[发明专利]谷类蛋白质/纳米二氧化钛原位复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种谷类蛋白质/纳米二氧化钛原位复合材料及其制备方法。

背景技术

当前世界塑料总产量超过1.7亿吨，已渗透到国民经济各部门以及人民生活的各个领域。随着石油资源的日益紧缺以及合成高分子材料所造成的环境污染的日益严重，以可再生、可降解植物资源作为化工原料，越来越受到高度重视，成为高分子材料科学与加工工程的前沿领域之一。

谷物蛋白质是淀粉工业的副产品，目前主要用作饲料添加剂，部分用于食品改良剂或生产风味肽、氨基酸。采用谷物蛋白质制备可降解塑料是提高其附加值、缓解白色污染的有效途径之一。谷物蛋白质塑料的力学性能较差，需经紫外辐照、γ-射线辐照、酶处理或化学交联等来提高材料的刚性、耐热性与耐水性。中国专利申请号200610018518.3“大豆蛋白质/氢氧化铝纳米复合材料及其制备方法和用途”公开了采用纳米氢氧化铝提高大豆蛋白质材料强度与刚性的方法，将大豆蛋白质分散于氯化铝水溶液中，采用氨水与氯化铝反应形成凝胶状复合物，经干燥后得到可挤出加工的大豆蛋白质/氢氧化铝纳米复合物。然而，谷类蛋白质如小麦蛋白质含有粘性醇溶蛋白与巨大分子量的谷蛋白，一旦水化即形成高粘性的胶团状物，即使在浓度较低的情况下也很难形成稳定的蛋白质悬浮液。因而，采用悬液法制备谷类蛋白质纳米复合材料时，难以保证纳米粒子在复合物中的均匀分散。

发明内容

本发明的目的是提供一种谷类蛋白质/纳米二氧化钛原位复合材料的制备方法。

谷类蛋白质/纳米二氧化钛复合材料的制备方法：首先将谷类蛋白质加入到重量百分比浓度为10～20％的氨水中，配成重量百分比浓度为5～10％的谷类蛋白质溶液，然后加入纳米二氧化钛粒子，纳米二氧化钛重量为谷类蛋白质重量的5～20％，再加入增塑剂，增塑剂重量为谷类蛋白质重量的5～30％，搅拌使纳米二氧化钛粒子均匀分散，在50～80℃温度下干燥，在100～140℃温度下模压成型，模压时间为10～30min，得到谷类蛋白质/纳米二氧化钛复合材料。

所述的谷类蛋白质为谷朊粉、大米蛋白粉、小麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白或高粱醇溶蛋白。增塑剂为甘油或三乙醇胺。纳米二氧化钛粒子的粒径为5～30nm、比表面积为40～400m²/g。

本发明的优点是：以谷类蛋白质的氨水溶液为介质制备稳定的纳米二氧化钛粒子悬浮液，增强蛋白质与二氧化钛粒子间的物理相互作用，提高蛋白质材料的力学强度。

具体实施方式

本发明使用蛋白质是谷朊粉、大米蛋白粉、小麦醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白、或高粱醇溶蛋白。

谷朊粉也称活性小麦面筋，是以小麦面粉为原料深加工提取的一种天然植物蛋白质。合适的谷朊粉可以从蛋白质含量≥75％(干基)的商业产品中选择，如可从上海旺味食品有限公司、周口莲花味精集团、河南省天冠植物蛋白有限公司、安徽省桐城市乐健食品有限公司购买谷朊粉。

大米蛋白粉是从大米粉、米渣或米糟中制取的一种高纯度的大米蛋白产品，其蛋白含量≥80％(干基)。从大米粉、米渣或米糟中提取大米蛋白质的技术是公知的，如在如下文献中有述，该文献引入本文作为参考：“王章存，姚惠源：大米蛋白质提取技术.研究粮食与饲料工业，2003，(8)：37-38”。另外，中国专利03 134973.0公开了“从大米中提取大米蛋白的方法”，中国专利03134972.2公开了“碱法提取大米蛋白的方法”，中国专利200410039303.0公开了“以大米为原料提取大米蛋白并制大米淀粉的工艺方法”。合适的大米蛋白粉也可以从蛋白质含量≥80％(干基)的商业产品中选择，如可从桂林红星生物科技有限公司购买大米蛋白粉。

从小麦粉中提取小麦醇溶蛋白的技术是公知的，如在如下文献中有述，该文献引入本文作为参考：“司学芝，李建伟，王金水，周长智，麦醇溶蛋白和麦谷蛋白提取条件的研究.郑州工程学院学报，2004，25(3)：33-39”。

从大麦籽粒或籽粒粉中提取大麦醇溶蛋白的技术是公知的，如在如下文献中有述，这些文献引入本文作为参考：“颜启传，黄亚军，徐媛，试用ISTA推荐的种子醇溶蛋白电泳方法鉴定大麦和小麦品种.作物学报，1992，18(1)：61-68；董牛，王丽蓉，兰兰，张德颐，大麦醇溶蛋白中高赖氨酸组分的溶解特性研究.植物学部，1989，31：689-695”。