本发明涉及一种耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜的制备方法，属于明胶膜制备技术领域。
背景技术：
明胶是由胶原蛋白水解产生的非均匀肽分子聚合物质，是一种天然高分子和生物大分子材料。它具有良好的生物相容性、无抗原性、止血及促进组织愈合和生物降解性等性能，因此，广泛应用于制药工业以及生物医学领域，如硬、软胶囊、微球、人造血管密封胶，创伤敷料、外科手术吸附垫、药物缓释材料等。我国的明胶资源储备丰富、来源广泛、价格低廉，使其近年来成为生物大分子材料科学领域的研究热点。
将明胶液涂布在成膜介质上，干燥后可形成一层明胶膜，明胶膜的应用领域比较广泛，例如可以用于方便面的调料袋、中成药的内包装等，可以将药物固定在明胶膜上制成载体膜等。明胶膜应具有良好的成膜能力、低的水蒸气透过性、好的阻氧性、天然的抗氧化性和好的生物活性携带物。但因明胶热稳定性低、机械性能差、遇水溶胀，易于降解、干燥后质地脆、成型能力不强以及抗性差等特点限制了它的应用，因此常对明胶进行改性处理。
为改善明胶的应用性能，目前采用戊二醛、碳化二亚胺、环氧化合物等与明胶胶原交联改性，可提高明胶的力学性能，或者将多糖或脂质添加到明胶膜里改变其力学性质、通透性等。但是，化学交联改性后明胶生物活性和稳定性下降，更为严重的是化学物质的残留问题。另外，为了改善明胶膜的抗氧化性能性质，可以在成膜前将某些具有生物活性成分的物质加入到明胶液中来提高明胶膜的抗氧化性能或抗菌性能。但是，添加到膜中的生物活性物质由于光照射、氧及其它因素的影响本身容易被氧化、分解破坏，而使得其不能在长时间内充分发挥作用。
因此，亟待研制出一种能够解决上述性能问题的明胶膜非常有必要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前明胶膜抗氧化性能差同时耐化学腐蚀性能差的缺陷，提供了一种耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，称取5～7份磺丁基-β-环糊精、7～9份茶多酚、18～21份蒸馏水投入烧杯中混合搅拌，将烧杯放入超声波震荡仪震荡，在氮气环境和室温条件下混合搅拌24～26h制得反应分散液，将反应分散液与壳聚糖盐酸盐按质量比5：1搅拌混合制得反应混合液，备用；
（2）按重量份数计，称取3～5份石墨粉，7～9份高锰酸钾粉末和18～20份硫酸溶液放入三口烧瓶中混合，将烧瓶放入冰水浴中混合搅拌，过滤得到滤渣；
（3）按重量份数计，称取2～4份上述滤渣、6～8份乙酸乙酯的乙醇溶液、15～18份丙二烯投入反应釜中，恒温反应，制得混合浆液，备用；
（4）称取500～700g新鲜兔皮，将新鲜兔皮刮毛并依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次，将清洗过的兔皮剪切成小片，并用盐酸浸泡30～40min，浸泡后提取兔皮片，用硅藻土悬浊液浸泡，浸泡后用孔径为1.0～1.2μm的微滤膜真空过滤制得反应胶液；
（5）按重量份数计，称取5～8份上述反应胶液、5～8份备用的反应混合液、10～12份备用的混合浆液、13～15份甘油和10～12份去离子水混合投入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中搅拌，搅拌后放入超声震荡仪中震荡制得混合胶液；
（6）将上述混合胶液用涂布机涂布在洁净玻璃板上，控制涂布厚度为1～2mm，涂抹结束后将玻璃板放入烘箱中干燥，干燥后在常温下静置48～50h后揭下膜制得耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜。
步骤（1）中所述的超声波震荡仪的频率为25～30kHz，震荡时间为30～40min。
步骤（2）中所述的硫酸溶液的质量分数为80～90%，搅拌转速为200～300r/min，混合搅拌时间为30～40min。
步骤（3）中所述的乙酸乙酯的乙醇溶液的质量分数为40～50%，反应釜中转速为600～700r/min，温度为70～75℃，恒温反应时间为20～30min。
步骤（4）中所述的盐酸的质量分数为5～8%，硅藻土悬浊液浸泡的质量分数为10～15%。
步骤（5）中所述的水浴锅中的温度为60～65℃，搅拌转速为300～400r/min，搅拌时间为3～4h，超声震荡仪中的频率为30～35kHz，震荡时间为10～15min。
步骤（6）中所述的烘箱中温度为45～50℃，干燥时间为24～26h。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先以磺丁基-β-环糊精、茶多酚、壳聚糖盐酸盐为原料制得反应混合液，将石墨粉在硫酸环境下与高锰酸钾反应，再用乙酸乙酯混合改性，然后将兔皮清洗剪片，用硅藻土溶液浸泡，再与甘油以及其它助剂混合搅拌，所得胶液干燥浓缩制得耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜，本发明首先以磺丁基-β-环糊精、茶多酚和壳聚糖盐酸盐为原料在常温下超声震荡混合制得一种茶多酚-壳聚糖纳米复合材料，茶多酚是一种天然抗氧化剂，可以在与氧气接触时生成一种过氧自由基的稳定化合物，包覆于基材表层阻碍氧化作用的进行，起到抑制氧化的作用，同时引入壳聚糖盐酸盐，利用磺丁基-β-环糊精为介质包覆、修饰茶多酚纳米颗粒，利用酯基、羧基、环氧基团等官能团互相之间成离子键、共价键以及分子键作用力和其它化学键合力的作用，使茶多酚与壳聚糖之间最大程度的交联，纳米粒能够使膜质更加致密、紧凑，有利于提高膜的机械性能、抗氧化性、热稳定性以及隔热性能，并能够减少茶多酚受光和氧气的影响，使茶多酚的活性时间延长，本发明还以兔皮为原料，兔皮本身致密性好，力学性能优异，其中具有大量氨基酸、羧基、羟基等官能团可以与膜中分子互相交联，与高分子共混，加强膜的抗氧化性与耐化学性；
（2）本发明中所制得的茶多酚/壳聚糖纳米颗粒复合材料，通过有机物各官能团之间的离子键和共价键的生成形成致密、稳定的结构，这种交联致密的结构可以提高膜的耐化学腐蚀性能，同时还以石墨为原料，在浓硫酸环境下被高锰酸钾氧化制得氧化石墨烯材料，并且引入的酯基使氧化石墨烯可以利用本身具有的磺基、羟基、酯基等官能团与膜中其它纳米颗粒与分子链结合形成离子键、共价键和其它化学键合力，加大膜的致密性与稳定性，同时利用氧化石墨烯本身具有的高耐化学腐蚀性能提高膜的耐化学腐蚀性，具有广阔的应用效果。
具体实施方式
按重量份数计，称取5～7份磺丁基-β-环糊精、7～9份茶多酚、18～21份蒸馏水投入烧杯中混合搅拌，将烧杯放入超声波震荡仪中以25～30kHz的频率震荡30～40min，在氮气环境和室温条件下混合搅拌24～26h制得反应分散液，将反应分散液与壳聚糖盐酸盐按质量比5：1搅拌混合制得反应混合液，备用；按重量份数计，称取3～5份石墨粉，7～9份高锰酸钾粉末和18～20份质量分数为80～90%的硫酸溶液放入三口烧瓶中混合，将烧瓶放入冰水浴中以200～300r/min的转速混合搅拌30～40min，过滤得到滤渣；按重量份数计，称取2～4份上述滤渣、6～8份质量分数为40～50%的乙酸乙酯的乙醇溶液、15～18份丙二烯投入反应釜中，在600～700r/min的转速，70～75℃的温度条件下恒温反应20～30min，制得混合浆液，备用；称取500～700g新鲜兔皮，将新鲜兔皮刮毛并依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3～5次，将清洗过的兔皮剪切成小片，并用质量分数为5～8%的盐酸浸泡30～40min，浸泡后提取兔皮片，用质量分数为10～15%的硅藻土悬浊液浸泡，浸泡后用孔径为1.0～1.2μm的微滤膜真空过滤制得反应胶液；按重量份数计，称取5～8份上述反应胶液、5～8份备用的反应混合液、10～12份备用的混合浆液、13～15份甘油和10～12份去离子水混合投入烧杯中，将烧杯置于温度为60～65℃的水浴锅中，以300～400r/min的转速搅拌3～4h，搅拌后放入超声震荡仪中以30～35kHz的频率震荡10～15min制得混合胶液；将上述混合胶液用涂布机涂布在洁净玻璃板上，控制涂布厚度为1～2mm，涂抹结束后将玻璃板放入烘箱中，以45～50℃的温度干燥24～26h，干燥后在常温下静置48～50h后揭下膜制得耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜。
实例1
按重量份数计，称取5份磺丁基-β-环糊精、7份茶多酚、18份蒸馏水投入烧杯中混合搅拌，将烧杯放入超声波震荡仪中以25kHz的频率震荡30min，在氮气环境和室温条件下混合搅拌24h制得反应分散液，将反应分散液与壳聚糖盐酸盐按质量比5：1搅拌混合制得反应混合液，备用；按重量份数计，称取3份石墨粉，7份高锰酸钾粉末和18份质量分数为80%的硫酸溶液放入三口烧瓶中混合，将烧瓶放入冰水浴中以200r/min的转速混合搅拌30min，过滤得到滤渣；按重量份数计，称取2份上述滤渣、6份质量分数为40%的乙酸乙酯的乙醇溶液、15份丙二烯投入反应釜中，在600r/min的转速，70℃的温度条件下恒温反应20min，制得混合浆液，备用；称取500g新鲜兔皮，将新鲜兔皮刮毛并依次用无水乙醇和蒸馏水清洗3次，将清洗过的兔皮剪切成小片，并用质量分数为5%的盐酸浸泡30min，浸泡后提取兔皮片，用质量分数为10%的硅藻土悬浊液浸泡，浸泡后用孔径为1.0μm的微滤膜真空过滤制得反应胶液；按重量份数计，称取5份上述反应胶液、5份备用的反应混合液、10份备用的混合浆液、13份甘油和10份去离子水混合投入烧杯中，将烧杯置于温度为60℃的水浴锅中，以300r/min的转速搅拌3h，搅拌后放入超声震荡仪中以30kHz的频率震荡10min制得混合胶液；将上述混合胶液用涂布机涂布在洁净玻璃板上，控制涂布厚度为1mm，涂抹结束后将玻璃板放入烘箱中，以45℃的温度干燥24h，干燥后在常温下静置48h后揭下膜制得耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜。
实例2
按重量份数计，称取6份磺丁基-β-环糊精、8份茶多酚、19份蒸馏水投入烧杯中混合搅拌，将烧杯放入超声波震荡仪中以27kHz的频率震荡35min，在氮气环境和室温条件下混合搅拌25h制得反应分散液，将反应分散液与壳聚糖盐酸盐按质量比5：1搅拌混合制得反应混合液，备用；按重量份数计，称取4份石墨粉，8份高锰酸钾粉末和19份质量分数为85%的硫酸溶液放入三口烧瓶中混合，将烧瓶放入冰水浴中以250r/min的转速混合搅拌35min，过滤得到滤渣；按重量份数计，称取3份上述滤渣、7份质量分数为45%的乙酸乙酯的乙醇溶液、16份丙二烯投入反应釜中，在650r/min的转速，73℃的温度条件下恒温反应25min，制得混合浆液，备用；称取600g新鲜兔皮，将新鲜兔皮刮毛并依次用无水乙醇和蒸馏水清洗4次，将清洗过的兔皮剪切成小片，并用质量分数为7%的盐酸浸泡35min，浸泡后提取兔皮片，用质量分数为13%的硅藻土悬浊液浸泡，浸泡后用孔径为1.1μm的微滤膜真空过滤制得反应胶液；按重量份数计，称取6份上述反应胶液、6份备用的反应混合液、11份备用的混合浆液、14份甘油和11份去离子水混合投入烧杯中，将烧杯置于温度为63℃的水浴锅中，以350r/min的转速搅拌3h，搅拌后放入超声震荡仪中以33kHz的频率震荡13min制得混合胶液；将上述混合胶液用涂布机涂布在洁净玻璃板上，控制涂布厚度为1mm，涂抹结束后将玻璃板放入烘箱中，以47℃的温度干燥25h，干燥后在常温下静置49h后揭下膜制得耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜。
实例3
按重量份数计，称取7份磺丁基-β-环糊精、9份茶多酚、21份蒸馏水投入烧杯中混合搅拌，将烧杯放入超声波震荡仪中以30kHz的频率震荡40min，在氮气环境和室温条件下混合搅拌26h制得反应分散液，将反应分散液与壳聚糖盐酸盐按质量比5：1搅拌混合制得反应混合液，备用；按重量份数计，称取5份石墨粉，9份高锰酸钾粉末和20份质量分数为90%的硫酸溶液放入三口烧瓶中混合，将烧瓶放入冰水浴中以300r/min的转速混合搅拌40min，过滤得到滤渣；按重量份数计，称取4份上述滤渣、8份质量分数为50%的乙酸乙酯的乙醇溶液、18份丙二烯投入反应釜中，在700r/min的转速，75℃的温度条件下恒温反应30min，制得混合浆液，备用；称取700g新鲜兔皮，将新鲜兔皮刮毛并依次用无水乙醇和蒸馏水清洗5次，将清洗过的兔皮剪切成小片，并用质量分数为8%的盐酸浸泡40min，浸泡后提取兔皮片，用质量分数为15%的硅藻土悬浊液浸泡，浸泡后用孔径为1.2μm的微滤膜真空过滤制得反应胶液；按重量份数计，称取8份上述反应胶液、8份备用的反应混合液、12份备用的混合浆液、15份甘油和12份去离子水混合投入烧杯中，将烧杯置于温度为65℃的水浴锅中，以400r/min的转速搅拌4h，搅拌后放入超声震荡仪中以35kHz的频率震荡15min制得混合胶液；将上述混合胶液用涂布机涂布在洁净玻璃板上，控制涂布厚度为2mm，涂抹结束后将玻璃板放入烘箱中，以0℃的温度干燥26h，干燥后在常温下静置50h后揭下膜制得耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜。
对比例
以深圳市某公司生产的明胶膜作为对比例
对本发明制得的耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜和对比例中的明胶膜进行检测，检测结果如表1所示：
力学性能测试
按照ASTMD882-01将试样裁切成尺寸为180mm×25mm的样品，放置在25℃，相对湿度52%的干燥器中（饱和Mg（NO3）2·6H2O溶液）平衡至少48h后测试。测试夹具间距为100mm，拉伸速率10mm/min，测试在室温下进行。为减少环境温、湿度对测试的影响，10min内完成测试。测试5～10个试样，取算术平均值。
溶胀性能测试
将试样裁切成尺寸为2.5cm×2.5cm，称重（m1），放置在20℃蒸馏水中3min，取出用滤纸吸干表面残留的水，而后称重（m1），试样的溶胀率S=（m2-m1）/m1。测试3～5个试样，取算术平均值。
抗氧化活性测定
采用DPPH法进行测试，首先将本发明制得的耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜溶于5%SDS，并置于85℃水浴中保温1h，然后在室温下离心5min去除不溶性碎片。取1.5mL薄膜上清液与1.5mL0.15mMDPPH在95%乙醇中混合，将混合物充分混匀并在室温下避光反应30min。将混合物离心5min，并使用分光光度计在517nm处测量吸光度Ai，同时测定1.5mL95%的乙醇与1.5mL薄膜上清液混合后的吸光度Aj以及1.5mL0.15mMDPPH溶液与1.5mL95%乙醇混合后的吸光度Ao，并以牛皮明胶薄膜作为对照，以DPPH清除法测定其抗氧化性能，用分光光度法依据吸光度的变化计算清除率。清除率（%）＝[1-（Ai-Aj）/Ao]×100%。
耐酸碱性测定
将质量分数为5%的氢氧化钠溶液分别涂刷于本发明制得的耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜和对比例中的明胶膜上，放置3h后进行观察。将质量分数为10%的盐酸溶液分别涂刷于本发明制得的耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜和对比例中的明胶膜上，放置3h后进行观察。
表1性能测定结果
由表1数据可知，本发明制得的耐化学腐蚀型高抗氧化性明胶膜，具有力学性能好，抗氧化性能强，同时耐化学腐蚀性能强等特点，制备工艺简单，具有广阔的使用前景。