一种氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的制备方法技术

一种氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的制备方法，属于纺织工业材料技术领域。本发明专利技术以粘胶纤维、蚕蛹分离蛋白为原料，通过制备氧化粘胶纤维，制备蚕蛹肽溶液，制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的步骤，就制备出交联率达到4.5～6.9％的氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽。本发明专利技术使氧化粘胶纤维与蚕蛹肽通过N，N’‑二环己基碳二亚胺(DCC)脱水缩合形成酰胺键而连接，交联率高、交联稳定性好，交联产物表面被蛋白质覆盖，显示出丝、毛纤维质感且具有良好的亲肤性。该制备过程反应条件温和，操作简便，所用原料易得，生产成本低廉，实现了原料和副产物的综合利用，属于绿色合成技术，制备出的氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽可广泛应用于纺织、服装、食品等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的制备方法一、
本专利技术属于纺织工业材料
，具体涉及一种氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的制备方法。二、
技术介绍
随着科学技术的发展和生活水平的提高，人们对纺织产品的各种性能提出了更多更高的要求，要求纺织产品具有轻薄舒适、弹性、环保、保健等特点。因此，研发舒适健康的新型纤维材料具有广阔的市场前景。粘胶纤维属于天然再生纤维素纤维，其主要成份纤维素系由D-葡萄糖以β-1，4-糖苷键连接成的高分子聚合物，具有透气性好、染色艳丽等特点。但是粘胶纤维也存在弹性差，缩水率高，容易变形，耐磨性差等缺陷，因此，必须针对其缺陷进行物理或化学改性，以满足社会需求。氧化粘胶纤维即对纤维素进行选择性氧化，使其葡萄糖残基上的某一个或某几个羟基发生反应，而在特定位置引入新的官能团，如羧基、醛基或羰基。上述新基团的加入，不仅改变了纤维素的结构，同时又赋予其许多新功能，从而扩展其用途。现有制备氧化纤维素的方法，例如申请号为CN201510614639.3、名称为“一种高羧化度的氧化纤维素的合成方法”的专利技术专利，该专利公开了一种高羧化度的氧化纤维素的合成方法，其方法为：首先将纤维素材料与干冰进行密封混合球磨并在球磨结束后将样品暴露于空气中实现预处理过程，再采用NaNO3与H2SO4对材料进行一次氧化，二次氧化过程以KClO4为氧化剂并于温度为30～40℃下进行反应，反应时间为30～60min；最后采用KClO对二次氧化后的材料进一步氧化，氧化温度为50～60℃，时间为50～65min。该方法的缺点是：①一次氧化中利用NaNO3与H2SO4在加热条件下生成HNO3，从而氧化纤维素葡萄糖残基的C1羟基为羧基，但是HNO3受热分解产生NO2，严重污染环境，而且极易导致β-1，4-糖苷键断裂，造成纤维素粉末化，失去可纺性。②二次氧化使用KClO4，KClO4系易燃爆试剂，与有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时极易引起燃烧爆炸危险性极大，同样，该试剂也导致纤维素粉末化，失去可纺性。蚕蛹作为蚕丝的副产物，其蛋白质含量高达55％-60％，营养价值极高，目前主要用作饲料添加剂，其主要的工业用途也只是用于提取粘胶长丝混纺用的蚕蛹分离蛋白，用途及其有限，附加值极低。现有制备蚕蛹蛋白粘胶长丝的方法，例如申请号为CN201010533319.2、名称为“一种木蛹蛋白粘胶长丝的制造方法”的专利技术专利，该专利公开了一种蚕蛹蛋白粘胶长丝的制造方法，包括：(1)蚕蛹蛋白纺丝液的制备；(2)蚕蛹蛋白液与木纤维素粘胶纺丝液共混；(3)对共混液进行纺丝；(4)凝固与固化，得到纤维束；(5)后处理，将纤维束经过酸洗、脱硫、水洗、酸洗、水洗、上油、脱水、烘干后得到木蛹蛋白粘胶长丝。该方法的缺点是以物理方法将纤维与蛋白结合为一体，制备出蛹蛋白粘胶长丝。由于蛋白质与纤维素分子仅通过混合而“临近”，两种分子间无化学键合，致使蛋白质在精炼、染色和洗涤等过程中极易脱落，面料染色不均，严重影响了该产品的质量及应用。三、
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有氧化粘胶纤维以及制备蚕蛹蛋白粘胶纤维的不足之处，提供一种氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的制备方法。本专利技术制备的氧化粘胶纤维保持了粘胶原有的优点，制备过程条件温和，无环境污染；制备的氧化粘胶纤维与蚕蛹肽以共价键连接，稳定性佳，并且具有亲肤舒适等特性，可应用于纺织、服装、食品等领域。本专利技术的主要原理是：葡萄糖氧化酶是一种需氧脱氢酶，能够将葡萄糖专一性氧化为葡萄糖酸和过氧化氢，纤维素是由葡萄糖通过β-1，4-糖苷键缩合成的线性高分子，其还原性末端C1羟基在葡萄糖氧化酶的作用下被氧化成羧基，从而获得氧化粘胶纤维；蛋白酶是降解蛋白质酰胺键的生物催化剂，其水解物为肽，由于催化构成酰胺键氨基酸残基的选择性差异，蛋白酶又分成很多种类；蚕蛹分离蛋白系由多种蛋白质组成的混合物，虽然其分子量分布不均一，水溶性差异大，但用不同的蛋白酶进行水解，均可生成肽；肽暴露出大量游离的氨基与羧基，因而水溶性好，空间位阻小且具独特的生物学功能，用途广泛；在常温条件下，N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)，可催化游离氨基和羧基间的脱水反应，生成酰胺化合物，氧化粘胶纤维分子中含羧基，蚕蛹肽分子中含有氨基，两者临近时在该催化剂作用下发生脱水缩合反应，于是就生成酰胺键连接的氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽。本专利技术的目的是这样实现的：一种氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的制备方法，以粘胶纤维、蚕蛹分离蛋白为原料，通过制备氧化粘胶纤维，制备蚕蛹肽溶液，制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的步骤，就制备出交联率达到4.5～6.9％的氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽，其具体的工艺步骤如下：(1)制备氧化粘胶纤维适量粘胶纤维分散于50～100倍体积、pH为5.0～7.0的水溶液中，升温至30～40℃，加入底物质量的2％～10％的葡萄糖氧化酶反应2～4h。反应结束后，用纯净水反复清洗5次，60℃烘干，即制备出氧化粘胶纤维，用于制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽。(2)制备蚕蛹肽溶液适量蚕蛹分离蛋白分散于纯净水中，在搅拌下用稀氢氧化钠溶液调节pH为8.5～10.5，处理15～30min，配制出蛋白质质量浓度为10～20％的蚕蛹蛋白溶液。将该溶液升温至50～70℃，再加入质量为蚕蛹分离蛋白的0.5～3％、酶活性为5～10万U/g的诺维信碱性蛋白酶3.0T，恒温搅拌水解1～3h后，调节pH为5.0～7.0，再加入蚕蛹分离蛋白质量0.5～3％、酶活性为10～30万U/g的木瓜蛋白酶，恒温搅拌水解1～3h后升温至85℃以上，灭酶10min。然后冷却至常温，泵入离心机中，以4000r/min的速度离心10分钟，分别收集上层清液和下层沉淀，对收集的下层沉淀，用于制备蚕蛹蛋白粘胶共混长丝或饲料添加剂；对收集的上层清液，即为蚕蛹肽溶液，用于制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽。(3)制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽第(1)步和第(2)步完成后，先按照氧化粘胶纤维质量与蚕蛹肽溶液体积比为1∶5～15(kg/L)的比例，将第(1)步制备的氧化粘胶纤维分散到第(2)步制备的蚕蛹肽溶液中，再按照N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)与氧化粘胶纤维质量比为1∶4～10(kg/kg)的比例，加入N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)质量百分浓度为10～30％、乙醇体积百分浓度为70～85％的溶液，接着升温到50～75℃，反应0.5～2.5h。反应完成后，进行真空抽滤，分别收集滤液和滤渣。对收集的滤液，补充蚕蛹肽溶液后可再次用于制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽；对收集的滤渣，分别用纯净水和95％乙醇反复冲洗5遍后，分别收集洗涤液和洗涤后的滤渣。对于收集的洗涤后的滤渣，在50℃环境下烘干后即得氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽，其交联率达到4.5～6.9％；对于收集洗涤液，进行真空抽滤，分别收集洗涤滤液和洗涤滤渣；对收集的洗涤滤液，在温度为50～60℃、真空度为0.09～0.1MPa的条件下进行真空浓缩，回收乙醇；对收集的洗涤滤渣，即为1，3-二环己基脲(DCU)，可用作合成药物的中间体。本专利技术采用上述技术方案后，主要有以下效果：1、本专利技术使氧化粘胶纤维与蚕蛹肽通过N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)脱水缩合形成酰胺键而连接，交联率高、交联稳定性好，交联产物表面被蛋白质覆盖，显示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的制备方法，其特征在于具体的工艺步骤如下：(1)制备氧化粘胶纤维适量粘胶纤维分散于50～100倍体积、pH为5.0～7.0的水溶液中，升温至30～40℃，加入底物质量的2％～10％的葡萄糖氧化酶反应2～4h，反应结束后，用纯净水反复清洗5次，60℃烘干，即制备出氧化粘胶纤维，用于制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽；(2)制备蚕蛹肽溶液适量蚕蛹分离蛋白分散于纯净水中，在搅拌下用稀氢氧化钠溶液调节pH为8.5～10.5，处理15～30min，配制出蛋白质质量浓度为10～20％的蚕蛹蛋白溶液，将该溶液升温至50～70℃，再加入质量为蚕蛹分离蛋白的0.5～3％、酶活性为5～10万U/g的诺维信碱性蛋白酶3.0T，恒温搅拌水解1～3h后，调节pH为5.0～7.0，再加入蚕蛹分离蛋白质量0.5～3％、酶活性为10～30万U/g的木瓜蛋白酶，恒温搅拌水解1～3h后升温至85℃以上，灭酶10min，然后冷却至常温，泵入离心机中，以4000r/min的速度离心10分钟，分别收集上层清液和下层沉淀，对收集的下层沉淀，用于制备蚕蛹蛋白粘胶共混长丝或饲料添加剂；对收集的上层清液，即为蚕蛹肽溶液，用于制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽；(3)制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽第(1)步和第(2)步完成后，先按照氧化粘胶纤维质量与蚕蛹肽溶液体积比为1∶5～15(kg/L)的比例，将第(1)步制备的氧化粘胶纤维分散到第(2)步制备的蚕蛹肽溶液中，再按照N，N’‑二环己基碳二亚胺(DCC)与氧化粘胶纤维质量比为1∶4～10(kg/kg)的比例，加入N，N’‑二环己基碳二亚胺(DCC)质量百分浓度为10～30％、乙醇体积百分浓度为70～85％的溶液，接着升温到50～75℃，反应0.5～2.5h，反应完成后，进行真空抽滤，分别收集滤液和滤渣，对收集的滤液，补充蚕蛹肽溶液后可再次用于制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽；对收集的滤渣，分别用纯净水和95％乙醇反复冲洗5遍后，分别收集洗涤液和洗涤后的滤渣，对于收集的洗涤后的滤渣，在50℃环境下烘干后即得氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽，其交联率达到4.5～6.9％；对于收集洗涤液，进行真空抽滤，分别收集洗涤滤液和洗涤滤渣；对收集的洗涤滤液，在温度为50～60℃、真空度为0.09～0.1MPa的条件下进行真空浓缩，回收乙醇；对收集的洗涤滤渣，即为1，3‑二环己基脲(DCU)，可用作合成药物的中间体。...

【技术特征摘要】
1.一种氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽的制备方法，其特征在于具体的工艺步骤如下：(1)制备氧化粘胶纤维适量粘胶纤维分散于50～100倍体积、pH为5.0～7.0的水溶液中，升温至30～40℃，加入底物质量的2％～10％的葡萄糖氧化酶反应2～4h，反应结束后，用纯净水反复清洗5次，60℃烘干，即制备出氧化粘胶纤维，用于制备氧化粘胶纤维交联蚕蛹肽；(2)制备蚕蛹肽溶液适量蚕蛹分离蛋白分散于纯净水中，在搅拌下用稀氢氧化钠溶液调节pH为8.5～10.5，处理15～30min，配制出蛋白质质量浓度为10～20％的蚕蛹蛋白溶液，将该溶液升温至50～70℃，再加入质量为蚕蛹分离蛋白的0.5～3％、酶活性为5～10万U/g的诺维信碱性蛋白酶3.0T，恒温搅拌水解1～3h后，调节pH为5.0～7.0，再加入蚕蛹分离蛋白质量0.5～3％、酶活性为10～30万U/g的木瓜蛋白酶，恒温搅拌水解1～3h后升温至85℃以上，灭酶10min，然后冷却至常温，泵入离心机中，以4000r/min的速度离心10分钟，分别收集上层清液和下层沉淀，对收集的下层沉淀，用于制备蚕蛹蛋白粘胶共混长丝或饲料添加剂；对收集的上层清液，即为蚕蛹肽溶液，用于制...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文，尹思力，倪科，余红梅，杨洋，凌梦晨，袁德宽，周小华，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50