熱塑性動物蛋白及其製備方法
2023-10-23 11:53:47 2
專利名稱：熱塑性動物蛋白及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種熱塑性動物蛋白及其製備方法。
背景技術：
隨著不可再生資源的日漸枯竭和人類對環境問題的日益關注，如何利用生物質等可再生資源生產環保型的綠色化工產品已經引起世界各國工業界的重視。動物蛋白不僅是重要的食品、保健、添加劑原料，而且在化工、環保、軍事、醫藥等非食品領域也有廣泛的應用價值。利用可再生性資源是當前環境綠色高技術的重要內容，是保護環境的一個長遠的發展方向，具有深遠與現實的重要意義。動物蛋白是地球上巨大的再生性生物高分子資源。 從資源的可持續利用、保護環境和生物體親和性與生物分解性特點出發，人們對於能再生的動物蛋白的利用寄託了很大的期望。從而動物蛋白資源化利用，開發環境友好的綠色產品，已形成環境綠色高技術研究與開發中的熱點領域。動物蛋白作為可再生資源，它的改性和利用一方面可節省大量石油資源，另一方面可以緩解大量非降解合成高分子材料廢棄物造成的環境汙染，動物蛋白及其改性材料廢棄後可以在自然環境中實現生物量的循環。動物蛋白經熱塑改性用作熱塑填充材料、共混、 共聚材料。熱塑性動物蛋白加工性能良好，在擠塑、吹塑、注塑和發泡過程中具有優良的熱塑加工特性和力學性能，其製品使用後完全降解且環境友好，可廣泛地用於化工、農地膜、 機電、建築材料、包裝和環保等生產加工領域。
發明內容
本發明的目的是提供一種以天然動物蛋白為原料，生產環境友好的熱塑性動物蛋白的方法，為可再生資源動物蛋白的大規模開發利用服務。本發明的技術方案是
本熱塑性動物蛋白，它的各組分的重量配比為動物純化蛋白20 100，氯化鋅溶液 600 3000，50%過氧化氫溶液20 100，亞硫酸氫鈉20 100，引發劑0. 2 10，接枝單體60 300。所述的動物純化蛋白是將去除雜質後的動物毛、骨、皮和肌鍵等含有膠質的一種或幾種動物蛋白原料粉碎，膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後， 調PH值至7. 0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70°C— 80°C-90°C，初始pH值為5，所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎，即得到純化動物蛋白。所述的氯化鋅溶液是按重量百分比配製成的50 75%氯化鋅水溶液。所述的引發劑選用高錳酸鉀，過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨和其它過硫酸鹽，過氧化氫、過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯，和其它過氧化物中的一種或兩種以上的組合。所述的接枝單體選用苯乙烯、丙烯酸、丙烯腈、丙烯醯胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯，和含烯鍵的酸類或酯類中的一種或兩種以上的組合。上述的熱塑性動物蛋白製備的方法，其步驟如下
第一步動物蛋白純化，將去除雜質後的動物毛、骨、皮和肌鍵等含有膠質的一種或幾種動物蛋白原料粉碎，膨化，加入原料重2倍的由脂肪酶、中性蛋白酶和防腐劑氟矽酸鈉組成的複合酶液，混勻後調PH值至7. 0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，所得膠液分離純化後經濃縮、乾燥、粉碎，得到純化動物蛋白；
第二步動物蛋白接枝共聚，將純化動物蛋白溶入氯化鋅水溶液中，混勻後用鹽酸調PH 值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉反應 30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入引發劑和接枝單體，同時通入隊於60 °C下反應2 4h ；
第三步熱塑性蛋白分離，反應結束後，用丙酮充分沉澱，離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白，亦可再通過擠出造粒或熱壓成型即得產品。熱塑性動物蛋白可用作熱塑填充材料、共混、共聚材料，廣泛地用於化工、農地膜、機電、建築材料、包裝和環保等生產加工領域。本發明的有益效果
生物質遍布世界各地，其資源數量龐大，形式繁多，地球上動物每年的生產量就相當於目前人類消耗礦物能的20倍，或相當於世界現有人口食物能量的160倍。生物質轉化是國際生物質產業發展的重要方向，石化資源的枯竭、汙染促進了生物質高分子材料的發展。由於生物質高分子材料具有可再生、可降解等環境友好特性，生物質基高分子材料的研發和產業化已成為全球矚目的熱點。本發明以動物蛋白為原料，通過動物蛋白接枝共聚形成無定型態大分子，使其具有優良的熱塑性。熱塑性動物蛋白加工性能良好，在擠塑、吹塑、注塑和發泡過程中具有優良的熱塑加工特性和力學性能，其製品使用後完全降解且環境友好， 可廣泛地用於化工、農地膜、機電、建築材料、包裝和環保等生產加工領域。
具體實施例方式本發明由以下具體實施措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。下面結合實施例對本發明做進一步詳細說明。實施例1
取去除雜質後的豬毛膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後， 調PH值至7. 0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70°C— 80°C- 90°C，初始pH值為5，所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎，即得到純化動物蛋白。按重量比取純化動物蛋白20份，50%氯化鋅溶液600份於反應釜中，用鹽酸調PH值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫20份，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉20份反應30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入過硫酸銨0. 2份和丙烯酸60份， 同時通入N2於60 °C下反應池後停止反應，反應結束後，用丙酮充分沉澱，離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白，亦可再通過擠出造粒或熱壓成型。
實施例2:
取去除雜質後的雞毛膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後， 調PH值至7. 0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70°C— 80°C- 90°C，初始pH值為5，所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎，即得到純化動物蛋白。按重量比取純化動物蛋白100份，75%氯化鋅溶液3000份於反應釜中，用鹽酸調PH值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫100份，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉100份反應30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入過氧化月桂醯10份和丙烯酸甲酯300份，同時通入N2於60 °C下反應4h後停止反應，反應結束後，用丙酮充分沉澱，離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白，亦可再通過擠出造粒或熱壓成型。實施例3:
取去除雜質後的牛骨粉碎，膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後，調PH值至7.0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70°C— 80°C- 90°C，初始pH值為5，所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎， 即得到純化動物蛋白。按重量比取純化動物蛋白40份，60%氯化鋅溶液1200份於反應釜中，用鹽酸調PH值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫40份，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉40份反應30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入高錳酸鉀2份，過氧化氫 2份和丙烯酸甲酯100份，同時通入N2於60 °C下反應2. 5h後停止反應，反應結束後，用丙酮充分沉澱，離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白，亦可再通過擠出造粒或熱壓成型。實施例4:
取去除雜質後的牛皮粉碎，膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後，調PH值至7.0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70°C— 80°C- 90°C，初始pH值為5，所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎， 即得到純化動物蛋白。按重量比取純化動物蛋白60份，65%氯化鋅溶液1800份於反應釜中，用鹽酸調PH值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫60份，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉60份反應30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入過氧化苯甲醯2份、過氧化月桂醯4份和丙烯酸甲酯100份、甲基丙烯酸甲酯80份，同時通入N2於60 °C下反應池後停止反應，反應結束後，用丙酮充分沉澱，離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白，亦可再通過擠出造粒或熱壓成型。實施例5:
取去除雜質後的牛肌鍵粉碎，膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後，調PH值至7.0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠， 溶膠溫度為70°C— 80°C— 90°C，初始pH值為5，所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎，即得到純化動物蛋白。按重量比取純化動物蛋白80份，50%氯化鋅溶液MOO份於反應釜中，用鹽酸調PH值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫80份，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉80份反應30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入引發劑過硫酸鉀3份、 過硫酸銨5份和乙酸乙烯酯240份，同時通入N2於60 °C下反應池後停止反應，反應結束後，用丙酮充分沉澱，離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白，亦可再通過擠出造粒或熱壓成型。實施例6:
取去除雜質後的豬皮和豬肌鍵粉碎，膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後，調PH值至7. 0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70°C— 80°C-90°C，初始pH值為5，所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎，即得到純化動物蛋白。按重量比取純化動物蛋白50份，60%氯化鋅溶液1500份於反應釜中，用鹽酸調PH值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫50份，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾， 反應結束加入亞硫酸氫鈉50份反應30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入過氧化苯甲醯5份和丙烯醯胺50份、丙烯酸丁酯100份，同時通入N2於60 °C下反應池後停止反應，反應結束後，用丙酮充分沉澱，離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白， 亦可再通過擠出造粒或熱壓成型。實施例7:
取去除雜質後的牛骨和牛肌鍵粉碎，膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後，調PH值至7. 0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70°C— 80°C-90°C，初始pH值為5，所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎，即得到純化動物蛋白。重量比取純化動物蛋白70份，70%氯化鋅溶液2100份於反應釜中，用鹽酸調PH值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫70份，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉70份反應30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入過硫酸銨70份和苯乙烯210份，同時通入N2於60 °C下反應3. 5h後停止反應，反應結束後，用丙酮充分沉澱， 離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白，亦可再通過擠出造粒或熱壓成型。
權利要求
1.一種熱塑性動物蛋白，其特徵是，它的各組分的重量配比為動物純化蛋白20 100，氯化鋅溶液600 3000，50%過氧化氫溶液20 100，亞硫酸氫鈉20 100，引發劑 0. 2 10，接枝單體60 300。
2.根據權利要求1所述熱塑性動物蛋白，其特徵是，所述的動物純化蛋白是將去除雜質後的動物毛、骨、皮和肌鍵等含有膠質的一種或幾種動物蛋白原料粉碎，膨化，加入原料重2倍的複合酶液，複合酶液是按每千克水加脂肪酶0. 7g、中性蛋白酶2. Og和防腐劑氟矽酸鈉3. 5g配製而成的，原料與複合酶液混合後，調pH值至7. 0左右，40°C下間斷攪拌反應 10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70°C— 80°C- 90°C，初始pH值為5， 所得膠液分離純化後再經濃縮、乾燥、粉碎，即得到純化動物蛋白。
3.根據權利要求1所述熱塑性動物蛋白，其特徵是，所述的氯化鋅溶液是按重量百分比配製成的50 75%氯化鋅水溶液。
4.根據權利要求1所述的熱塑性動物蛋白，其特徵是，所述的引發劑選用高錳酸鉀，過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨和其它過硫酸鹽，過氧化氫、過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯，和其它過氧化物中的一種或兩種以上的組合。
5.根據權利要求1所述的熱塑性動物蛋白，其特徵是，所述的接枝單體選用苯乙烯、丙烯酸、丙烯腈、丙烯醯胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯，和含烯鍵的酸類或酯類中的一種或兩種以上的組合。
6.製備權利要求1所述的熱塑性動物蛋白製備的方法，其步驟是第一步動物蛋白純化，將去除雜質後的動物毛、骨、皮和肌鍵等含有膠質的一種或幾種動物蛋白原料粉碎，膨化，加入原料重2倍的由脂肪酶、中性蛋白酶和防腐劑氟矽酸鈉組成的複合酶液，混勻後調PH值至7. 0左右，40°C下間斷攪拌反應10 h，酶解後過濾除雜，加去離子水溶膠，所得膠液分離純化後經濃縮、乾燥、粉碎，得到純化動物蛋白；第二步動物蛋白接枝共聚，將純化動物蛋白溶入氯化鋅水溶液中，混勻後用鹽酸調PH 值為2，使其酸變性，30分鐘後升溫至95°C，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性後加入過氧化氫，60°C下反應60分鐘對蛋白質胺基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉反應 30分鐘，清除多餘的氧，再分別加入引發劑和接枝單體，同時通入隊於60 °C下反應2 4h ；第三步熱塑性蛋白分離，反應結束後，用丙酮充分沉澱，離心分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到熱塑性動物蛋白，亦可再通過擠出造粒或熱壓成型即得產品。
全文摘要
本發明公開了一種熱塑性動物蛋白及其製備方法。熱塑性動物蛋白各組分重量比為動物純化蛋白20～100，氯化鋅溶液600～3000，50%過氧化氫溶液20～100，亞硫酸氫鈉20～100，引發劑0.2～10，接枝單體60～300。它是動物蛋白純化得到純化動物蛋白，再經接枝共聚，最後熱塑性蛋白分離所得固體經水洗至中性後真空乾燥得到的。可用作熱塑填充材料、共混、共聚材料，廣泛地用於化工、農地膜、機電、建築材料、包裝和環保等生產加工領域。
文檔編號C12P21/06GK102250292SQ201110109650
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者徐東, 羅學剛 申請人:西南科技大學