本发明涉及蛋白质纳米纤维制备导电纤维膜的方法，具体说涉及一种利用特殊wpc纳米纤维结构制备具有优良性能的纤维蛋白膜方法。
背景技术
一些球蛋白如β-乳球蛋白、wpc、乳白蛋白、大豆分离蛋白等在低ph、低离子强度条件下高温长时间加热可以形成大分子纳米纤维状聚合物。这种特殊蛋白质聚合结构使其带有较高的电荷，一个方面是因为纤维结构的形成是蛋白质水解后再聚合的过程，另一方面是因为蛋白质分子充分展开后形成的聚合结构，因此，wpc纳米纤维具有常规wpc在相同低的ph条件下不具有的更多的带电基团，使其具有良好的导电性。但是，wpc纳米纤维的聚合主要通过弱的疏水相互作用完成，导致形成的纤维膜抗拉伸性和完整性很差，本专利采用3种方式大大改善了wpc导电纤维膜的性能，蛋白浓度的提高、二次热处理时间延长及钙离子的添加都有利于wpc膜各项性能的优化。高蛋白浓度下形成的粗的纤维，对于降低wpc纤维膜的溶解性、提高其机械性十分有利；二次热处理可以使得二硫键数目的增多，增强了wpc纤维之间的聚合强度；钙离子的添加可以在纤维之间形成盐桥强化纤维聚合形成特定的网络结构，对降低导电wpc纤维膜的溶解性及提高膜的机械性都十分有利。
技术实现要素：
本发明的目的是提供具有导电性能的wpc纤维膜的制备方法。
本发明的目的采用如下技术方案来实现：
步骤一：将wpc进行高温热处理制备得到wpc纤维聚合物
其中所述的高温处理制备得到的蛋白纤维聚合物的方法包括：将wpc溶于水中，用hcl调整ph值至1.0～3.0，后将溶液的浓度调至1.5～3.5％(w/v)，后在80℃-100℃的温度下加热处理；优选的，将蛋白溶于水中后调整ph值至2.0后再调整蛋白的浓度至3％(w/v)，在90℃的温度下加热处理即得。
为了达到更好的效果，将wpc溶于水中后调整ph值至2.0后离心，取中间清液用ph2.0的水调整wpc浓度至3.0wt％后在90℃的温度下进行加热处理。2000g离心处理，获得wpc纤维聚合物。
步骤二：将所得到的wpc纤维聚合物稀释至3～6％(w/v)。优选稀释至6％(w/v)。
步骤三：加入40mmol/l～100mmol/l的cacl2。优选加入100mmol/l的cacl2。
步骤四：分别混入明胶和甘油，其中wpc与明胶比例为1:0.6(w/w)，wpc与甘油比例为1：0.5(w/w)，在90℃水浴热处理30min，静止、淋膜，制备出具有导电性能的wpc纤维膜。
本发明以来源丰富的wpc为原料，将wpc在通ph2.0，90℃热处理10h后可形成长的、有分支/无分支、半柔性非常规纳米纤维聚合物，后以纳米纤维聚合物为原料制备wpc纤维膜，wpc纳米纤维具有与常规乳清蛋白相同的成膜特性，所形成的wpc纤维膜在性能方面有着常规wpc膜不具备的特性。与常规wpc膜相比，wpc纤维膜具有更好的导电性、阻油性和抗机械拉伸性能。通过上述方法制出的wpc纤维膜的导电性是wpc常规膜导电性的1.73倍，同时，拉伸强度是wpc常规膜的1.78倍；断裂伸长率是wpc常规膜的1.64倍；阻油性是常规wpc膜的2倍。拓宽了wpc的应用领域，具有较高的经济效益。
具体实施方式
乳清浓缩蛋白(wpc)纳米纤维配制成浓度3～6％(w/v)的溶液，用hcl调节溶液的ph值至1.5～2.5，在90℃水浴加热5～10h，冷却至室温。加入40mmol/l～100mmol/l的cacl2。分别混入明胶和甘油，其中wpc与明胶比例为1:0.6(w/w)，wpc与甘油比例为1：0.5(w/w)，通过磁力搅拌将其混匀，在90℃水浴热处理30min，静止、淋膜，制备出具有导电性能的wpc纤维膜。
以下结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
下面举例对本发明做进一步说明
实施例1
以乳清浓缩蛋白(wpc)为原料，取50.00gwpc粉溶于去离子水中，调节ph值至2.0，并用ph值为2.0的去离子水定容与1000ml的容量瓶中，16000g离心20min(4℃)，取中间清液，通过凯氏定氮得到准确浓度，后用ph为2.0的去离子水稀释至3.0％(w/v)，再次调节ph值至2.0，90℃下处理10h，2000g离心处理，制得wpc纳米纤维聚合物。
用ph为2.0的去离子水将wpc纳米纤维聚合物稀释至6％(w/v)，添加cacl2(100mmol/l)、明胶(60wt％protein)、甘油(54wt％protein)加入100mmol/l的cacl2。分别混入60ml明胶，50ml甘油，通过磁力搅拌将其混匀，在90℃水浴热处理30min，静止、淋膜，制备出的wpc纤维膜的导电性是wpc常规膜导电性的1.73倍，同时，拉伸强度是wpc常规膜的1.78倍；断裂伸长率是wpc常规膜的1.64倍；阻油性是常规wpc膜的2倍。
实施例2
以乳清浓缩蛋白(wpc)为原料，取50.00gwpc粉溶于去离子水中，调节ph值至1.8，并用ph值为1.8的去离子水定容于1000ml的容量瓶中，16000g离心20min(4℃)，取中间清液，通过凯氏定氮得到准确浓度，后用ph为2.0的去离子水稀释至3.0％(w/v)，再次调节ph值至1.8，90℃下处理10h，2000g离心处理，制得wpc纳米纤维聚合物。
用ph为1.8的去离子水将wpc纳米纤维聚合物稀释至3％(w/v)，添加cacl2(40mmol/l)、明胶(60wt％protein)、甘油(54wt％protein)加入100mmol/l的cacl2。分别混入60ml明胶，50ml甘油，通过磁力搅拌将其混匀，在90℃水浴热处理30min，静止、淋膜，制备出的wpc纤维膜的导电性是wpc常规膜导电性的1倍，同时，拉伸强度是wpc常规膜的1.02倍；断裂伸长率是wpc常规膜的1.03倍；阻油性是常规wpc膜的1.05倍
实施例3
以乳清浓缩蛋白(wpc)为原料，取50.00gwpc粉溶于去离子水中，调节ph值至1.9，并用ph值为1.9的去离子水定容于1000ml的容量瓶中，16000g离心20min(4℃)，取中间清液，通过凯氏定氮得到准确浓度，后用ph为1.9的去离子水稀释至3.0％(w/v)，再次调节ph值至1.9，90℃下处理10h，2000g离心处理，制得wpc纳米纤维聚合物。
用ph为1.8的去离子水将wpc纳米纤维聚合物稀释至3％(w/v)，添加cacl2(50mmol/l)、明胶(60wt％protein)、甘油(54wt％protein)加入100mmol/l的cacl2。分别混入60ml明胶，50ml甘油，通过磁力搅拌将其混匀，在90℃水浴热处理30min，静止、淋膜，制备出的wpc纤维膜的导电性是wpc常规膜导电性的1.2倍，同时，拉伸强度是wpc常规膜的1.28倍；断裂伸长率是wpc常规膜的1.15倍；阻油性是常规wpc膜的1.19倍。
实施例4
以乳清浓缩蛋白(wpc)为原料，取50.00gwpc粉溶于去离子水中，调节ph值至2.0，并用ph值为2.0的去离子水定容于1000ml的容量瓶中，16000g离心20min(4℃)，取中间清液，通过凯氏定氮得到准确浓度，后用ph为2.0的去离子水稀释至3.0％(w/v)，再次调节ph值至2.0，90℃下处理10h，2000g离心处理，制得wpc纳米纤维聚合物。
用ph为2.0的去离子水将wpc纳米纤维聚合物稀释至3％(w/v)，添加cacl2(60mmol/l)、明胶(60wt％protein)、甘油(54wt％protein)加入100mmol/l的cacl2。分别混入60ml明胶，50ml甘油，通过磁力搅拌将其混匀，在90℃水浴热处理30min，静止、淋膜，制备出的wpc纤维膜的导电性是wpc常规膜导电性的1.2倍，同时，拉伸强度是wpc常规膜的1.28倍；断裂伸长率是wpc常规膜的1.24倍；阻油性是常规wpc膜的1.25倍。
实施例5
以乳清浓缩蛋白(wpc)为原料，取50.00gwpc粉溶于去离子水中，调节ph值至1.9，并用ph值为1.9的去离子水定容于1000ml的容量瓶中，16000g离心20min(4℃)，取中间清液，通过凯氏定氮得到准确浓度，后用ph为1.9的去离子水稀释至3.0％(w/v)，再次调节ph值至1.9，90℃下处理10h，2000g离心处理，制得wpc纳米纤维聚合物。
用ph为1.9的去离子水将wpc纳米纤维聚合物稀释至6％(w/v)，添加cacl2(80mmol/l)、明胶(60wt％protein)、甘油(54wt％protein)加入100mmol/l的cacl2。分别混入60ml明胶，50ml甘油，通过磁力搅拌将其混匀，在90℃水浴热处理30min，静止、淋膜，制备出的wpc纤维膜的导电性是wpc常规膜导电性的1.4倍，同时，拉伸强度是wpc常规膜的1.48倍；断裂伸长率是wpc常规膜的1.3倍；阻油性是常规wpc膜的1.5倍。