一种花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维的方法，将花生蛋白溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液中制备得到20-50%的花生蛋白溶液，将胶原蛋白溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液中制备得到20-60%的胶原蛋白溶液，将聚乙烯醇溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液或混合液中得到浓度为10-22%聚乙烯醇离子液体溶液，将上述溶液按照一定的比例混合，添加助剂，经过滤、脱泡后，通过湿法纺丝法制备花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维。经拉伸、水洗、缩醛处理、上油、烘干、卷曲、定型得到混合纤维。本发明制备的花生蛋白胶原蛋白复合纤维添加咪唑类离子液体合成中间体为溶剂，显著提高了复合纤维中的蛋白含量，手感柔软，舒适保健；胶原蛋白纤维具有长链结构使复合纤维的拉伸性能等机械性能明显增强，亲肤性好，适应于大规模工业化生产。
【专利说明】一种花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维的制备方法，具体的说是以花生加工和畜禽、水产加工剩余物物中提取的花生蛋白和胶原蛋白为主要原料，以咪唑类离子液体溶液为溶剂，制备花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维的方法。
【背景技术】
[0002]胶原蛋白是动物体中普遍存在的一种大分子蛋白，主要存在于动物的结缔组织(骨、软骨、皮肤、腱、韧等冲，占哺乳动物体内蛋白质的25%?30%，相当于体重的6%。在许多海洋生物，如鱼类的皮，占其胶原蛋白含量甚至高达80%以上。畜禽和水产动物加工下脚料中含有丰富的胶原蛋白，对这部分胶原蛋白进行加工再利用具有较好的经济效益和社会效益。胶原蛋白对机体和脏器起着支持、保护、结合以及形成界隔等作用。除了生物力学方面的以外，还具有诸如信号转导、生长因子与细胞因子的运输等功能。近十年来，随着对胶原蛋白的许多生物功能的认识，使得胶原蛋白材料格外引人注目。
[0003]目前我国花生总产的55%_60%的花生用于榨取花生油，每年将产生200万吨左右的花生柏。榨油后的花生柏中蛋白质含量在45%-49%左右，具有很高的利用价值，是花生蛋白的重要来源之一。近年来，基于花生柏的精深加工和综合利用的研究逐渐展开，主要包括利用花生柏生产花生蛋白粉、花生分离蛋白，营养性花生低肽以及花生蛋白纤维等。由于我国花生油主要采用热榨工艺，花生蛋白因受高温而发生了氨基酸的分解和过度变性，大大降低了花生柏中蛋白质的营养价值，直接用于食品生产意义不大。花生蛋白精深加工技术水平低，蛋白利用率低，制备工艺不成熟的现状也使得花生柏在食品加工行业的应用困难重重。目前花生柏主要用于家畜、家禽、水产养殖的饲料行业，但是由于受到养殖周期变化、养殖业不景气的影响，花生柏的价格不高、油厂库存很大，部分用于肥料和燃料，经济效益很低。
[0004]花生蛋白纤维是花生柏高值化利用的一条新途径。花生蛋白纤维是一种可以替代化学合成纤维的、高品质高技术的、绿色可再生的新型纺织材料。在已授权专利“一种采用离子液体制备花生蛋白复合纤维的方法ZL201210070496.04”中公开了一种采用咪唑类离子液体为溶剂制备花生蛋白/聚乙烯醇复合纤维的方法。本发明在原材料中添加了一定量的胶原蛋白，利用胶原蛋白的天然长链结构使复合纤维的拉伸性能等机械性能明显增强，亲肤性更好，吸湿透湿性能加强，可纺性好；同时采用不同的离子液体种类和配比，采用离子液体合成中间体为溶剂，降低了生产成本，显著提高了复合纤维中的蛋白含量，制备过程的无毒性、无污染。
【发明内容】
[0005]本发明公开了一种花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维的制备方法。利用本发明所述的方法制备复合纤维，可以显著增强复合纤维拉伸性能、断裂强度等机械性，显著提高复合纤维中的蛋白含量，降低生产成本，降低污染和能耗，适应于大规模工业化生产。
[0006]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
从花生加工剩余物花生饼柏中提取花生蛋白溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液中制备得到20-50%的花生蛋白溶液，将胶原蛋白溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液中制备得到20-60%的胶原蛋白溶液，将聚乙烯醇溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液或混合液中得到浓度为10-22%聚乙烯醇离子液体溶液，咪唑类离子液体为3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM] Br)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM]C1)、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐[EMM]AC、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐[BMM]AC和1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐[MMIM] [DMP]其中的一种或两种，按照1:1-3的比例添加。将上述溶液按照花生蛋白离子液体溶液占纺丝原液的比例为10-40%、胶原蛋白离子液体溶液占纺丝原液的比例为5-50%、和聚乙烯醇离子液体溶液占纺丝原液的比例为10-20%的比例混合，混合温度为60-75°C，添加甘油(固含量的0.01-0.03%)、四硼酸钠(固含量的0.02-0.03%)和过氧化氢(固含量的
0.03-0.05%)、过氧乙酸(固含量的0.01-0.05%)中的一种或几种助剂，经过滤、脱泡后，通过湿法纺丝法制备花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维。经拉伸、水洗、酸条件下缩醛处理、改性硅氧烷油剂上油、烘干、定型得到混合纤维。
[0007]本发明提供了一种花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维制备方法，本发明在原材料中添加了一定量的胶原蛋白，利用胶原蛋白的天然长链结构使复合纤维的拉伸性能等机械性能明显增强，亲肤性更好，吸湿透湿性能加强，可纺性好；同时采用不同的离子液体种类和配比，采用离子液体合成中间体为溶剂，降低了生产成本，显著提高了复合纤维中的蛋白含量，制备过程的无毒性、无污染。本发明的复合纤维蛋白含量高，具有良好的吸湿透气性，手感柔软，可纺性好，制作的衣物丝滑柔顺、舒适保健、华丽美观。
【具体实施方式】
[0008]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
[0009]实施例1
将花生柏中提取的花生蛋白溶解在35%咪唑类离子液体3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMIMJBr)中，制得浓度为45%的花生蛋白离子液体溶液，将畜禽球骨中提取的胶原蛋白溶解在15%咪唑类离子液体3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM]Br)中，制得浓度为45%的胶原蛋白离子液体溶液，将聚乙烯醇溶解在浓度为5%的咪唑类离子液体3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM]Br)中，制得浓度为15%的聚乙烯醇离子液体溶液，将上述三种溶液按照I:1:4.5的比例混合，62°C混合2-3小时，加入固含量的0.02%的甘油和0.02%过氧化氢，制得纺丝原液，纺丝原液脱泡后经立式纺丝机喷丝，进入凝固浴成型。经过二浴拉伸和三浴水洗拉伸，形成胶原蛋白共混复合纤维，纤维拉伸倍数在5-10倍。复合纤维经酸性条件下缩醛处理(PH值为2，温度为55°C，时间为20min，)然后经水洗、改性硅氧烷油剂上油、烘干、卷曲、定型得到复合纤维。
[0010]实施例2
将花生柏中提取的花生蛋白溶解在30%离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)中，制得浓度为25%的花生蛋白离子液体溶液，将水产动物中提取的胶原蛋白溶解在25%咪唑类离子液体1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM]C1)中，制得浓度为40%的胶原蛋白离子液体溶液，将聚乙烯醇溶解在浓度为10%的咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM]C1)中，制得浓度为18%的聚乙烯醇离子液体溶液，将上述溶液按照1:1:4的比例混合，63°C混合3小时，加入固含量的0.02%的甘油和0.04%和过氧乙酸，制得纺丝原液，纺丝原液脱泡后经立式纺丝机喷丝，进入凝固浴成型。经过拉伸和水洗，形成胶原蛋白共混复合纤维，纤维拉伸倍数在5-10倍。复合纤维经酸性条件下缩醛处理(PH值为2，温度为65°C，时间为20min，)然后经水洗、改性硅氧烷油剂上油、烘干、卷曲、定型得到复合纤维。
[0011]实施例3
将花生柏中提取的花生蛋白溶解在32%的咪唑类离子液体3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM] Br)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM] Cl)的混合溶液中(比例为1:2)，制得浓度为28%的花生蛋白离子液体溶液，将水产动物中提取的胶原蛋白溶解在25%咪唑类离子液体3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM] Br)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM]C1)的混合溶液中(比例为1:2)，制得浓度为55%的胶原蛋白离子液体溶液，将聚乙烯醇溶解在浓度为12%的咪唑类离子液体3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM] Br)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM]Cl)的混合溶液中(比例为1:2)，制得浓度为16%的聚乙烯醇离子液体溶液，将上述溶液按照1:1:3.5的比例混合，73°C混合2小时，加入固含量的0.02%的四硼酸钠和0.04%和过氧化氢，制得纺丝原液，纺丝原液脱泡后经立式纺丝机喷丝，进入凝固浴成型。经过拉伸和水洗，形成胶原蛋白共混复合纤维，纤维拉伸倍数在5-12倍。复合纤维经酸性条件下缩醛处理(PH值为1.5，温度为65°C，时间为20min，)然后经水洗、改性硅氧烷油剂上油、烘干、卷曲、定型得到复合纤维。
[0012]实施例4
将花生柏中提取的花生蛋白溶解在30%的3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM] Br)和1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐[丽頂][DMP]的混合溶液中(比例为1:1)，制得浓度为22%的花生蛋白离子液体溶液，将胶原蛋白溶解在20%咪唑类离子液体3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM]Br)和1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐[丽頂][DMP]的混合溶液中(比例为1:1)，制得浓度为60%的胶原蛋白离子液体溶液，将聚乙烯醇溶解在浓度为15%的3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM]Br)和1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐[丽頂][DMP]的混合溶液中(比例为1:1)，制得浓度为18%的聚乙烯醇离子液体溶液，将上述溶液按照1:1:3的比例混合，65°C混合3小时，加入甘油、四硼酸钠和过氧化氢，制得纺丝原液，纺丝原液脱泡后经立式纺丝机喷丝，进入凝固浴成型。经过拉伸和水洗，形成胶原蛋白共混复合纤维，纤维拉伸倍数在5-12倍。复合纤维经酸性条件下缩醛处理(PH值为1.5，温度为65°C，时间为25min，)然后经水洗、改性硅氧烷油剂上油、烘干、卷曲、定型得到复合纤维。
[0013]实施例5
将花生柏中提取的花生蛋白溶解在35%的咪唑类离子液体1- 丁基-3-甲基咪唑乙酸盐[BMM]AC和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM] Cl)的混合溶液中(比例为1:3)，制得浓度为35%的花生蛋白离子液体溶液，将胶原蛋白溶解在24%咪唑类离子液体1- 丁基-3-甲基咪唑乙酸盐[BMM]AC和1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM]C1)的混合溶液中(比例为1:3)，制得浓度为50%的胶原蛋白离子液体溶液，将聚乙烯醇溶解在浓度为30%的咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐[BMM]AC和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM] Cl)的混合溶液中(比例为1:3)，制得浓度为16.5%的聚乙烯醇离子液体溶液，将上述两种溶液按照1:1:3.5的比例混合，70°C混合2小时，加入一定量的四硼酸钠和过氧乙酸，制得纺丝原液，纺丝原液脱泡后经立式纺丝机喷丝，进入凝固浴成型。经过拉伸和水洗，形成胶原蛋白共混复合纤维，纤维拉伸倍数在7-12倍。复合纤维经酸性条件下缩醛处理(PH值为1.0，温度为60°C，时间为25min，)然后经水洗、改性硅氧烷油剂上油、烘干、卷曲、定型得到复合纤维。
【权利要求】
1.一种花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维的制备方法，其特征在于由以下步骤制备而成，将花生蛋白、胶原蛋白和聚乙烯醇分别溶解在咪唑类离子液体溶液或混合液中制备纺丝原液，再经湿法纺丝而成。
2.如权利要求1所述，采用离子液体制备纺丝原液其特征在于由以下步骤制备而成，从花生加工剩余物花生饼柏中提取花生蛋白溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液中制备得到20-50%的花生蛋白溶液，将胶原蛋白溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液中制备得到20-60%的胶原蛋白溶液，将聚乙烯醇溶于一定浓度的咪唑类离子液体溶液或混合液中得到浓度为10-22%聚乙烯醇离子液体溶液，将上述溶液按照一定的比例混合，添加助剂，经过滤、脱泡后，通过湿法纺丝法制备花生蛋白胶原蛋白共混复合纤维，经拉伸、水洗、缩醛处理、上油、烘干、定型得到混合纤维。
3.如权利要求1所述，咪唑类离子液体为3-甲基-1-乙基咪唑溴盐([EMM]Br)、1_丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMM]Cl)、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐[EMM]AC、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐[BMM]AC和1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐[丽頂][DMP]其中的一种或两种，按照1:1-3的比例添加。
4.如权利要求1所述，花生蛋白是指从花生果仁、热榨或冷榨花生柏中分离得到的全脱脂花生蛋白，蛋白质含量> 60%，脂肪含量< 2%。
5.如权利要求1所述，胶原蛋白是从畜禽球骨、软骨、加工下脚料以及海洋、淡水动物的肉、皮、软骨等组织提取的，蛋白质含量> 50%，脂肪含量< 1%。
6.如权利要求1所述，花生蛋白离子液体溶液占纺丝原液的比例为10-40%、胶原蛋白离子液体溶液占纺丝原液的比例为5-50%、和聚乙烯醇离子液体溶液占纺丝原液的比例为10-20%,混合温度为60-75°C。
7.如权利要求2所述，所使用的助剂为甘油(固含量的0.01-0.03%)、四硼酸钠(固含量的0.02-0.03%)和过氧化氢(固含量的0.03-0.05%)、过氧乙酸(固含量的0.01-0.05%)中的一种或几种。
8.如权利要求2所述，采用酸条件下缩醛，PH值为1-2，，温度为50-70°C，时间为20-30min，缩醛度为 50-80%。
9.如权利要求2所述，上油使用的油剂为改性硅氧烷油剂，浓度为5-10%。
【文档编号】D01D1/02GK104264274SQ201410440957
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】孙杰, 毕洁, 于丽娜, 张初署, 杨伟强, 杨庆利, 高艳安, 江晨, 石程仁 申请人:山东省花生研究所