专利名称：一种碱溶性玉米蛋白及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玉米蛋白及其制备方法和应用，更特别的涉及一种碱溶性玉米蛋白及其制备方法和应用。
背景技术：
目前国内还没有碱溶玉米蛋白，国外的生产技术也主要以生产醇溶技术为主。其大概工艺为以玉米蛋白粉为原料，用单元醇或多元醇进行萃取，如乙醇或异丙醇，然后用冷冻或冷水使蛋白析出。其工艺由于溶剂为醇类，导致一方面溶剂使用量很大，增加了生产成本；另一方面使得制得的蛋白应用领域不广，有一定局限性。
在我国不可再生资源的日益消耗和合成材料的非降解性而造成的严重环境污染。可再生的环境友好材料越来越引人注目，它对环境无毒无害。由于传统的玉米蛋白膜为醇溶性，成本较高，而且蛋白膜的强度差，脆性大，耐温性差。
玉米在我国的产量仅此于小麦和水稻，玉米蛋白粉是玉米淀粉加工的副产品，目前主要用来加工成饲料。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种碱溶性玉米蛋白。
本发明的目的之二是提供一种碱溶性玉米蛋白的制备方法。
本发明的目的之三是提供一种碱溶性玉米蛋白的应用。
本发明的这些以及其他目的将通过下列详细描述和说明来进一步体现和阐述。
本发明的碱溶性玉米蛋白，在玉米蛋白分子链段中含有醛基 其分子量为100-50000，进一步的其分子量为500-3000。
本发明的碱溶性玉米蛋白的制备方法，包括如下步骤A、将玉米蛋白粉(原料从淀粉厂获得，如河北省石家庄市金牛饲料厂生产)放入按固液比为2-5∶1的比例的50-60℃的水中浸泡2-4小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清为止，挤干，使固体带液率小于60％；B、按照液固比为2-8∶1加入浓度为10-15％的NaOH水溶液，调PH为11-14，在60-80℃下，搅拌3-4小时，转速500-1500转/分，然后按4000-10000r/min的转速离心过滤2-10分钟，在20-50℃保温后取上清液；C、在上清液中按0.01g/l-10g/l加入半胱氨酸，30-50℃保温搅拌1-3小时，转速为100-1000转/分；D、在4000-10000r/min下离心2-10分钟，20-50℃，过滤取上清液；E、在D步骤得到的上清液中按0.01g/l-8g/l加入戊二醛或加入1g/l-10g/l甲醛，保温40-60℃，搅拌1-3小时，转速为500-1500r/min；F、加入中性盐，配合区带电泳，区带宽2-10cm，电压梯度10-30v/cm，电泳时间20-50min，温度30-50℃使蛋白质析出；
G、用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐，然后干燥得干粉蛋白(得率为65％-95％)。
本发明的碱溶性玉米蛋白具有抑菌性、抗氧化性和生物可降解性，并且可以应用在化妆品中、与其它纤维混纺或适合做产业用环保纺织材料。
本发明的碱溶玉米蛋白，由于溶剂体系的常规性，可参与多种纤维的混纺及纯纺，其中比较有代表性的是与棉桨纤维素、木桨纤维素和竹浆纤维素进行混合、接枝，通过湿法纺丝工艺纺丝制备各种规格的长丝和短纤维。可以改善原有纤维的不良性能。保持清新，有效防止气味留存衣物，抑制细菌滋长，清洗简单，所有产品废弃后可降解。碱溶性玉米蛋白分子结构与毛具有相似性，可以与毛混纺，增加手感。同时，大分子链段具有天然的柔顺性，可与人造纤维混纺则可提高织物柔软性。
利用本发明制得的蛋白，可经交联、改性制成有较好机械强度，耐温性好，有较高水蒸气阻隔性和氧气阻隔性的地膜。
本发明的方法原料易得，生产工艺简单，提取后的残渣可重复利用。并且本发明所用的碱溶性玉米蛋白为分子量可控，玉米蛋白纯度高，拓宽了玉米蛋白的应用范围，并解决了传统工艺溶剂用量大，在与其他纤维混纺时可纺性差以及制备蛋白膜时脆性大等缺点。而且这种碱溶性玉米蛋白生产所用原料均为玉米加工制备淀粉的下角料，实现了资源的循环利用，提高了农副产品的附加值，具有很高的社会效益和经济效益。
以下通过具体实施例来进一步说明本发明，但实施例仅用于说明，并不能限制本发明范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、量均为以总重量为基础的重量单位，所有的原料均可以从市场购得。
具体实施例方式
实施例1称取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％计算。将玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清，挤干，固体带液45％。按3∶1加入浓度为15％的NaOH水溶液，调PH为11。在60℃下，搅拌4小时，转速700r/min。离心过滤3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.05g/l的半胱氨酸，保温50℃，搅拌2小时，转速400r/min。离心过滤4000r/min；10min，20℃，取上清液。加入1.7g/l的戊二醛，保温40℃，搅拌2小时，转速400r/min。加入硫酸铵，配合区带电泳，区带宽4cm，电压梯度12v/cm，电泳时间30min，温度40℃使蛋白质析出。用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐。干燥，得到了分子量为700，得率为72％的干粉蛋白。
实施例2称取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％计算。将玉米蛋白粉放入50℃，1000m的水中浸泡2小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清，挤干，固体带液55％。按3∶1加入浓度为15％的NaOH水溶液，调PH为11。在80℃下，搅拌4小时，转速700r/min。离心过滤3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.05g/l的半胱氨酸，保温50℃，搅拌2小时，转速400r/min。离心过滤6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入1.7g/l的戊二醛，保温40℃，搅拌2小时，转速400r/min。加入硫酸镁，配合区带电泳，区带宽4cm，电压梯度12v/cm，电泳时间30min，温度40℃，使蛋白质析出。用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐。干燥，得到了分子量为700，得率为80％的干粉蛋白。
实施例3称取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％计算。将玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清，挤干，固体带液40％。按液料比5∶1加入浓度为15％的NaOH水溶液，调PH为14。在60℃下，搅拌3小时，转速700r/min。离心过滤3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.1g/l的半胱氨酸，保温50℃，搅拌2小时，转速400r/min。离心过滤6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛1.7g/l，保温40℃，搅拌2小时，转速400r/min。加入硫酸镁，配合区带电泳，区带宽4cm，电压梯度12v/cm，电泳时间30min，温度40℃，使蛋白质析出。用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐。干燥，得到了分子量为1500，得率为84％的干粉蛋白。
实施例4称取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％计算。将玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清，挤干，固体带液42％。按液料比5∶1加入浓度为15％的NaOH水溶液，调PH为11。在60℃下，搅拌3小时，转速700r/min。离心过滤3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.5g/l的半胱氨酸，保温50℃，搅拌2小时，转速400r/min。离心过滤6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛1.7g/l，保温40℃，搅拌2小时，转速400r/min。加入硫酸镁，配合区带电泳，区带宽4cm，电压梯度12v/cm，电泳时间30min，温度40℃，使蛋白质析出。用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐。干燥，得到了分子量为3300，得率为90％的干粉蛋白。
实施例5称取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％计算。将玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清，挤干。固体带液50％。按液料比5∶1加入浓度为15％的NaOH水溶液，调PH为11。在60℃下，搅拌3小时，转速700r/min。离心过滤3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入1.5g/l的半胱氨酸，保温50℃，搅拌2小时，转速400r/min。离心过滤6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛3g/l，保温40℃，搅拌2小时，转速400r/min。加入硫酸镁，配合区带电泳，区带宽4cm，电压梯度12v/cm，电泳时间30min，温度40℃，使蛋白质析出。用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐。干燥，得到了分子量为4000，得率为85％的干粉蛋白。
实施例6称取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％计算。将玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清，挤干，固体带液49％。按液料比4∶1加入浓度为15％的NaOH水溶液，调PH为11。在60℃下，搅拌3小时，转速700r/min。离心过滤3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入0.5g/l的半胱氨酸，保温30℃，搅拌2小时，转速400r/min。离心过滤6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛3g/l，保温60℃，搅拌2小时，转速400r/min。加入硫酸镁，配合区带电泳，区带宽4cm，电压梯度12v/cm，电泳时间30min，温度40℃，使蛋白质析出。用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐。干燥，得到了分子量为1500，得率为90％的干粉蛋白。
实施例7称取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％计算。将玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清。挤干，固体带液45％。按液料比4∶1加入浓度15％的NaOH水溶液，调PH为11。在60℃下，搅拌3小时，转速700r/min。离心过滤3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入1.5g/l的半胱氨酸，保温50℃，搅拌2小时，转速400r/min。离心过滤6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛0.5g/l，保温40℃，搅拌2小时，转速400r/min。加入硫酸镁，配合区带电泳，区带宽4cm，电压梯度12v/cm，电泳时间30min，温度40℃，使蛋白质析出。用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐。干燥，得到了分子量为4000，得率为80％的干粉蛋白。
实施例8称取玉米蛋白粉333.3g，其中玉米蛋白粉中含蛋白按60％计算。将玉米蛋白粉放入50℃，1000ml的水中浸泡3小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清。挤干，固体带液43％。按液料比4∶1加入浓度为15％的NaOH水溶液，调PH为11。在70℃下，搅拌3小时，转速700r/min。离心过滤3000r/min，10min，20℃得上清液。在上清液中加入1g/l的半胱氨酸，保温50℃，搅拌2小时，转速400r/min。离心过滤6000r/min；10min，20℃，取上清液。加入戊二醛2g/l，保温50℃，搅拌2小时，转速400r/min。加入硫酸镁，配合区带电泳，区带宽4cm，电压梯度12v/cm，电泳时间30min，温度40℃，使蛋白质析出。用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐。干燥，得到分子量为9000，得率为85％的干粉蛋白。
实施例9将实施例1中制备的玉米蛋白配制成蛋白固含量为40％的水溶液，然后和纤维素木浆纤维素均匀混合进行湿法纺丝，其中玉米蛋白原液的量为总量的30wt％，采用一次凝固成型，凝固浴除含有常规的硫酸钠260克/升、硫酸锌10.5克/升和硫酸130克/升。纺丝浴温度45℃，纺丝速度70米/分钟，牵伸率20％，纺丝室温20℃，相对湿度70％，来制备玉米蛋白长丝。
实施例10将实施例2中制备的玉米蛋白配制成蛋白固含量为40％的水溶液，然后和纤维素棉桨纤维素均匀混合进行湿法纺丝，其中玉米蛋白原液的量为总量的40wt％，采用一次凝固成型，调节纺丝浴温度55℃，纺丝速度75米/分钟，牵伸倍数总牵伸1.9倍，纺丝泵到纺丝盘1.4倍，纺丝盘到第一集束1.0倍，第一集束到第二集束1.4倍，纺丝室温30℃，相对湿度70％，来制备玉米蛋白短纤。
实施例11将实施例3中制备的玉米蛋白配制成蛋白固含量为40％的水溶液，然后和纤维素棉桨纤维素均匀混合进行湿法纺丝，其中玉米蛋白原液的量为总量的50wt％，将液体均匀流延于较为平整的玻璃表面，使液体自然流平，3小时以后，待溶剂挥发完全后，玻璃表明会自然形成一层薄膜，将此薄膜取下即可制备玉米蛋白薄膜。
权利要求
1.一种碱溶性玉米蛋白，其特征在于在玉米蛋白分子链段中含有醛基，其分子量为100-50000。
2.根据权利要求1所述的碱溶性玉米蛋白，其特征在于其分子量为500-5000。
3.根据权利要求1或2所述的碱溶性玉米蛋白的制备方法，其特征在于包括如下步骤A、将玉米蛋白粉放入按固液比为2-5∶1的比例的50-60℃的水中浸泡2-4小时，取出后用冷水冲洗，冲至液体澄清为止，挤干，使固体带液率小于60％；B、按照液固比为2-8∶1加入浓度为10-15％的NaOH水溶液，调PH为11-14，在60-80℃下，搅拌3-4小时，转速500-1500转/分，然后按4000-10000r/min的转速离心过滤2-10分钟，在20-50℃保温后取上清液；C、在上清液中按0.01g/l-10g/l加入半胱氨酸，30-50℃保温搅拌1-3小时，转速为100-1000转/分；D、在4000-10000r/min下离心2-10分钟，20-50℃，过滤取上清液；E、在D步骤得到的上清液中按0.01g/l-8g/l加入戊二醛，保温40-60℃，搅拌1-3小时，转速为500-1500r/min；F、加入中性盐，配合区带电泳，区带宽2-10cm，电压梯度10-30v/cm，电泳时间20-50min，温度30-50℃使蛋白质析出；G、用葡萄糖凝胶G-25过柱除盐，然后干燥得干粉蛋白。
4.根据权利要求3所述的碱溶性玉米蛋白的制备方法，其特征在于在E步骤中加入1g/l-10g/l甲醛代替戊二醛。
5.根据权利要求1或2所述的碱溶性玉米蛋白的应用，其特征在于该蛋白具有抑菌性、抗氧化性和生物可降解性。
6.根据权利要求5所述的碱溶性玉米蛋白的应用，其特征在于可以用于化妆品中。
7.根据权利要求5所述的碱溶性玉米蛋白的应用，其特征在于可与其它纤维混纺。
8.根据权利要求5所述的碱溶性玉米蛋白的应用，其特征在于适合做产业用环保纺织材料。
9.根据权利要求5所述的碱溶性玉米蛋白的应用，其特征在于该碱溶性玉米蛋白可与棉桨纤维素、木桨纤维素和竹浆纤维素进行混合、接枝，通过湿法纺丝工艺纺丝制备各种规格的长丝和短纤维。
10.根据权利要求5所述的碱溶性玉米蛋白的应用，其特征在于该碱溶性玉米蛋白可制备有较高水蒸气阻隔性和氧气阻隔性的地膜。
全文摘要
本发明公开了一种碱溶性玉米蛋白及其制备方法和应用，在玉米蛋白分子链段中含有醛基，其分子量为100－50000。本发明的原料易得，生产工艺简单，提取后的残渣可用作饲料。利用本方法制备的蛋白可与棉桨纤维素、木桨纤维素和竹浆纤维素进行混合、接枝，通过湿法纺丝工艺纺丝制备各种规格的长丝和短纤维，还可制备有较高水蒸气阻隔性和氧气阻隔性的地膜。并且本发明所用的碱溶性玉米蛋白为分子量可控，玉米蛋白纯度高，拓宽了玉米蛋白的应用范围。这种碱溶性玉米蛋白生产所用原料均为玉米加工制备淀粉的下角料，实现了资源的循环利用，提高了农副产品的附加值，具有很高的社会效益和经济效益。
文档编号C07K1/16GK101024670SQ20071008663
公开日2007年8月29日 申请日期2007年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者陈洪章, 王开利, 任玉枝, 崔进 申请人:北京赛特瑞科技发展有限公司