一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法。本發(fā)明以玉米醇溶蛋白(zein)和β?環(huán)糊精(β?CD)為主要原料，乙醇的水溶液為溶劑，乙二醇二縮水甘油醚(EGDE)為交聯(lián)劑。通過(guò)交聯(lián)劑作用將β?環(huán)糊精固載到玉米醇溶蛋白分子上，經(jīng)過(guò)加熱溶解、調(diào)pH、提純、冷凍干燥等過(guò)程制得復(fù)合物；然后將制得的復(fù)合物經(jīng)過(guò)溶解、加熱、脫泡等過(guò)程制得復(fù)合膜用于吸附膽固醇。本發(fā)明將玉米醇溶蛋白優(yōu)異的成膜性、生物相容性、生物降解性及良好的機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)與β?環(huán)糊精的包結(jié)識(shí)別性能很好地相結(jié)合，制得的復(fù)合膜性質(zhì)穩(wěn)定，吸附效果好，且原料來(lái)源豐富、制備方法簡(jiǎn)單環(huán)保，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】:膽固醇又稱膽留醇，是一種環(huán)戊烷多氫菲的衍生物，廣泛存在于動(dòng)物體內(nèi)，尤以腦及神經(jīng)組織中最為豐富。膽固醇是動(dòng)物組織細(xì)胞所不可缺少的重要物質(zhì)，它不僅參與形成細(xì)胞膜，而且是合成膽汁酸，維生素D以及留體激素的原料，因此，人體血液中膽固醇含量與人類健康有著密切的聯(lián)系。血液中膽固醇含量增加，會(huì)導(dǎo)致心血管疾病發(fā)病幾率提高。血液中的膽固醇會(huì)在血管壁上堆積形成小塊，使血管壁隆起，使血管內(nèi)壁增厚，血管就會(huì)變得相對(duì)狹窄，血管壁的壓力會(huì)上升，血壓會(huì)升高，同時(shí)會(huì)造成動(dòng)脈粥樣硬化。雖然目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)許多降低膽固醇的藥物，但從營(yíng)養(yǎng)健康方面考慮，人們希望可以從飲食做起、通過(guò)非藥物途徑達(dá)到降低膽固醇的目的。
[0003]目前，脫除食品中膽固醇的方法主要有:物理法(溶劑萃取法、超臨界萃取法、水蒸汽蒸餾法、活性炭吸附法等)，化學(xué)法(琥珀酸酐酯化法、復(fù)合電磁波法、乳化液抽提、環(huán)糊精包埋等)，生物法(膽固醇氧化酶氧化法，微生物直接利用，乳酸菌同化作用等)。其中，利用膜分離吸附膽固醇的方法最具有應(yīng)用前景，其效果和安全性也比較高。
[0004]玉米醇溶蛋白(Zein)是一種玉米的儲(chǔ)存蛋白，它類似于蜜蠟，柔軟、延展性好、堅(jiān)韌、有彈性，具有較好的溶解特性、成膜性、耐熱性、抗氧化性和抑菌性等優(yōu)點(diǎn)。Zein由于具有優(yōu)異的成膜性、生物相容性、生物降解性及阻隔性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于食品包裝和保鮮領(lǐng)域。Zein是兩親性的蛋白質(zhì)，同時(shí)具有疏水和親水性質(zhì)，具有螺旋輪模型，在一個(gè)蛋白質(zhì)分子中9個(gè)類似的重復(fù)單元以反平行的方式排列并通過(guò)氫鍵穩(wěn)定存在，且只有一點(diǎn)點(diǎn)不對(duì)稱。由于其分子量、聚合度和化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，借助三維網(wǎng)絡(luò)，氫鍵相互作用、疏水相互作用和蛋白質(zhì)鏈之間的二硫鍵使其穩(wěn)定存在，因此，ze in表現(xiàn)出良好的成膜性能。
[0005]β-環(huán)糊精(β-⑶)是一種由1-4α-糖苷鍵連接的7個(gè)葡萄糖分子組成的環(huán)狀低聚糖，它有著一個(gè)直徑60-65nm形如導(dǎo)管的空腔，具有“內(nèi)疏水，外親水”的特殊分子結(jié)構(gòu)，可作為“宿主”包絡(luò)不同“客體”化合物。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)降低食品中膽固醇含量的報(bào)道中，陳汝財(cái)?shù)炔捎忙?環(huán)糊精包合法成功脫除蛋黃中的膽固醇，脫除率達(dá)92.23%;李相昕等以豬油為原料，選擇β-環(huán)糊精包合法、硅膠吸附法和分子蒸餾法對(duì)豬油進(jìn)行膽固醇脫除，并分析了3種方法脫除膽固醇效果；中國(guó)專利CN105504295A公開(kāi)了“一種淀粉固載β-環(huán)糊精吸附劑的制備方法”，以可溶性淀粉和環(huán)糊精為原料，制得一種吸附分離效果好，性質(zhì)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好的吸附材料。
[0006]將zein作為高分子載體骨架具有良好的成膜性和機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)與β-CD的包結(jié)識(shí)別性能相結(jié)合，制備出一種性質(zhì)穩(wěn)定、吸附分離效果優(yōu)異、重現(xiàn)性好，且成本低，工藝簡(jiǎn)單的膜材料已經(jīng)成為降低膽固醇研究領(lǐng)域的迫切需要。
[0007]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有吸附分離膽固醇功能的zein/i3-CD復(fù)合膜的制備方法，制得的復(fù)合膜性質(zhì)穩(wěn)定，吸附效果好，且原料來(lái)源豐富、制備方法簡(jiǎn)單環(huán)保，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0008]為達(dá)到此目的，本發(fā)明采用的技術(shù)路線是:
[0009]1.玉米醇溶蛋白/13-環(huán)糊精復(fù)合物的合成
[0010](1)將玉米醇溶蛋白和￠-環(huán)糊精按質(zhì)量比為20 % -60 %加入到250ml三口燒瓶中， 再加入60% (v/v)乙醇溶液，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以500rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌使其快速溶解；[〇〇11](2)用 lmol/L的 NaOH 溶液將 zein/0-CD 混合溶液 pH調(diào)至8 ? 7;[〇〇12](3)將調(diào)好pH的zein/0-⑶混合溶液緩慢加入定量的交聯(lián)劑乙二醇二縮水甘油醚，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4h;[0〇13]⑷配制一定體積的1.0%(w/w)NaCl溶液，將其置于4°C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反應(yīng)液，并用去離子水洗滌，提純；
[0014](5)將提純后得到的產(chǎn)品在-50°C下冷凍干燥12h后，得到含有￠-⑶不同含量的zein復(fù)合物。[〇〇15]2.玉米醇溶蛋白外-環(huán)糊精復(fù)合膜的制備[0〇16](1)制作模具。用1mm厚的膠條和聚四氟乙稀平板制作深度為1mm、5.5cmX 5.5cm的成膜模具，制作4個(gè)尺寸相同的模具。[〇〇17](2)分別稱取一定質(zhì)量的zein和zein/0-CD復(fù)合物加入到100ml三口燒瓶中，再依次加入95% (v/v)的乙醇溶液，甘油，在溫度為80°C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌lh使其快速溶解，沸騰后脫泡待用；
[0018](3)將(2)中制得的溶液，取相同體積分別緩慢注入模具中。將模具放入真空干燥箱內(nèi)，25°C干燥24h;
[0019](4)將膜從模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
[0020]本發(fā)明將￠-⑶固載到zein上制得吸附分離膽固醇的復(fù)合膜，不但保留了 ￠-⑶的包結(jié)識(shí)別性能，而且兼具高分子載體骨架良好的穩(wěn)定性、機(jī)械性能和生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，可用于牛奶、雞蛋等多種食品領(lǐng)域中。且本發(fā)明原料來(lái)源廣，成本低，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)?！尽靖綀D說(shuō)明】】
[0021]圖1為zein/0-⑶復(fù)合物制備機(jī)理[〇〇22]圖2為zein/f3-CD復(fù)合膜表面的SEM圖
[0023]圖3為zein/0-CD復(fù)合膜斷面的SEM圖【具體實(shí)施方案】[〇〇24]實(shí)施例1:
[0025]1.玉米醇溶蛋白外-環(huán)糊精復(fù)合物的合成[〇〇26](1)稱取玉米醇溶蛋白3g加入到250ml三口燒瓶中，再加入150ml 60% (v/v)乙醇溶液，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以500rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌使其快速溶解；
[0027](2)用 lmol/L的 NaOH 溶液將 zein 溶液 pH 調(diào)至8.7;[〇〇28](3)將調(diào)好pH的zein溶液緩慢加入0.75ml乙二醇二縮水甘油醚，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以l〇〇rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4h;[〇〇29](4)配制150ml 1.0 % (w/w)NaCl溶液，將其置于4°C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反應(yīng)液，并用去離子水洗滌，提純；
[0030](5)將提純后得到的產(chǎn)品在-50 °C下冷凍干燥12h后，得到含有β_⑶含量為O %的zein/β-Ο)復(fù)合物。
[0031]2.玉米醇溶蛋白/β-環(huán)糊精復(fù)合膜的制備
[0032](I)制作模具。用Imm厚的膠條和聚四氟乙稀平板制作深度為1mm、5.5 cm X 5.5cm的成膜模具，制作4個(gè)尺寸相同的模具。
[0033](2)分別稱取1.5g β-CD含量為0%的zein/β-Ο)復(fù)合物加入到10ml三口燒瓶中，再依次加入1ml 95%(v/v)的乙醇溶液，0.3g甘油，在溫度為80°C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌Ih使其快速溶解，沸騰后脫泡待用；
[0034](3)將(2)中制得的溶液，取相同體積分別緩慢注入模具中。將模具放入真空干燥箱內(nèi)，25°C干燥24h;
[0035](4)將膜從模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
[0036]實(shí)施例2:
[0037]1.玉米醇溶蛋白/β_環(huán)糊精復(fù)合物的合成
[0038](I)分別稱取玉米醇溶蛋白3g和β-環(huán)糊精0.6g加入到250ml三口燒瓶中，再加入150ml60 % (v/v)乙醇溶液，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以500rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌使其快速溶解；
[0039](2)用 lmol/L 的 NaOH 溶液將 zein/β-Ο)混合溶液 pH 調(diào)至 8.7 ；
[0040](3)將調(diào)好pH的zein/β-Ο)混合溶液緩慢加入0.75ml乙二醇二縮水甘油醚，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4h;
[0041 ] (4)配制150ml 1.0%(w/w) NaCl溶液，將其置于4 °C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反應(yīng)液，并用去離子水洗滌，提純；
[0042](5)將提純后得到的產(chǎn)品在-50°C下冷凍干燥12h后，得到含有β_⑶含量為20%的zein/β-Ο)復(fù)合物。
[0043]2.玉米醇溶蛋白/β-環(huán)糊精復(fù)合膜的制備
[0044](I)制作模具。用Imm厚的膠條和聚四氟乙稀平板制作深度為1mm、5.5 cm X 5.5cm的成膜模具，制作4個(gè)尺寸相同的模具。
[0045](2)分別稱取1.5g β-CD含量為20%的Zein/f3-CD復(fù)合物加入到10ml三口燒瓶中，再依次加入1ml 95% (v/v)的乙醇溶液，0.3g甘油，在溫度為80°C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌Ih使其快速溶解，沸騰后脫泡待用；
[0046](3)將(2)中制得的溶液，取相同體積分別緩慢注入模具中。將模具放入真空干燥箱內(nèi)，25°C干燥24h;
[0047](4)將膜從模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
[0048]實(shí)施例3:
[0049]1.玉米醇溶蛋白/β_環(huán)糊精復(fù)合物的合成
[0050](I)分別稱取玉米醇溶蛋白3g和β-環(huán)糊精1.2g加入到250ml三口燒瓶中，再加入150ml 60 % (v/v)乙醇溶液，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以500rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌使其快速溶解；
[0051 ] (2)用 lmol/L 的 NaOH 溶液將 ze in/β-Ο)混合溶液 pH 調(diào)至8.7;
[0052](3)將調(diào)好pH的zein/0-CD混合溶液緩慢加入0.75ml乙二醇二縮水甘油醚，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4h;[〇〇53](4)配制150ml 1.0 % (w/w)NaCl溶液，將其置于4°C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反應(yīng)液，并用去離子水洗滌，提純；[〇〇54](5)將提純后得到的產(chǎn)品在-50°C下冷凍干燥12h后，得到含有￠-⑶含量為40%的zein/0-O)復(fù)合物。
[0055]2.玉米醇溶蛋白外-環(huán)糊精復(fù)合膜的制備[0〇56](1)制作模具。用1mm厚的膠條和聚四氟乙稀平板制作深度為1mm、5 ? 5cm X 5 ? 5cm的成膜模具，制作4個(gè)尺寸相同的模具。[〇〇57](2)分別稱取1.5g I3-CD含量為40%的zein/f3-CD復(fù)合物加入到100ml三口燒瓶中，再依次加入l〇ml 95%(v/v)的乙醇溶液，0.3g甘油，在溫度為80°C的水浴加熱條件下以 100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌lh使其快速溶解，沸騰后脫泡待用；[〇〇58](3)將(2)中制得的溶液，取相同體積分別緩慢注入模具中。將模具放入真空干燥箱內(nèi)，25°C干燥24h;
[0059](4)將膜從模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
[0060]實(shí)施例4:[0061 ]1.玉米醇溶蛋白/0-環(huán)糊精復(fù)合物的合成
[0062](1)分別稱取玉米醇溶蛋白3g和￠-環(huán)糊精1.8g加入到250ml三口燒瓶中，再加入 150ml 60 % (v/v)乙醇溶液，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以500rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌使其快速溶解；
[0063](2)用 lmol/L的 NaOH 溶液將 zein/0-CD 混合溶液 pH 調(diào)至8 ? 7;[〇〇64](3)將調(diào)好pH的zein/0-CD混合溶液緩慢加入0.75ml乙二醇二縮水甘油醚，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4h;[〇〇65](4)配制150ml 1.0 % (w/w)NaCl溶液，將其置于4°C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反應(yīng)液，并用去離子水洗滌，提純；[〇〇66](5)將提純后得到的產(chǎn)品在-50°C下冷凍干燥12h后，得到含有￠-⑶含量為60%的zein/0-O)復(fù)合物。[〇〇67]2.玉米醇溶蛋白外-環(huán)糊精復(fù)合膜的制備[0〇68](1)制作模具。用1mm厚的膠條和聚四氟乙稀平板制作深度為1mm、5 ? 5cm X 5 ? 5cm的成膜模具，制作4個(gè)尺寸相同的模具。[〇〇69](2)分別稱取1.5g I3-CD含量為60%的zein/f3-CD復(fù)合物加入到100ml三口燒瓶中，再依次加入l〇ml 95%(v/v)的乙醇溶液，0.3g甘油，在溫度為80°C的水浴加熱條件下以 100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌lh使其快速溶解，沸騰后脫泡待用；
[0070](3)將(2)中制得的溶液，取相同體積分別緩慢注入模具中。將模具放入真空干燥箱內(nèi)，25°C干燥24h;
[0071](4)將膜從模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法，包括如下步驟:1)玉米醇溶蛋白/0-環(huán)糊精復(fù)合物的合成①將玉米醇溶蛋白和￠-環(huán)糊精按質(zhì)量比為20 % -60 %加入到250ml三口燒瓶中，再加入 60 % (v/v)乙醇溶液，在溫度為45°C的水浴加熱條件下以500rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌使其 快速溶解；②用lmol/L的NaOH溶液將zein/f3-CD混合溶液pH調(diào)至8 ? 7;③將調(diào)好pH的zein/0-CD混合溶液緩慢加入定量的交聯(lián)劑乙二醇二縮水甘油醚，在溫 度為45°C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4h;④配制一定體積的1.0% (wAONaCl溶液，將其置于4°C冰箱。用于沉淀③中得到的反應(yīng) 液，并用去離子水洗滌，提純；⑤將提純后得到的產(chǎn)品在_50°C下冷凍干燥12h后，得到含有fCD不同含量的zein復(fù)合 物。2)玉米醇溶蛋白外-環(huán)糊精復(fù)合膜的制備①制作模具。用1mm厚的膠條和聚四氟乙稀平板制作深度為1mm、5.5cm X 5.5cm的成膜 模具，制作4個(gè)尺寸相同的模具。②分別稱取一定質(zhì)量的zein和zein/0-CD復(fù)合物加入到100ml三口燒瓶中，再依次加入 95 % (v/v)的乙醇溶液，甘油，在溫度為80 °C的水浴加熱條件下以100rpm/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪 拌lh使其快速溶解，沸騰后脫泡待用；③將②中制得的溶液，取相同體積分別緩慢注入模具中。將模具放入真空干燥箱內(nèi)，25 。(:干燥 24h;④將膜從模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法，其特征在于:以zein和 ⑶為原料，以乙醇溶液為溶劑，通過(guò)交聯(lián)劑乙二醇縮水甘油醚將￠-⑶固載到zein上制得復(fù)合膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法，其特征在于:所述的P-⑶占zein的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%-60%，交聯(lián)劑乙二醇縮水甘油醚用量為0.75ml。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法，其特性在于:所使用的 交聯(lián)劑為乙二醇縮水甘油醚，是一種末端帶有環(huán)氧基團(tuán)的功能性交聯(lián)劑，可用于交聯(lián)蛋白 質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法，其特性在于:甘油為增 塑劑，用于增加復(fù)合膜的韌性。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸附膽固醇的復(fù)合膜的制備方法，其特征在于:Zein/P-CD復(fù)合物的反應(yīng)溫度為45°C，反應(yīng)時(shí)間是4h;制備復(fù)合膜時(shí)，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為 lh〇
【文檔編號(hào)】B01J20/24GK106000344SQ201610479202
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】楊寧, 胡曉婷, 王躍, 王丹丹
【申請(qǐng)人】天津工業(yè)大學(xué)