[发明专利]一种塑性丝胶蛋白膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及蚕丝蛋白的加工工艺，尤其是涉及一种塑性丝胶蛋白膜的制备方法。

背景技术

家蚕茧丝中存在两种蛋白质，即丝胶蛋白和丝素蛋白，且丝胶蛋白位于丝素纤维的外围。丝胶蛋白是由18种氨基酸组成的，具有吸湿保湿、抗菌、抗氧化、促进矿物质沉积、促进细胞生长以及抗凝血等多种功能，因此，丝胶蛋白在食品、化妆品、生物医学等领域中具有广泛的应用前景（[J]Progress in Polymer Science,2008, 33(10): 998-1012）。

丝胶蛋白具有复杂的结构与性能，通常认为茧层丝胶由三种水溶性不同的丝胶蛋白组成，溶解性从外到内逐渐降低，外层为易溶性丝胶，内层为难溶性丝胶。丝胶蛋白的特殊结构为丝胶蛋白的提取带来了困难，采用现有方法（如沸水法、高温高压法、碳酸钠法和酶解法等）提取的丝胶分子量较低且分子量难以控制，制备的丝胶膜功能材料的力学性能较差，不利于丝胶在组织工程、食品包装等领域内的应用。

虽然通过添加化学交联剂（如二羟甲基脲（[J] Journal of Insect Biotechnology and Sericology, 2001, 7(2): 149-153）、环氧树脂（[J]纺织学报, 2004, 25(5): 10-12）等），可以有效提高丝胶膜的力学性能，但是，化学交联剂具有一定的毒性，易使材料的生物相容性和安全性降低，并会对试验或生产人员的身体带来伤害，也会造成空气和水等环境资源的污染。

如公开日为2011年12月28日，公开号为CN102294048A的中国专利中，公开了一种具有吸水透湿的聚氨酯和丝胶蛋白医用复合膜的制备方法，该丝胶蛋白医用复合膜的制备方法的工艺复杂。公开日为2007年08月08日，公开号为CN101011596的中国专利中，公开了一种抗菌肽改性丝蛋白膜材料的制备方法，该制备方法的工艺也较为复杂。

综上所述，目前还没有一种工艺简单、制备条件温和、无有毒化交联剂、有较好的力学性能的塑性丝胶蛋白膜的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种工艺简单、制备条件温和、不添加任何化学交联剂而获得具有较好力学性能的塑性丝胶蛋白膜的制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该塑性丝胶蛋白膜的制备方法的特点在于：依次包括如下步骤：

（1）将蚕丝蛋白原料置于浓度为7-11mol/L的LiBr溶液中，于30-100℃的条件下溶解处理0.25-15min，得到不溶胶状物；

（2）将步骤（1）中得到的不溶胶状物取出，用蒸馏水洗涤数次，除去不溶胶状物中的LiBr分子，得到丝胶蛋白胶体；

（3）将步骤（2）中得到的丝胶蛋白胶摊开铺平，干燥后制得塑性丝胶蛋白膜。本发明采用将蚕丝蛋白原料置于LiBr溶液中进行溶解处理，获得丝胶蛋白胶体，并将该胶体通过成型加工制得塑性丝胶蛋白膜。本发明的丝胶蛋白膜在制备过程中减轻了丝胶蛋白的降解、不添加任何有毒化学交联剂、制备工艺简单、条件温和，不仅有效提高了丝胶蛋白的利用率，还有效提高了丝胶蛋白膜的力学性能、安全性能和生物相容性能。

作为优选，本发明所述蚕丝蛋白原料为茧壳、茧丝、茧衣和蛹衬中的一种或者两种以上。由此使得本发明中蚕丝蛋白原料的来源广广泛。

作为优选，本发明所述步骤（3）中的干燥为室温风干、冷冻干燥或真空干燥。由此使得本发明的干燥方式多样。

作为优选，本发明所述步骤（1）中的蚕丝蛋白原料通过将茧层剥成薄层、将茧层剪成碎片和将茧丝剪成短纤维中的一种或者两种以上的方法制作而成。由此使得本发明丝胶蛋白的利用率更高，丝胶蛋白膜的性能更优。

作为优选，本发明所述步骤（1）中，将蚕丝蛋白原料置于浓度为9mol/L的LiBr溶液中，于98℃的条件下溶解处理1min，得到不溶胶状物。由此使得本发明丝胶蛋白的利用率更高、成本更低。

作为优选，本发明所述步骤（2）中，将步骤（1）中得到的不溶胶状物取出，用蒸馏水洗涤4-8次，除去不溶胶状物中的LiBr分子，得到丝胶蛋白胶体。

作为优选，本发明所述步骤（3）中，采用风干法制得塑性丝胶蛋白膜。由此使得本发明的制备工艺更加简单、成本更低、丝胶蛋白膜的性能更优。

作为优选，本发明所述步骤（1）中，所述蚕丝蛋白原料的重量和LiBr溶液的体积之比为1g:10ml -1g:30ml。