[发明专利]一种交联微藻薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交联微藻薄膜的制备方法，具体涉及一种耐水溶的、低毒或无毒的交联微藻薄膜的化学制备方法，属于天然生物质的交联改性研究领域。

背景技术

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，其种类繁多，能够大量培养或生产的微藻主要有蓝藻门的螺旋藻、绿藻门的小球藻、盐藻等。这类微藻的蛋白质含量较高，故常被用作蛋白质来源而加工成粉剂、丸剂、提取物等形式投放保健品市场、食品添加剂市场等。

微藻中的螺旋藻和小球藻主要由蛋白质（>50%）、碳水化合物、不饱和脂肪酸、脂肪以及多种矿物质组成，杜氏盐藻蛋白质含量相应较低（约为25%)，这些藻类作为保健食品具有降低胆固醇、调节血糖、增强免疫系统、保护肠胃的功效。螺旋藻细胞壁主要由粗蛋白和具有阴离子特性的多糖组成，易消化吸收的蛋白质使其具有极高的营养价值，其含有的藻蓝蛋白配合激光辐照对小鼠癌细胞具有显著的杀灭作用；小球藻的细胞壁主要由纤维组成，因此破壁后的小球藻具有较高的营养价值，于人体免疫学及促进细胞生长的药理功能方面具有特殊的功效；盐藻则无细胞壁，因此相对螺旋藻和小球藻而言更易被消化吸收。目前，微藻的开发利用主要集中于微藻的养殖、微藻生物活性成分如蛋白质、多糖、多肽的提取及应用、微藻保健食品、微藻处理废水等方面的研究。尽管如此，微藻开发应用仍滞后于木质纤维素、大豆蛋白、丝素蛋白等生物质原料，微藻粉末产品的后加工制品形状主要以粉剂、片剂为主。由于未经化学改性的微藻粉末内的各组分的分子以无规聚集形式为主，分子间的结合力较弱，在水中溶失率较大，故难以获得除粉剂、片剂以外的耐水溶解的微藻薄膜、微藻多孔材料等，限制其功能的进一步研究开发。

螺旋藻、小球藻的主要成分为蛋白质，还含有一定量的不饱和脂肪酸，因此可加入交联剂、改性剂等使蛋白质分子上的官能团发生化学反应，进而开发得到多形态、多用途的产品，拓宽微藻的应用价值。申请号为201110024863.9的中国发明专利申请，将螺旋藻干粉与丙烯酰氯反应得到表面改性的螺旋藻，通过与第二种烯类单体共聚获得了四氧化三铁多孔微球，其主要目的为通过共聚将螺旋藻引入到磁性多孔粒子表面以充分发挥螺旋藻的功能性；申请号为201010284337.1的中国发明专利申请，采用3-（2-吡啶二巯基）丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯为交联剂，制备了一种别藻蓝蛋白标记的荧光抗体，其主要目的为利用纯的藻蓝蛋白的功能性。上述文献对螺旋藻或藻蛋白进行部分化学改性或交联，而本发明采用100%的藻类进行化学交联且得到了不溶于水的固体薄膜，拓展了微藻产品的种类及功能。此外，采用戊二醛、京尼平为交联剂制备的微藻交联膜具有对人体无毒的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种交联微藻薄膜的制备方法，将微藻中部分组分以化学键形式连接，提升或赋予交联微藻薄膜功能性，如赋予交联微藻薄膜耐水性、更好的耐热性，制备交联微藻聚合物复合材料等。

本发明提供的一种交联微藻薄膜的制备方法，该方法包括如下步骤：

a、将微藻干燥、粉碎、过80目筛，将过筛后的微藻粉末配制成质量浓度5～20%的水溶液；

b、然后将步骤a所得的水溶液在搅拌的条件下于30～75℃加热至水溶液为均相；

c、按微藻粉末与交联剂质量比为1:0.05～0.2加入交联剂，在搅拌条件下于30～75℃下反应24～48h得到交联微藻溶液；

d、将交联微藻溶液平铺于聚合物模具中，经70℃、80℃、90℃、105℃各干燥1小时即得。

发明人发现：在步骤a中，所得到的水溶液为中性，在中性的条件下，且在30～75℃下加热至水溶液为均相时，所用时间比较长，而在碱性条件下，所用时间比较短，为了加速溶解，缩短加热时间，优选的是将步骤a所得的水溶液加碱调节pH值为8～13。所用的碱为氨水或NaOH。

上述中，该微藻为螺旋藻、小球藻、杜氏盐藻和裂壶藻中的一种。

交联剂为能够与蛋白质侧链上的氨基、巯基、羟基、羧基等官能团反应的带有2个以上官能团的化学试剂，优选为戊二醛、京尼平、乙二醇二（丁二酰丁二酸）酯和碘乙酰-N-羟基丁二酰亚胺中的一种。

聚合物模具为具有凹槽的聚碳酸酯模具、聚四氟乙烯模具或硅橡胶模具。

本发明的优点：

本发明采用外加交联剂的方法对微藻水溶解液进行交联，避免了微藻功能组分的分离纯化过程，具有简便易行的特点。

本发明提供了一种非水溶微藻薄膜的制备方法，丰富了微藻产品的形态。