一种光敏改性大豆蛋白的方法技术

本发明专利技术公开了一种光敏改性大豆蛋白的方法，通过使用采用强变性剂巯基乙醇打开大豆蛋白内部的二硫键，用过硫酸钾和硝酸铈铵复合引发巯基链转移将光敏单体VM引入到大豆蛋白链上。本发明专利技术所述方法实现了在大豆蛋白结构中引入了光敏基元，为包装领域提供一种新型材料，且大豆资源廉价广泛，具有推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种光敏改性大豆蛋白的方法
本专利技术属于天然高分子材料与感光
，具体涉及一种光敏改性大豆蛋白的方法。
技术介绍
近年来随着石油、煤、天然气等不可再生资源的日趋枯竭，现代化工面临着原料短缺的困境，另一方面由现代化工引起的严重环境污染正在日益加剧。因此人们逐渐把目光转移到壳聚糖、淀粉、纤维素及大豆蛋白等可再生、可生物降解、对环境友好的天然高分子上。大豆蛋白(SPI)是由各种氨基酸经肽键相连而成的天然高分子，具有可生物降解，资源极其丰富且再生速度快，价格相对便宜等优点，因此人们对大豆蛋白的改性及材料化应用研究也日益增多，以大豆蛋白制备的生物降解高分子材料将潜在应用于可再生利用的大豆蛋白纤维、可食用膜、粘结剂、绿色塑料等领域。大豆蛋白因优异的成膜性，已备受关注。目前大豆蛋白的改性方法较多，如物理共混、化学改性(如采用与SPI结构中羧基、氨基等基团反应)等，SPI膜由于具有良好的生物相容性和生物降解性，因而得到较广的应用，但在实际的材料化过程中，用到了许多化学交联剂，来对其进行交联，改善力学性能，但这些化学交联剂或多或少存在一定毒性，因而破坏了大豆蛋白原始的生物相容性。光敏聚合物是一类特殊的刺激-响应型“智能”聚合物，其结构中的光敏感基元能够对外界光刺激(如紫外、近红外等)做出快速响应，并发生相应的物理、化学性质的变化。光刺激作为一种特殊的调控手段，其优越性主要表现在可以通过对照射频率、位置、强度及时间长短进行选择，“定时、定点、定速”地实现“智能”调控。试想，如果将一些光敏基元引入SPI结构中，进而通过光照使得SPI进行交联来改善力学性能，则可以替代传统的化学交联剂的使用，实现大豆蛋白材料领域一次新的突破。
技术实现思路
本专利专利技术了一种光敏改性大豆蛋白的方法，通过使用采用强变性剂巯基乙醇打开大豆蛋白内部的二硫键，进一步用过硫酸钾和硝酸铈铵复合引发巯基链转移将光敏单体VM引入到大豆蛋白链上，从而将光敏基元引入到SPI结构中。具体为：在大豆蛋白悬浮液中，加入巯基乙醇，再加入复合引发剂和单体7-(4-乙烯基苄氧基)-4-甲基香豆素(VM)。本专利技术所提供的光敏改性大豆蛋白的方法，其特征在于：在三颈瓶中加入3g大豆分离蛋白，100mLpH≈8.5的8mol/L的尿素缓冲溶液，在通氮气的条件下于60℃搅拌40min，然后加入300uL巯基乙醇，反应1h后，再分别加入50mL复合引发剂(0.1mol/L)和3gVM单体，于60℃下反应4h后停止反应。将反应产物倒入1L丙酮中进行充分沉淀，离心分离，将得到的沉淀用THF在索氏萃取器中抽提24h，以除去未反应的单体和均聚物，将得到的产品在真空干燥器中干燥至恒重，得到改性产物SPI-VM。复合引发剂优选为过硫酸钾和硝酸铈铵。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术对大豆蛋白进行光敏改性，通过使用采用强变性剂巯基乙醇打开大豆蛋白内部的二硫键，进一步用过硫酸钾和硝酸铈铵复合引发巯基链转移将光敏单体VM引入到大豆蛋白链上，实现了将光敏基元引入到大豆蛋白结构中，进而得到可光交联反应的SPI，可替代传统的化学交联剂的使用，为SPI材料化提供新的思路，且能够利用光能，符合低碳环保的理念。(2)相比于文献报道中传统的化学改性手段，例如：合成官能团封端的功能性聚合物，再通过末端官能团与SPI结构中反应性基团反应，本专利技术的工艺更简单，成本低，可操作性高。附图说明图1SPI-VM红外光谱图2SPI-VM紫外光照前后紫外光谱具体实施方式以下利用实施例进一步详细说明本专利技术，但不能认为是限定专利技术的范围。实施例1光敏单体VM的制备将37.0g7-羟基-4-甲基香豆素、14.14gKOH、2g聚乙烯醇(PEG2000)、适量碘化钾溶于100mL去离子水中，搅拌下加热至40℃。10min后加入对氯亚甲基苯乙烯(经碱性氧化铝柱层析处理)30.4g，40℃下反应48小时。体系冷却后产物在水中沉淀，得乳黄色固体。产物用四氢呋喃溶解，在甲醇与水3∶1的混合溶液中沉淀，重复3次，得到白色固体。最后纯化产物经40℃真空干燥12小时，得到光敏单体VM。实施例2pH≈8.5的尿素缓冲溶液的配制用8mol/L的尿素溶液分别配制0.1mol/L的NaOH溶液、0.4mol/L的硼酸溶液和0.4mol/L的KCl溶液，再分别移取10.1mlNaOH溶液、12.5ml硼酸溶液和12.5mlKCl溶液于100mL的容量瓶中，用8mol/L的尿素溶液定容，得pH≈8.5的尿素缓冲溶液。实施例3大豆蛋白光敏改性产物SPI-VM的制备在三颈瓶中加入3g大豆分离蛋白，100mLpH≈8.5的8mol/L的尿素缓冲溶液，在通氮气的条件下于60℃搅拌40min，然后加入300uL巯基乙醇，反应1h后，再分别加入50mL复合引发剂(0.1mol/L)和3gVM单体，于60℃下反应4h后停止反应。将反应产物倒入1L丙酮中进行充分沉淀，离心分离，将得到的沉淀用THF在索氏萃取器中抽提24h，以除去未反应的单体和均聚物，将得到的产品在真空干燥器中干燥至恒重，得到改性产物SPI-VM。复合引发剂采用过硫酸钾和硝酸铈铵。实施例4SPI-VM红外光谱追踪采用压片法，分别考察SPI和SPI-VM的红外光谱，见附图1。图中可以看出SPI-VM在1200cm-1和600cm-1处出现了新的吸收峰，其中1200cm-1处的吸收峰可以归结为接枝改性后的VM中醚键C-O的伸缩振动，而600cm-1处的吸收峰则可以归结为被打开后的二硫键与VM反应形成的C-S键。因此可以判断反应成功。实施例5SPI-VM光化学活性追踪配制0.2mg/ml的SPI-VM溶液5ml，以波长为365nm，功率为100W的紫外灯光照射溶液不同时间，用紫外-可见光谱观察不同光照时间下溶液的紫外光谱，见附图2。从图中可以看出，产物SPI-g-VM在323nm处有明显的特征峰。光照会使香豆素双键发生光二聚作用，因此随着光照时间的增加，峰值(吸光度)会减弱，说明发生了光交联。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光敏改性大豆蛋白的方法，其特征在于：在三颈瓶中加入3g大豆分离蛋白，100mL pH≈8.5的8mol/L的尿素缓冲溶液，在通氮气的条件下于60℃搅拌40min，然后加入300uL巯基乙醇，反应1h后，再分别加入50mL复合引发剂和3gVM单体，于60℃下反应4h后停止反应。将反应产物倒入1L丙酮中进行充分沉淀，离心分离，将得到的沉淀用THF在索氏萃取器中抽提24h，以除去未反应的单体和均聚物，将得到的产品在真空干燥器中干燥至恒重，得到改性产物。

【技术特征摘要】
1.一种光敏改性大豆蛋白的方法，其特征在于：在三颈瓶中加入3g大豆分离蛋白，100mLpH≈8.5的8mol/L的尿素缓冲溶液，在通氮气的条件下于60℃搅拌40min，然后加入300uL巯基乙醇，反应1h后，再分别加入50mL复合引发剂和3gVM单体，于60℃下反应4h后停止反应。将反应产物倒入1L丙酮中进行充分沉淀，离心...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翠，李博，曲春波，孙敏，刘倩，高鑫，
申请(专利权)人：上海城建职业学院，
类型：发明
国别省市：上海,31