菠萝皮渣纤维接枝大豆蛋白的改性水凝胶及其制法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合水凝胶的技术领域，具体设及了一种渡萝皮渣纤维接枝大豆蛋白 的改性水凝胶及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 渡萝是一种具有特色风味典型的热带水果，广泛种植于热带地区。渡萝大部分用 于加工成罐头和果脯，但是其果渣占全果重量的30 - 50%，如果能够很好利用，不但可W 达到高值化目的，同时可W有效地解决每年因为加工渡萝罐头而丢弃的大量果皮所造成的 环境污染问题。因此，发展渡萝副产物的高值化深加工与综合利用，是解决当前渡萝产业链 中存在问题的有效切入点。渡萝皮渣主要由纤维素、半纤维素、木质素、果胶等物质组成。经 过实验测定，渡萝皮渣中的纤维素含量占干重的20 - 25%。尽管渡萝皮渣中富含纤维素， 但是目前对于渡萝皮渣中纤维素高值化利用的研究很少。纤维素的化学结构是由D-化喃 葡萄糖环彼此WP- 1，4一糖巧键联结而成的线形高分子化合物。对其进行结构研究，发 现纤维素是由结晶相和非结晶相交错形成的；其中非结晶相在用X射线衍射技术测试时呈 现无定形状态，因为其大部分葡萄糖环上的径基基团处于游离状态；而结晶相纤维素中大 量的径基基团，形成了数目庞大的氨键，运些氨键构成巨大的氨键网格，直接导致了致密的 晶体结构的形成。致密的晶体结构严重阻碍了化学试剂或者生物酶与纤维素表面的有效接 触和作用，运也是天然纤维素非常难于水解的重要原因。
[0003] 大豆作为一种重要的经济作物，原料来源广泛，大豆分离蛋白是从大豆种子中采 用"碱溶酸沉"提取出来的蛋白。大豆分离蛋白（SPI)组分均一、机能特性较强，并具有改 善质构的能力，W及多种功能特性，其中凝胶性是大豆蛋白最重要的功能特性之一。蛋白质 通过热或其它作用能与其它物质或其自身形成凝胶网络结构，其中氨键、疏水相互作用、静 电相互作用、二硫键等参与形成。
[0004] 纤维素在稍高于室溫的条件下可W溶解于离子液体中，形成纤维素溶液；但形成 的胶初性不够，易断裂。而蛋白质在离子液体体系下无法成胶，且蛋白质本身在加热条件下 发生一些副反应。如何将两者进行复合，制备出较好的水凝胶并流延成膜，运需要我们去探 讨和研究。运也为渡萝皮渣的应用提供了一条新思路，具有重要意义。
【发明内容】
阳〇化]为了克服现有技术中缺点和不足，本发明的目的在于提供一种渡萝皮渣纤维接枝 大豆蛋白的改性水凝胶的制备方法。本发明在离子液体的体系中，通过对纤维素和大豆蛋 白的改性制备出性能良好的改性水凝胶，实现了原料的最大利用率。
[0006] 本发明的另一目的在于提供由上述制备方法制备得到的改性水凝胶。本发明制备 的水凝胶膜表面平整，透水性低力学性能良好。
[0007] 本发明的再一目的在于提供上述改性水凝胶的应用。
[0008] 本发明的目的通过W下技术方案实现：
[0009] 一种渡萝皮渣纤维接枝大豆蛋白的改性水凝胶的制备方法，具体包括W下步骤：
[0010] (1)渡萝皮渣纤维的制备
[0011] 将渡萝皮渣进行预处理，得到渡萝皮原纤维；向渡萝皮原纤维中加入蒸馈水，于 75~80°C摇床振荡洗涂2~化，调节抑为3. 8~4. 0,过滤，加入亚氯酸钢溶液进行漂白处 理，过滤，洗涂，干燥，得到漂白后的纤维；向漂白后的纤维中加入强碱溶液进行碱化处理， 最后进行后续处理，得到渡萝皮渣纤维素；
[0012] 似大豆分离蛋白的制备
[0013] 将大豆进行粉碎，过筛，加入蒸馈水，揽拌溶解，采用碱性调节剂调节抑为9. 0~ 9. 5,摇床振荡，离屯、，取上清液，向沉淀中加入第二部分蒸馈水重复上述操作，得到二次上 清液，将两次上清液合并；采用酸性调节剂调节上清液的抑为4. 0~4. 5,静置，离屯、，去除 上清液，将沉淀的抑调至中性，预冻，真空冷冻干燥，得到大豆分离蛋白；
[0014] (3)改性水凝胶的制备
[0015]将渡萝皮渣纤维素和大豆分离蛋白加入反应容器中，震荡使其混合均匀，再快速 加入离子液体，揽拌混合均匀，密封，成胶反应，冷却，加入异丙醇水溶液进行浸泡，倒掉浸 泡液，再加入蒸馈水继续浸泡，换水，直到浸泡液中不含离子液体，预冻，真空冷冻干燥，得 到改性水凝胶。
[0016] 步骤（1)中所述亚氯酸钢溶液中亚氯酸钢的质量分数为5%~7. 5%，所述渡萝皮 原纤维与亚氯酸钢质量比为1 :2~1 :2. 5;步骤（1)中所述漂白处理的条件为于60~85°C 处理2~地；
[0017] 步骤（1)中所述洗涂是指先用蒸馈水洗涂3~5次，滤液颜色清亮后再用体积分 数80%~95%的乙醇溶液洗涂2~3次，所述干燥条件为于45~55°C干燥处理12~16h;
[0018] 步骤（1)中所述强碱溶液为氨氧化钟溶液或氨氧化钢溶液；所述强碱溶液中强 碱的质量百分数为8%~10%，所述漂白后的纤维滤渣质量与强碱溶液质量体积比为Ig: (15 ~20)血；
[0019] 步骤（1)中所述碱化处理的条件为于室溫下揽拌处理10~15h;步骤（1)中所述 后续处理是指用蒸馈水水洗至中性，再用体积分数80%~95%乙醇溶液洗涂1~2次，最 后于45~55°C干燥12~16h。
[0020] 步骤（1)中所述渡萝皮原纤维与蒸馈水的质量体积比为Ig: (15~20)mL;所述 摇床振荡的速度为100~15化/min;所述调节抑的物质为质量分数为10%~15%的冰醋 酸；
[0021] 步骤（1)中所述预处理是指将渡萝皮渣采用蒸馈水进行清洗去除泥±残渣，再加 入少量水初步粉碎过滤，将残渣在45~55°C干燥12~16h，采用高速粉碎机进一步粉碎， 过60~100目筛，得到渡萝皮原纤维（RPPF)。 阳02引步骤似中所述过筛的目数为60~100目，所述豆粉质量与蒸馈水体积比为Ig: (10~20)mU所述揽拌溶解的转速为20~30r/min，所述揽拌溶解的溫度为室溫，揽拌溶解 的时间为30~60min;所述碱性调节剂为氨氧化钢溶液，其浓度为Imol/L;
[0023] 步骤（2)中所述摇床振荡的速度为100~15化/min,摇床振荡的溫度为40~ 60°C，摇床中振荡的时间为50~75min;所述离屯、转速为3000~5000r/min，离屯、时间为 5~ISmin;
[0024] 步骤（2)中所述酸性调节剂为盐酸溶液，其浓度为Imol/L; 阳02引步骤似中所述静置时间为1~3h，所述离屯、转速为3000~500化/min,所述离 屯、时间为5~15min;
[00%] 步骤（2)中所述预冻的溫度为-20~-18°C，预冻时间为20~25h;所述真空冷冻 干燥的溫度为-58~-50°C，真空冷冻干燥的时间为30~35h;所述第二部分蒸馈水的用量 为蒸馈水用量的0. 5~1倍。
[0027] 步骤（3)中所述揽拌混合的转速为10~2化/min,揽拌混合的时间为2~5min; 所述冷却的溫度为室溫；所述异丙醇水溶液中异丙醇与水体积比1 : (1~2. 5)，采用异丙醇 水溶液浸泡的时间为24h;所述换水是指每1化换一次水；浸泡液中不含离子液体是指浸泡 液中不含油状物，洗脱液澄清透明，胶的颜色基本为白色至淡黄色，蛋白加入量较大的为淡 黄色，颜色较刚制备出来的胶淡；所述预冻的溫度为-20~-18°C，预冻时间为20~25h;所 述真空冷冻干燥的溫度为-58~-50°C，真空冷冻干燥的时间为30~35h;