[发明专利]一种面筋蛋白纤维的制备方法

说明书

一种面筋蛋白纤维的制备方法，属于植物蛋白纤维制备技术领域。本发明利用转谷氨酰胺酶和羧甲基壳聚糖对湿面筋进行糖基化改性处理，然后加入半胱氨酸和尿素将糖基化改性后的面筋溶解，得到面筋蛋白溶液；对得到的面筋蛋白溶液进行离心处理，经纺丝拉伸后所得纤维，再利用戊二醛溶液对所得面筋蛋白纤维进行交联处理，得到高强度且具有良好染色性能的面筋蛋白纤维。本发明制备的面筋蛋白纤维力学性能良好，其干态断裂强度为1.0‑1.4cN/dtex，干态断裂伸长率达37％‑53％。20℃、65％R.H时的回潮率为10％‑12％，同时通过该法制得的面筋蛋白纤维具有良好的染色性能。

技术领域

本发明涉及一种面筋蛋白纤维的制备方法，具体涉及一种酶法糖基化制备小麦面筋蛋白纤维的方法，属于植物蛋白纤维制备技术领域。

背景技术

合成纤维因其具备高强度的特性而被广泛应用在纺织领域。然而合成纤维的原料来自于石油资源，长期发展容易造成资源紧缺，而且大多数废弃的合成纤维在短期内难以降解。因此，利用资源丰富、价格低廉、可循环再生的农业副产物制备可替代的蛋白纤维是非常具有发展前景的。

面筋是以小麦粉为原料，经水洗去淀粉和其他可溶性物质后剩下的软胶体，具有优良的延伸性、粘弹性和成膜性，是制备植物蛋白纤维的良好潜在原料。小麦面筋是小麦淀粉生产过程中的副产物，具有制备蛋白纤维良好的性能，能与石化来源的材料相竞争。但是植物蛋白纤维普遍的弱点是机械性能较差，这限制了蛋白纤维的应用。据统计，2018年我国小麦产量达13143万吨。随着小麦深加工行业迅速发展，面筋蛋白的产量在不断上升，因此有必要研究开发面筋蛋白的新用途。

专利CN 106948027 A所制备的纤维是以麦醇溶蛋白和麦谷蛋白为原料制备的，需要对谷朊粉中的蛋白进行分离纯化，分离过程繁琐会产生大量废水，同时增加了生产成本。因此，本发明直接利用湿面筋为原料制备蛋白纤维，提高了面筋蛋白纤维的力学性能，同时也改善了纤维的染色性能。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种面筋蛋白纤维的制备方法，提高面筋蛋白纤维力学性能，同时改善蛋白纤维的染色性能，拓宽了面筋蛋白的应用领域。

本发明的技术方案，一种面筋蛋白纤维的制备方法，利用转谷氨酰胺酶和羧甲基壳聚糖对湿面筋进行糖基化改性处理，然后加入半胱氨酸和尿素将糖基化改性后的面筋溶解，得到面筋蛋白溶液；对得到的面筋蛋白溶液进行离心处理，经纺丝拉伸后所得纤维，再利用戊二醛溶液对所得纤维进行交联处理，得到高强度且具有良好染色性能的面筋蛋白纤维。

进一步地，步骤为：

(1)面筋的制备与溶解：取小麦粉与水按照比例揉成光滑的面团，用水冲洗得到面筋；将洗净的面筋与水混合，调节溶液pH，搅拌使面筋全部溶解，并调节面筋浓度；

(2)面筋的改性：在步骤(1)所得面筋溶液中加入羧甲基壳聚糖，搅拌溶解并调节溶液pH；继续加入转谷氨酰胺酶并不断搅拌，随后进行灭酶；冷却后离心得到沉淀，清洗后获得糖基化改性后的面筋；

(3)纺丝原液的制备：将糖基化改性后的面筋用半胱氨酸和尿素溶解，得到面筋蛋白溶液；将面筋蛋白溶液离心得到纺丝原液；

(4)糖基化改性面筋蛋白纤维丝束的制备：将纺丝原液挤丝进入含有硫酸铵和硫酸凝固浴中凝固，随后洗涤晾干，在热水中软化拉伸；热处理后得到糖基化改性面筋蛋白纤维丝束；

(5)交联处理：取步骤(4)所得糖基化改性面筋蛋白纤维丝束放入戊二醛溶液中进行交联，取出后用水洗涤晾干；在热水中软化拉伸，进行热处理后得到性能改善的面筋蛋白纤维。

步骤(1)中，首先取小麦粉与水以1.5-2:1的质量比进行混合，揉成光滑的面团，静置15-25min后用流动的水冲洗面团，得到面筋；将所得面筋与水按照质量比1:1-3进行混合，采用pH调节剂调节溶液pH至11-12，搅拌2-4h使面筋完全溶解，加入水调节面筋浓度为4％-22％。