[发明专利]一种醇溶蛋白与脂肪酸制备可生物降解憎水性膜的方法

说明书

本发明涉及一种醇溶蛋白与脂肪酸制备可生物降解憎水性膜的方法，将蛋白质溶解在异丙醇的水溶液中制得醇溶蛋白溶液，将醇溶蛋白溶液在60‑70℃下混合搅拌，而后加入脂肪酸，继续搅拌，然后加入碱类化学物，混合均匀后，加入金属固化干燥剂并继续搅拌，将搅拌后的混合物涂布到钢板上成膜，并将该膜在高温下干燥成膜。本发现通过加入碱类化学物解决了醇溶蛋白与脂肪酸制备膜材料中常见的相分离，从而制备出均匀透明的可生物降解憎水性膜。

技术领域

本发明涉及可生物降解憎水性膜领域，具体涉及一种醇溶蛋白与脂肪酸制备可生物降解憎水性膜的方法。

背景技术

膜材料被广泛应用于食品药品包装、果蔬保鲜和膜分离等众多领域，其中应用最广泛的膜材料大多是石油基塑料(如烯烃类)，它们具有独特和优异的综合性能，产品的产量大，工业化程度高，产业链相对完整。但是这些膜材料的降解过程十分缓慢，大约需100-200年，甚至更长的时间才能被分解，给生态环境带来很大危害。同时，石油价格由于高工业化程度而快速上涨。这些使得人们对源自可再生自然资源的聚合物替代石油基聚合物的兴趣陡然提高。

可再生自然资源的聚合物大多是天然可生物降解材料。它用来制备可降解膜材料是一大趋势主题。天然可生物降解膜材料是指以自然界中广泛存在的多糖类高分子为原材料制备的膜材料，其原材料主要有淀粉、蛋白、纤维素和壳聚糖等。它们是一种绿色可再生可生物降解物质，来源广泛，价格低廉，常常被应用于纺织、医药和食品包装等众多领域。可再生可生物降解材料分为两种类型：一种是低可再生自然资源的聚合物含量的填充型降解材料；另一种是高可再生自然资源的聚合物含量的完全型降解材料。其中，可再生自然资源的聚合物完全型降解是最理想的可生物降解材料之一，但因可再生自然资源的聚合物含有大量羟基，结晶度高，吸水能力强，限制了其代替石油基材料的应用。为提高膜材料性能，可以对其进行化学方法改性，如醚化、水解和接枝改性等和物理方法改性，如高压法、增容剂和表面活性剂等共混改性。

中国专利CN1850892A揭示了一种可完全生物降解的淀粉基复合物及制备方法。该发明提供了一种可完全生物降解的淀粉基复合物及制备方法，原材料包括淀粉、脂肪族聚酯及表面接枝聚乳酸淀粉；在加热的密炼机中按原材料的重量配比，将淀粉和脂肪族聚酯混合，同时加入配比量的表面接枝聚乳酸淀粉，密炼机的加热温度为110℃－150℃，混合时间为5－25分钟，得到可完全生物降解的共混型淀粉基复合物，表面接枝聚乳酸在共混体系中为增容剂，提高了亲水性的淀粉和憎水性的脂肪族聚酯材料之间的相容性，复合物材料分散均匀，具有优良的可塑性和可加工性，耐酸、耐碱和耐水性。

在可再生自然资源的聚合物中，有些由于其营养品质低下更引发了工业化材料应用的推动。玉米醇溶蛋白是玉米中主要的储藏蛋白，按重量计约占45-50％。尽管玉米醇溶蛋白含有高浓度的非极性氨基酸。诸如亮氨酸，果仁糖和嘌呤等，由于赖氨酸和色氨酸的浓度非常低，其营养品质低下。因此，许多工作集中在寻找非食品类玉米醇溶蛋白的应用上。玉米蛋白已成功用于食品包装中，以控制水分，氧气，二氧化碳，油脂和挥发性化合物的转移，从而防止产品变质并延长保质期。玉米蛋白的其他应用包括粘合剂，可生物降解塑料，纤维，生物材料，抗氧化剂和药物控制释放应用。玉米醇溶蛋白的主要局限性是其缺乏机械强度和有限的抗水蒸气性。玉米醇溶蛋白具有反应性侧基，可以潜在地通过物理，化学或酶促交联进行修饰，以增强其功能特性为了进行物理改性，已使用包括脂肪酸，聚乙二醇，醛，水，和甘油的增塑剂来提高拉伸强度和抗水蒸气透过性。尽管这些改性导致改善的膜柔韧性，但是抗张强度明显降低，并且对耐水蒸气性的作用受到限制。玉米醇溶蛋白的化学改性集中于通过亲水性侧基如-NH2，-OH，-COOH，-SH与交联剂如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，带二官能团的聚己内酯，1-[3-二甲基氨基丙基],-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，柠檬酸和1,2,3,4-丁烷四酸(21)发生反应，或与水凝胶接枝/共混。