一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法。本发明以玉米醇溶蛋白(zein)和β?环糊精(β?CD)为主要原料，乙醇的水溶液为溶剂，乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)为交联剂。通过交联剂作用将β?环糊精固载到玉米醇溶蛋白分子上，经过加热溶解、调pH、提纯、冷冻干燥等过程制得复合物；然后将制得的复合物经过溶解、加热、脱泡等过程制得复合膜用于吸附胆固醇。本发明将玉米醇溶蛋白优异的成膜性、生物相容性、生物降解性及良好的机械强度等优点与β?环糊精的包结识别性能很好地相结合，制得的复合膜性质稳定，吸附效果好，且原料来源丰富、制备方法简单环保，易于实现工业化生产。
【专利说明】
一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法
[0001]【技术领域】:本发明属于材料制备领域，具体涉及一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法。
[0002]【【背景技术】】:胆固醇又称胆留醇，是一种环戊烷多氢菲的衍生物，广泛存在于动物体内，尤以脑及神经组织中最为丰富。胆固醇是动物组织细胞所不可缺少的重要物质，它不仅参与形成细胞膜，而且是合成胆汁酸，维生素D以及留体激素的原料，因此，人体血液中胆固醇含量与人类健康有着密切的联系。血液中胆固醇含量增加，会导致心血管疾病发病几率提高。血液中的胆固醇会在血管壁上堆积形成小块，使血管壁隆起，使血管内壁增厚，血管就会变得相对狭窄，血管壁的压力会上升，血压会升高，同时会造成动脉粥样硬化。虽然目前市场上已出现许多降低胆固醇的药物，但从营养健康方面考虑，人们希望可以从饮食做起、通过非药物途径达到降低胆固醇的目的。
[0003]目前，脱除食品中胆固醇的方法主要有:物理法(溶剂萃取法、超临界萃取法、水蒸汽蒸馏法、活性炭吸附法等)，化学法(琥珀酸酐酯化法、复合电磁波法、乳化液抽提、环糊精包埋等)，生物法(胆固醇氧化酶氧化法，微生物直接利用，乳酸菌同化作用等)。其中，利用膜分离吸附胆固醇的方法最具有应用前景，其效果和安全性也比较高。
[0004]玉米醇溶蛋白(Zein)是一种玉米的储存蛋白，它类似于蜜蜡，柔软、延展性好、坚韧、有弹性，具有较好的溶解特性、成膜性、耐热性、抗氧化性和抑菌性等优点。Zein由于具有优异的成膜性、生物相容性、生物降解性及阻隔性等特点，被广泛应用于食品包装和保鲜领域。Zein是两亲性的蛋白质，同时具有疏水和亲水性质，具有螺旋轮模型，在一个蛋白质分子中9个类似的重复单元以反平行的方式排列并通过氢键稳定存在，且只有一点点不对称。由于其分子量、聚合度和化学结构不同，借助三维网络，氢键相互作用、疏水相互作用和蛋白质链之间的二硫键使其稳定存在，因此，ze in表现出良好的成膜性能。
[0005]β-环糊精(β-⑶)是一种由1-4α-糖苷键连接的7个葡萄糖分子组成的环状低聚糖，它有着一个直径60-65nm形如导管的空腔，具有“内疏水，外亲水”的特殊分子结构，可作为“宿主”包络不同“客体”化合物。目前，国内外有关降低食品中胆固醇含量的报道中，陈汝财等采用β-环糊精包合法成功脱除蛋黄中的胆固醇，脱除率达92.23%;李相昕等以猪油为原料，选择β-环糊精包合法、硅胶吸附法和分子蒸馏法对猪油进行胆固醇脱除，并分析了3种方法脱除胆固醇效果；中国专利CN105504295A公开了“一种淀粉固载β-环糊精吸附剂的制备方法”，以可溶性淀粉和环糊精为原料，制得一种吸附分离效果好，性质稳定，重现性好的吸附材料。
[0006]将zein作为高分子载体骨架具有良好的成膜性和机械强度等优点与β-CD的包结识别性能相结合，制备出一种性质稳定、吸附分离效果优异、重现性好，且成本低，工艺简单的膜材料已经成为降低胆固醇研究领域的迫切需要。
[0007]【
【发明内容】
】:针对现有技术的不足，本发明提供一种具有吸附分离胆固醇功能的zein/i3-CD复合膜的制备方法，制得的复合膜性质稳定，吸附效果好，且原料来源丰富、制备方法简单环保，易于实现工业化生产。
[0008]为达到此目的，本发明采用的技术路线是:
[0009]1.玉米醇溶蛋白/13-环糊精复合物的合成
[0010](1)将玉米醇溶蛋白和￠-环糊精按质量比为20 % -60 %加入到250ml三口烧瓶中， 再加入60% (v/v)乙醇溶液，在温度为45°C的水浴加热条件下以500rpm/min的转速机械搅拌使其快速溶解；[〇〇11](2)用 lmol/L的 NaOH 溶液将 zein/0-CD 混合溶液 pH调至8 ? 7;[〇〇12](3)将调好pH的zein/0-⑶混合溶液缓慢加入定量的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，在温度为45°C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅拌反应4h;[0〇13]⑷配制一定体积的1.0%(w/w)NaCl溶液，将其置于4°C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反应液，并用去离子水洗涤，提纯；
[0014](5)将提纯后得到的产品在-50°C下冷冻干燥12h后，得到含有￠-⑶不同含量的zein复合物。[〇〇15]2.玉米醇溶蛋白外-环糊精复合膜的制备[0〇16](1)制作模具。用1mm厚的胶条和聚四氟乙稀平板制作深度为1mm、5.5cmX 5.5cm的成膜模具，制作4个尺寸相同的模具。[〇〇17](2)分别称取一定质量的zein和zein/0-CD复合物加入到100ml三口烧瓶中，再依次加入95% (v/v)的乙醇溶液，甘油，在温度为80°C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅拌lh使其快速溶解，沸腾后脱泡待用；
[0018](3)将(2)中制得的溶液，取相同体积分别缓慢注入模具中。将模具放入真空干燥箱内，25°C干燥24h;
[0019](4)将膜从模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
[0020]本发明将￠-⑶固载到zein上制得吸附分离胆固醇的复合膜，不但保留了 ￠-⑶的包结识别性能，而且兼具高分子载体骨架良好的稳定性、机械性能和生物相容性等优点，可用于牛奶、鸡蛋等多种食品领域中。且本发明原料来源广，成本低，制备过程简单，对环境友好，易于实现工业化生产。【【附图说明】】
[0021]图1为zein/0-⑶复合物制备机理[〇〇22]图2为zein/f3-CD复合膜表面的SEM图
[0023]图3为zein/0-CD复合膜断面的SEM图【具体实施方案】[〇〇24]实施例1:
[0025]1.玉米醇溶蛋白外-环糊精复合物的合成[〇〇26](1)称取玉米醇溶蛋白3g加入到250ml三口烧瓶中，再加入150ml 60% (v/v)乙醇溶液，在温度为45°C的水浴加热条件下以500rpm/min的转速机械搅拌使其快速溶解；
[0027](2)用 lmol/L的 NaOH 溶液将 zein 溶液 pH 调至8.7;[〇〇28](3)将调好pH的zein溶液缓慢加入0.75ml乙二醇二缩水甘油醚，在温度为45°C的水浴加热条件下以l〇〇rpm/min的转速机械搅拌反应4h;[〇〇29](4)配制150ml 1.0 % (w/w)NaCl溶液，将其置于4°C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反应液，并用去离子水洗涤，提纯；
[0030](5)将提纯后得到的产品在-50 °C下冷冻干燥12h后，得到含有β_⑶含量为O %的zein/β-Ο)复合物。
[0031]2.玉米醇溶蛋白/β-环糊精复合膜的制备
[0032](I)制作模具。用Imm厚的胶条和聚四氟乙稀平板制作深度为1mm、5.5 cm X 5.5cm的成膜模具，制作4个尺寸相同的模具。
[0033](2)分别称取1.5g β-CD含量为0%的zein/β-Ο)复合物加入到10ml三口烧瓶中，再依次加入1ml 95%(v/v)的乙醇溶液，0.3g甘油，在温度为80°C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅拌Ih使其快速溶解，沸腾后脱泡待用；
[0034](3)将(2)中制得的溶液，取相同体积分别缓慢注入模具中。将模具放入真空干燥箱内，25°C干燥24h;
[0035](4)将膜从模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
[0036]实施例2:
[0037]1.玉米醇溶蛋白/β_环糊精复合物的合成
[0038](I)分别称取玉米醇溶蛋白3g和β-环糊精0.6g加入到250ml三口烧瓶中，再加入150ml60 % (v/v)乙醇溶液，在温度为45°C的水浴加热条件下以500rpm/min的转速机械搅拌使其快速溶解；
[0039](2)用 lmol/L 的 NaOH 溶液将 zein/β-Ο)混合溶液 pH 调至 8.7 ；
[0040](3)将调好pH的zein/β-Ο)混合溶液缓慢加入0.75ml乙二醇二缩水甘油醚，在温度为45°C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅拌反应4h;
[0041 ] (4)配制150ml 1.0%(w/w) NaCl溶液，将其置于4 °C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反应液，并用去离子水洗涤，提纯；
[0042](5)将提纯后得到的产品在-50°C下冷冻干燥12h后，得到含有β_⑶含量为20%的zein/β-Ο)复合物。
[0043]2.玉米醇溶蛋白/β-环糊精复合膜的制备
[0044](I)制作模具。用Imm厚的胶条和聚四氟乙稀平板制作深度为1mm、5.5 cm X 5.5cm的成膜模具，制作4个尺寸相同的模具。
[0045](2)分别称取1.5g β-CD含量为20%的Zein/f3-CD复合物加入到10ml三口烧瓶中，再依次加入1ml 95% (v/v)的乙醇溶液，0.3g甘油，在温度为80°C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅拌Ih使其快速溶解，沸腾后脱泡待用；
[0046](3)将(2)中制得的溶液，取相同体积分别缓慢注入模具中。将模具放入真空干燥箱内，25°C干燥24h;
[0047](4)将膜从模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
[0048]实施例3:
[0049]1.玉米醇溶蛋白/β_环糊精复合物的合成
[0050](I)分别称取玉米醇溶蛋白3g和β-环糊精1.2g加入到250ml三口烧瓶中，再加入150ml 60 % (v/v)乙醇溶液，在温度为45°C的水浴加热条件下以500rpm/min的转速机械搅拌使其快速溶解；
[0051 ] (2)用 lmol/L 的 NaOH 溶液将 ze in/β-Ο)混合溶液 pH 调至8.7;
[0052](3)将调好pH的zein/0-CD混合溶液缓慢加入0.75ml乙二醇二缩水甘油醚，在温度为45°C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅拌反应4h;[〇〇53](4)配制150ml 1.0 % (w/w)NaCl溶液，将其置于4°C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反应液，并用去离子水洗涤，提纯；[〇〇54](5)将提纯后得到的产品在-50°C下冷冻干燥12h后，得到含有￠-⑶含量为40%的zein/0-O)复合物。
[0055]2.玉米醇溶蛋白外-环糊精复合膜的制备[0〇56](1)制作模具。用1mm厚的胶条和聚四氟乙稀平板制作深度为1mm、5 ? 5cm X 5 ? 5cm的成膜模具，制作4个尺寸相同的模具。[〇〇57](2)分别称取1.5g I3-CD含量为40%的zein/f3-CD复合物加入到100ml三口烧瓶中，再依次加入l〇ml 95%(v/v)的乙醇溶液，0.3g甘油，在温度为80°C的水浴加热条件下以 100rpm/min的转速机械搅拌lh使其快速溶解，沸腾后脱泡待用；[〇〇58](3)将(2)中制得的溶液，取相同体积分别缓慢注入模具中。将模具放入真空干燥箱内，25°C干燥24h;
[0059](4)将膜从模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
[0060]实施例4:[0061 ]1.玉米醇溶蛋白/0-环糊精复合物的合成
[0062](1)分别称取玉米醇溶蛋白3g和￠-环糊精1.8g加入到250ml三口烧瓶中，再加入 150ml 60 % (v/v)乙醇溶液，在温度为45°C的水浴加热条件下以500rpm/min的转速机械搅拌使其快速溶解；
[0063](2)用 lmol/L的 NaOH 溶液将 zein/0-CD 混合溶液 pH 调至8 ? 7;[〇〇64](3)将调好pH的zein/0-CD混合溶液缓慢加入0.75ml乙二醇二缩水甘油醚，在温度为45°C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅拌反应4h;[〇〇65](4)配制150ml 1.0 % (w/w)NaCl溶液，将其置于4°C冰箱。用于沉淀(3)中得到的反应液，并用去离子水洗涤，提纯；[〇〇66](5)将提纯后得到的产品在-50°C下冷冻干燥12h后，得到含有￠-⑶含量为60%的zein/0-O)复合物。[〇〇67]2.玉米醇溶蛋白外-环糊精复合膜的制备[0〇68](1)制作模具。用1mm厚的胶条和聚四氟乙稀平板制作深度为1mm、5 ? 5cm X 5 ? 5cm的成膜模具，制作4个尺寸相同的模具。[〇〇69](2)分别称取1.5g I3-CD含量为60%的zein/f3-CD复合物加入到100ml三口烧瓶中，再依次加入l〇ml 95%(v/v)的乙醇溶液，0.3g甘油，在温度为80°C的水浴加热条件下以 100rpm/min的转速机械搅拌lh使其快速溶解，沸腾后脱泡待用；
[0070](3)将(2)中制得的溶液，取相同体积分别缓慢注入模具中。将模具放入真空干燥箱内，25°C干燥24h;
[0071](4)将膜从模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。
【主权项】
1.一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法，包括如下步骤:1)玉米醇溶蛋白/0-环糊精复合物的合成①将玉米醇溶蛋白和￠-环糊精按质量比为20 % -60 %加入到250ml三口烧瓶中，再加入 60 % (v/v)乙醇溶液，在温度为45°C的水浴加热条件下以500rpm/min的转速机械搅拌使其 快速溶解；②用lmol/L的NaOH溶液将zein/f3-CD混合溶液pH调至8 ? 7;③将调好pH的zein/0-CD混合溶液缓慢加入定量的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，在温 度为45°C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅拌反应4h;④配制一定体积的1.0% (wAONaCl溶液，将其置于4°C冰箱。用于沉淀③中得到的反应 液，并用去离子水洗涤，提纯；⑤将提纯后得到的产品在_50°C下冷冻干燥12h后，得到含有fCD不同含量的zein复合 物。2)玉米醇溶蛋白外-环糊精复合膜的制备①制作模具。用1mm厚的胶条和聚四氟乙稀平板制作深度为1mm、5.5cm X 5.5cm的成膜 模具，制作4个尺寸相同的模具。②分别称取一定质量的zein和zein/0-CD复合物加入到100ml三口烧瓶中，再依次加入 95 % (v/v)的乙醇溶液，甘油，在温度为80 °C的水浴加热条件下以100rpm/min的转速机械搅 拌lh使其快速溶解，沸腾后脱泡待用；③将②中制得的溶液，取相同体积分别缓慢注入模具中。将模具放入真空干燥箱内，25 。(:干燥 24h;④将膜从模具中小心取下后，放入密封袋中，保存待用。2.根据权利要求1所述的一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法，其特征在于:以zein和 ⑶为原料，以乙醇溶液为溶剂，通过交联剂乙二醇缩水甘油醚将￠-⑶固载到zein上制得复合膜。3.根据权利要求1所述的一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法，其特征在于:所述的P-⑶占zein的质量百分数为20%-60%，交联剂乙二醇缩水甘油醚用量为0.75ml。4.根据权利要求1所述的一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法，其特性在于:所使用的 交联剂为乙二醇缩水甘油醚，是一种末端带有环氧基团的功能性交联剂，可用于交联蛋白 质。5.根据权利要求1所述的一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法，其特性在于:甘油为增 塑剂，用于增加复合膜的韧性。6.根据权利要求1所述的一种吸附胆固醇的复合膜的制备方法，其特征在于:Zein/P-CD复合物的反应温度为45°C，反应时间是4h;制备复合膜时，反应温度为80°C，反应时间为 lh〇
【文档编号】B01J20/24GK106000344SQ201610479202
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】杨宁, 胡晓婷, 王跃, 王丹丹
【申请人】天津工业大学