一種交聯(lián)微藻薄膜的制備方法
【專利說明】一種交聯(lián)微藻薄膜的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種交聯(lián)微藻薄膜的制備方法，具體涉及一種耐水溶的、低毒或無毒的交聯(lián)微藻薄膜的化學(xué)制備方法，屬于天然生物質(zhì)的交聯(lián)改性研宄領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微藻是一類在陸地、海洋分布廣泛，營養(yǎng)豐富、光合利用度高的自養(yǎng)植物，其種類繁多，能夠大量培養(yǎng)或生產(chǎn)的微藻主要有藍(lán)藻門的螺旋藻、綠藻門的小球藻、鹽藻等。這類微藻的蛋白質(zhì)含量較高，故常被用作蛋白質(zhì)來源而加工成粉劑、丸劑、提取物等形式投放保健品市場、食品添加劑市場等。
[0003]微藻中的螺旋藻和小球藻主要由蛋白質(zhì)(>50%)、碳水化合物、不飽和脂肪酸、脂肪以及多種礦物質(zhì)組成，杜氏鹽藻蛋白質(zhì)含量相應(yīng)較低(約為25%)，這些藻類作為保健食品具有降低膽固醇、調(diào)節(jié)血糖、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)、保護(hù)腸胃的功效。螺旋藻細(xì)胞壁主要由粗蛋白和具有陰離子特性的多糖組成，易消化吸收的蛋白質(zhì)使其具有極高的營養(yǎng)價(jià)值，其含有的藻藍(lán)蛋白配合激光輻照對小鼠癌細(xì)胞具有顯著的殺滅作用；小球藻的細(xì)胞壁主要由纖維組成，因此破壁后的小球藻具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，于人體免疫學(xué)及促進(jìn)細(xì)胞生長的藥理功能方面具有特殊的功效；鹽藻則無細(xì)胞壁，因此相對螺旋藻和小球藻而言更易被消化吸收。目前，微藻的開發(fā)利用主要集中于微藻的養(yǎng)殖、微藻生物活性成分如蛋白質(zhì)、多糖、多肽的提取及應(yīng)用、微藻保健食品、微藻處理廢水等方面的研宄。盡管如此，微藻開發(fā)應(yīng)用仍滯后于木質(zhì)纖維素、大豆蛋白、絲素蛋白等生物質(zhì)原料，微藻粉末產(chǎn)品的后加工制品形狀主要以粉劑、片劑為主。由于未經(jīng)化學(xué)改性的微藻粉末內(nèi)的各組分的分子以無規(guī)聚集形式為主，分子間的結(jié)合力較弱，在水中溶失率較大，故難以獲得除粉劑、片劑以外的耐水溶解的微藻薄膜、微藻多孔材料等，限制其功能的進(jìn)一步研宄開發(fā)。
[0004]螺旋藻、小球藻的主要成分為蛋白質(zhì)，還含有一定量的不飽和脂肪酸，因此可加入交聯(lián)劑、改性劑等使蛋白質(zhì)分子上的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而開發(fā)得到多形態(tài)、多用途的產(chǎn)品，拓寬微藻的應(yīng)用價(jià)值。申請?zhí)枮?01110024863.9的中國發(fā)明專利申請，將螺旋藻干粉與丙烯酰氯反應(yīng)得到表面改性的螺旋藻，通過與第二種烯類單體共聚獲得了四氧化三鐵多孔微球，其主要目的為通過共聚將螺旋藻引入到磁性多孔粒子表面以充分發(fā)揮螺旋藻的功能性；申請?zhí)枮?01010284337.1的中國發(fā)明專利申請，采用3- (2-吡啶二巰基)丙酸N-羥基琥珀酰亞胺酯為交聯(lián)劑，制備了一種別藻藍(lán)蛋白標(biāo)記的熒光抗體，其主要目的為利用純的藻藍(lán)蛋白的功能性。上述文獻(xiàn)對螺旋藻或藻蛋白進(jìn)行部分化學(xué)改性或交聯(lián)，而本發(fā)明采用100%的藻類進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)且得到了不溶于水的固體薄膜，拓展了微藻產(chǎn)品的種類及功能。此外，采用戊二醛、京尼平為交聯(lián)劑制備的微藻交聯(lián)膜具有對人體無毒的特點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種交聯(lián)微藻薄膜的制備方法，將微藻中部分組分以化學(xué)鍵形式連接，提升或賦予交聯(lián)微藻薄膜功能性，如賦予交聯(lián)微藻薄膜耐水性、更好的耐熱性，制備交聯(lián)微藻聚合物復(fù)合材料等。
[0006]本發(fā)明提供的一種交聯(lián)微藻薄膜的制備方法，該方法包括如下步驟:
a、將微藻干燥、粉碎、過80目篩，將過篩后的微藻粉末配制成質(zhì)量濃度5?20%的水溶液；
b、然后將步驟a所得的水溶液在攪拌的條件下于30?75°C加熱至水溶液為均相；
c、按微藻粉末與交聯(lián)劑質(zhì)量比為1:0.05?0.2加入交聯(lián)劑，在攪拌條件下于30?75°C下反應(yīng)24?48h得到交聯(lián)微藻溶液；
(1、將交聯(lián)微藻溶液平鋪于聚合物模具中，經(jīng)70°0、80°0、90°0、105°0各干燥I小時(shí)即得。
[0007]發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在步驟a中，所得到的水溶液為中性，在中性的條件下，且在30?75°C下加熱至水溶液為均相時(shí)，所用時(shí)間比較長，而在堿性條件下，所用時(shí)間比較短，為了加速溶解，縮短加熱時(shí)間，優(yōu)選的是將步驟a所得的水溶液加堿調(diào)節(jié)pH值為8?13。所用的堿為氨水或NaOH。
[0008]上述中，該微藻為螺旋藻、小球藻、杜氏鹽藻和裂壺藻中的一種。
[0009]交聯(lián)劑為能夠與蛋白質(zhì)側(cè)鏈上的氨基、巰基、羥基、羧基等官能團(tuán)反應(yīng)的帶有2個(gè)以上官能團(tuán)的化學(xué)試劑，優(yōu)選為戊二醛、京尼平、乙二醇二 (丁二酰丁二酸)酯和碘乙酰-N-羥基丁二酰亞胺中的一種。
[0010]聚合物模具為具有凹槽的聚碳酸酯模具、聚四氟乙烯模具或硅橡膠模具。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明采用外加交聯(lián)劑的方法對微藻水溶解液進(jìn)行交聯(lián)，避免了微藻功能組分的分離純化過程，具有簡便易行的特點(diǎn)。
[0012]本發(fā)明提供了一種非水溶微藻薄膜的制備方法，豐富了微藻產(chǎn)品的形態(tài)。
[0013]本發(fā)明通過對微藻進(jìn)行交聯(lián)改性獲得了在水中不溶解的微藻交聯(lián)薄膜，改變了微藻粉劑、丸劑等遇水溶解的特點(diǎn)。
[0014]本發(fā)明通過化學(xué)交聯(lián)提高了微藻交聯(lián)薄膜的耐熱性。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面的實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
[0016]實(shí)施例中所用到的微藻粉末，均為經(jīng)干燥、粉碎、過80目篩而得。
[0017]實(shí)施例1
50ml單口燒瓶中加入18g去離子水，攪拌狀態(tài)下加入2g螺旋藻粉末，于55±2°C條件下磁力攪拌至水溶液為均相，然后向燒瓶中加入25%濃度的戊二醛0.Sg，55±2°C條件下繼續(xù)反應(yīng)24h，得到交聯(lián)螺旋藻的水溶液，然后再將交聯(lián)螺旋藻的水溶液平鋪于1X 1cm2凹槽的聚合物模具內(nèi)，經(jīng)70°0、80°0、90°0、105°0各干燥I小時(shí)獲得交聯(lián)螺旋藻薄膜。
[0018]實(shí)施例2
50ml單口燒瓶中加入18g去離子水，攪拌狀態(tài)下加入2g螺旋藻粉末，再于55±2°C條件下磁力攪拌至水溶液為均相，然后向燒瓶中加入京尼平0.2g，55±2°C條件下繼續(xù)反應(yīng)24h，得到深藍(lán)色的具有一定粘度的交聯(lián)螺旋藻的水溶液，然后再將交聯(lián)螺旋藻的水溶液平鋪于1X 1cm2凹槽的聚合物模具內(nèi)，經(jīng)70°C、80°C、90°C、105°C各干燥I小時(shí)獲得交聯(lián)螺旋藻薄膜。
[0019]實(shí)施例3
50ml單口燒瓶中加入18g去離子水，攪拌狀態(tài)下加入2