, self-healing and injectable supramolecular hydrogel constructed by a host–guest crosslinker | |
| CN108976439B (zh) | 一种互穿网络结构的智能响应型水凝胶制备方法 | |
| JP2008508959A5 (zh) | ||
| CN104861179B (zh) | 一种羽毛角蛋白‑海藻酸钠复合高分子双敏感水凝胶的制备及作为药物载体的应用 | |
| Na | Double network hydrogels with extremely high toughness and their applications | |
| CN114752087B (zh) | 一种大豆分离蛋白基有机凝胶及其制备方法 | |
| CN112898599A (zh) | 一种三维网络仿生水凝胶及其制备方法和应用 | |
| Che et al. | Design and fabrication of a triple-responsive chitosan-based hydrogel with excellent mechanical properties for controlled drug delivery | |
| CN110157012A (zh) | 一种高强度高韧性明胶基水凝胶的制备方法 | |
| KR102010993B1 (ko) | 3성분으로 구성된 pa 하이드로겔 | |
| CN113861447B (zh) | 一种改性羟丙基壳聚糖粘附自愈水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN114573835A (zh) | 一种具有压电活性聚丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法和应用 | |
| Hu et al. | Construction of a composite hydrogel of silk sericin via horseradish peroxidase‐catalyzed graft polymerization of poly‐PEGDMA | |
| JP5453690B2 (ja) | コラーゲン・キトサン複合繊維状多孔体及びその製造方法 | |
| Zhang et al. | Antifouling poly (N-(2-hydroxyethyl) acrylamide)/sodium alginate double network hydrogels with eminent mechanical properties | |
| CN109251451B (zh) | 一种pH敏感型黄原胶/聚乙烯醇水凝胶的制备方法 | |
| Zhang et al. | An organic hydrogel with high-strength, high-water retention properties for pressure sore protection | |
| Yasar et al. | Development of self-healing vanillin/PEI hydrogels for tissue engineering |
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 | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240531 Address after: 519085, Building 9, 3rd Floor, No.129 Dingxing Road, Tangjiawan Town, High tech Zone, Zhuhai City, Guangdong Province, China (Centralized Office Area) Patentee after: Chunyu Technology (Guangdong) Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 510640 No. five, 381 mountain road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District Patentee before: SOUTH CHINA University OF TECHNOLOGY Country or region before: China |