專利名稱：一種堿溶性玉米蛋白及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玉米蛋白及其制備方法和應(yīng)用，更特別的涉及一種堿溶性玉米蛋白及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)還沒有堿溶玉米蛋白，國外的生產(chǎn)技術(shù)也主要以生產(chǎn)醇溶技術(shù)為主。其大概工藝為以玉米蛋白粉為原料，用單元醇或多元醇進行萃取，如乙醇或異丙醇，然后用冷凍或冷水使蛋白析出。其工藝由于溶劑為醇類，導(dǎo)致一方面溶劑使用量很大，增加了生產(chǎn)成本；另一方面使得制得的蛋白應(yīng)用領(lǐng)域不廣，有一定局限性。
在我國不可再生資源的日益消耗和合成材料的非降解性而造成的嚴(yán)重環(huán)境污染?？稍偕沫h(huán)境友好材料越來越引人注目，它對環(huán)境無毒無害。由于傳統(tǒng)的玉米蛋白膜為醇溶性，成本較高，而且蛋白膜的強度差，脆性大，耐溫性差。
玉米在我國的產(chǎn)量僅此于小麥和水稻，玉米蛋白粉是玉米淀粉加工的副產(chǎn)品，目前主要用來加工成飼料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種堿溶性玉米蛋白。
本發(fā)明的目的之二是提供一種堿溶性玉米蛋白的制備方法。
本發(fā)明的目的之三是提供一種堿溶性玉米蛋白的應(yīng)用。
本發(fā)明的這些以及其他目的將通過下列詳細描述和說明來進一步體現(xiàn)和闡述。
本發(fā)明的堿溶性玉米蛋白，在玉米蛋白分子鏈段中含有醛基 其分子量為100-50000，進一步的其分子量為500-3000。
本發(fā)明的堿溶性玉米蛋白的制備方法，包括如下步驟A、將玉米蛋白粉(原料從淀粉廠獲得，如河北省石家莊市金牛飼料廠生產(chǎn))放入按固液比為2-5∶1的比例的50-60℃的水中浸泡2-4小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清為止，擠干，使固體帶液率小于60％；B、按照液固比為2-8∶1加入濃度為10-15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11-14，在60-80℃下，攪拌3-4小時，轉(zhuǎn)速500-1500轉(zhuǎn)/分，然后按4000-10000r/min的轉(zhuǎn)速離心過濾2-10分鐘，在20-50℃保溫后取上清液；C、在上清液中按0.01g/l-10g/l加入半胱氨酸，30-50℃保溫攪拌1-3小時，轉(zhuǎn)速為100-1000轉(zhuǎn)/分；D、在4000-10000r/min下離心2-10分鐘，20-50℃，過濾取上清液；E、在D步驟得到的上清液中按0.01g/l-8g/l加入戊二醛或加入1g/l-10g/l甲醛，保溫40-60℃，攪拌1-3小時，轉(zhuǎn)速為500-1500r/min；F、加入中性鹽，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬2-10cm，電壓梯度10-30v/cm，電泳時間20-50min，溫度30-50℃使蛋白質(zhì)析出；
G、用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽，然后干燥得干粉蛋白(得率為65％-95％)。
本發(fā)明的堿溶性玉米蛋白具有抑菌性、抗氧化性和生物可降解性，并且可以應(yīng)用在化妝品中、與其它纖維混紡或適合做產(chǎn)業(yè)用環(huán)保紡織材料。
本發(fā)明的堿溶玉米蛋白，由于溶劑體系的常規(guī)性，可參與多種纖維的混紡及純紡，其中比較有代表性的是與棉槳纖維素、木槳纖維素和竹漿纖維素進行混合、接枝，通過濕法紡絲工藝紡絲制備各種規(guī)格的長絲和短纖維?？梢愿纳圃欣w維的不良性能。保持清新，有效防止氣味留存衣物，抑制細菌滋長，清洗簡單，所有產(chǎn)品廢棄后可降解。堿溶性玉米蛋白分子結(jié)構(gòu)與毛具有相似性，可以與毛混紡，增加手感。同時，大分子鏈段具有天然的柔順性，可與人造纖維混紡則可提高織物柔軟性。
利用本發(fā)明制得的蛋白，可經(jīng)交聯(lián)、改性制成有較好機械強度，耐溫性好，有較高水蒸氣阻隔性和氧氣阻隔性的地膜。
本發(fā)明的方法原料易得，生產(chǎn)工藝簡單，提取后的殘渣可重復(fù)利用。并且本發(fā)明所用的堿溶性玉米蛋白為分子量可控，玉米蛋白純度高，拓寬了玉米蛋白的應(yīng)用范圍，并解決了傳統(tǒng)工藝溶劑用量大，在與其他纖維混紡時可紡性差以及制備蛋白膜時脆性大等缺點。而且這種堿溶性玉米蛋白生產(chǎn)所用原料均為玉米加工制備淀粉的下角料，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，提高了農(nóng)副產(chǎn)品的附加值，具有很高的社會效益和經(jīng)濟效益。
以下通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明，但實施例僅用于說明，并不能限制本發(fā)明范圍。
在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、量均為以總重量為基礎(chǔ)的重量單位，所有的原料均可以從市場購得。
具體實施例方式
實施例1稱取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％計算。將玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清，擠干，固體帶液45％。按3∶1加入濃度為15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11。在60℃下，攪拌4小時，轉(zhuǎn)速700r/min。離心過濾3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.05g/l的半胱氨酸，保溫50℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。離心過濾4000r/min；10min，20℃，取上清液。加入1.7g/l的戊二醛，保溫40℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。加入硫酸銨，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬4cm，電壓梯度12v/cm，電泳時間30min，溫度40℃使蛋白質(zhì)析出。用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽。干燥，得到了分子量為700，得率為72％的干粉蛋白。
實施例2稱取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％計算。將玉米蛋白粉放入50℃，1000m的水中浸泡2小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清，擠干，固體帶液55％。按3∶1加入濃度為15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11。在80℃下，攪拌4小時，轉(zhuǎn)速700r/min。離心過濾3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.05g/l的半胱氨酸，保溫50℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。離心過濾6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入1.7g/l的戊二醛，保溫40℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。加入硫酸鎂，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬4cm，電壓梯度12v/cm，電泳時間30min，溫度40℃，使蛋白質(zhì)析出。用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽。干燥，得到了分子量為700，得率為80％的干粉蛋白。
實施例3稱取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％計算。將玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清，擠干，固體帶液40％。按液料比5∶1加入濃度為15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為14。在60℃下，攪拌3小時，轉(zhuǎn)速700r/min。離心過濾3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.1g/l的半胱氨酸，保溫50℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。離心過濾6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛1.7g/l，保溫40℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。加入硫酸鎂，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬4cm，電壓梯度12v/cm，電泳時間30min，溫度40℃，使蛋白質(zhì)析出。用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽。干燥，得到了分子量為1500，得率為84％的干粉蛋白。
實施例4稱取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％計算。將玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清，擠干，固體帶液42％。按液料比5∶1加入濃度為15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11。在60℃下，攪拌3小時，轉(zhuǎn)速700r/min。離心過濾3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.5g/l的半胱氨酸，保溫50℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。離心過濾6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛1.7g/l，保溫40℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。加入硫酸鎂，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬4cm，電壓梯度12v/cm，電泳時間30min，溫度40℃，使蛋白質(zhì)析出。用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽。干燥，得到了分子量為3300，得率為90％的干粉蛋白。
實施例5稱取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％計算。將玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清，擠干。固體帶液50％。按液料比5∶1加入濃度為15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11。在60℃下，攪拌3小時，轉(zhuǎn)速700r/min。離心過濾3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入1.5g/l的半胱氨酸，保溫50℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。離心過濾6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛3g/l，保溫40℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。加入硫酸鎂，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬4cm，電壓梯度12v/cm，電泳時間30min，溫度40℃，使蛋白質(zhì)析出。用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽。干燥，得到了分子量為4000，得率為85％的干粉蛋白。
實施例6稱取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％計算。將玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清，擠干，固體帶液49％。按液料比4∶1加入濃度為15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11。在60℃下，攪拌3小時，轉(zhuǎn)速700r/min。離心過濾3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.5g/l的半胱氨酸，保溫30℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。離心過濾6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛3g/l，保溫60℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。加入硫酸鎂，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬4cm，電壓梯度12v/cm，電泳時間30min，溫度40℃，使蛋白質(zhì)析出。用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽。干燥，得到了分子量為1500，得率為90％的干粉蛋白。
實施例7稱取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％計算。將玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清。擠干，固體帶液45％。按液料比4∶1加入濃度15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11。在60℃下，攪拌3小時，轉(zhuǎn)速700r/min。離心過濾3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入1.5g/l的半胱氨酸，保溫50℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。離心過濾6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛0.5g/l，保溫40℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。加入硫酸鎂，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬4cm，電壓梯度12v/cm，電泳時間30min，溫度40℃，使蛋白質(zhì)析出。用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽。干燥，得到了分子量為4000，得率為80％的干粉蛋白。
實施例8稱取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％計算。將玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清。擠干，固體帶液43％。按液料比4∶1加入濃度為15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11。在70℃下，攪拌3小時，轉(zhuǎn)速700r/min。離心過濾3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入1g/l的半胱氨酸，保溫50℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。離心過濾6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛2g/l，保溫50℃，攪拌2小時，轉(zhuǎn)速400r/min。加入硫酸鎂，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬4cm，電壓梯度12v/cm，電泳時間30min，溫度40℃，使蛋白質(zhì)析出。用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽。干燥，得到分子量為9000，得率為85％的干粉蛋白。
實施例9將實施例1中制備的玉米蛋白配制成蛋白固含量為40％的水溶液，然后和纖維素木漿纖維素均勻混合進行濕法紡絲，其中玉米蛋白原液的量為總量的30wt％，采用一次凝固成型，凝固浴除含有常規(guī)的硫酸鈉260克/升、硫酸鋅10.5克/升和硫酸130克/升。紡絲浴溫度45℃，紡絲速度70米/分鐘，牽伸率20％，紡絲室溫20℃，相對濕度70％，來制備玉米蛋白長絲。
實施例10將實施例2中制備的玉米蛋白配制成蛋白固含量為40％的水溶液，然后和纖維素棉槳纖維素均勻混合進行濕法紡絲，其中玉米蛋白原液的量為總量的40wt％，采用一次凝固成型，調(diào)節(jié)紡絲浴溫度55℃，紡絲速度75米/分鐘，牽伸倍數(shù)總牽伸1.9倍，紡絲泵到紡絲盤1.4倍，紡絲盤到第一集束1.0倍，第一集束到第二集束1.4倍，紡絲室溫30℃，相對濕度70％，來制備玉米蛋白短纖。
實施例11將實施例3中制備的玉米蛋白配制成蛋白固含量為40％的水溶液，然后和纖維素棉槳纖維素均勻混合進行濕法紡絲，其中玉米蛋白原液的量為總量的50wt％，將液體均勻流延于較為平整的玻璃表面，使液體自然流平，3小時以后，待溶劑揮發(fā)完全后，玻璃表明會自然形成一層薄膜，將此薄膜取下即可制備玉米蛋白薄膜。
權(quán)利要求
1.一種堿溶性玉米蛋白，其特征在于在玉米蛋白分子鏈段中含有醛基，其分子量為100-50000。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿溶性玉米蛋白，其特征在于其分子量為500-5000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的堿溶性玉米蛋白的制備方法，其特征在于包括如下步驟A、將玉米蛋白粉放入按固液比為2-5∶1的比例的50-60℃的水中浸泡2-4小時，取出后用冷水沖洗，沖至液體澄清為止，擠干，使固體帶液率小于60％；B、按照液固比為2-8∶1加入濃度為10-15％的NaOH水溶液，調(diào)PH為11-14，在60-80℃下，攪拌3-4小時，轉(zhuǎn)速500-1500轉(zhuǎn)/分，然后按4000-10000r/min的轉(zhuǎn)速離心過濾2-10分鐘，在20-50℃保溫后取上清液；C、在上清液中按0.01g/l-10g/l加入半胱氨酸，30-50℃保溫攪拌1-3小時，轉(zhuǎn)速為100-1000轉(zhuǎn)/分；D、在4000-10000r/min下離心2-10分鐘，20-50℃，過濾取上清液；E、在D步驟得到的上清液中按0.01g/l-8g/l加入戊二醛，保溫40-60℃，攪拌1-3小時，轉(zhuǎn)速為500-1500r/min；F、加入中性鹽，配合區(qū)帶電泳，區(qū)帶寬2-10cm，電壓梯度10-30v/cm，電泳時間20-50min，溫度30-50℃使蛋白質(zhì)析出；G、用葡萄糖凝膠G-25過柱除鹽，然后干燥得干粉蛋白。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堿溶性玉米蛋白的制備方法，其特征在于在E步驟中加入1g/l-10g/l甲醛代替戊二醛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的堿溶性玉米蛋白的應(yīng)用，其特征在于該蛋白具有抑菌性、抗氧化性和生物可降解性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堿溶性玉米蛋白的應(yīng)用，其特征在于可以用于化妝品中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堿溶性玉米蛋白的應(yīng)用，其特征在于可與其它纖維混紡。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堿溶性玉米蛋白的應(yīng)用，其特征在于適合做產(chǎn)業(yè)用環(huán)保紡織材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堿溶性玉米蛋白的應(yīng)用，其特征在于該堿溶性玉米蛋白可與棉槳纖維素、木槳纖維素和竹漿纖維素進行混合、接枝，通過濕法紡絲工藝紡絲制備各種規(guī)格的長絲和短纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堿溶性玉米蛋白的應(yīng)用，其特征在于該堿溶性玉米蛋白可制備有較高水蒸氣阻隔性和氧氣阻隔性的地膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種堿溶性玉米蛋白及其制備方法和應(yīng)用，在玉米蛋白分子鏈段中含有醛基，其分子量為100－50000。本發(fā)明的原料易得，生產(chǎn)工藝簡單，提取后的殘渣可用作飼料。利用本方法制備的蛋白可與棉槳纖維素、木槳纖維素和竹漿纖維素進行混合、接枝，通過濕法紡絲工藝紡絲制備各種規(guī)格的長絲和短纖維，還可制備有較高水蒸氣阻隔性和氧氣阻隔性的地膜。并且本發(fā)明所用的堿溶性玉米蛋白為分子量可控，玉米蛋白純度高，拓寬了玉米蛋白的應(yīng)用范圍。這種堿溶性玉米蛋白生產(chǎn)所用原料均為玉米加工制備淀粉的下角料，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，提高了農(nóng)副產(chǎn)品的附加值，具有很高的社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號C07K1/16GK101024670SQ20071008663
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者陳洪章, 王開利, 任玉枝, 崔進 申請人:北京賽特瑞科技發(fā)展有限公司