專利名稱：一種天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法
技術領域：
本發明屬于橡膠的處理或化學改性技術領域，具體涉及一種天然乳膠中蛋 白質的處理方法。
背景技術：
天然橡膠乳液(NRL)是一種生物合成的高聚物水基型膠體體系，以聚順式 1,4-異戊二烯為主體，并有十幾種組分的物質。目前全球用于生產浸漬制品的 年產量大約為80萬噸，這些制品包括醫用手套、核工業用特種防護手套、膠 管、醫用導管、氣球、避孕套、嬰兒奶嘴和指套等。其中耗用量最大的是各種 類型的手套，占70%以上。天然膠乳因其成膜性好，凝膠強度高，成為生產浸 漬制品的主要原料。但是，天然橡膠中存在水溶性蛋白質，已有導致人體過敏 反應的報導，為此美國食品和藥品管理局(FDA)在1999年7月30日發出的 致醫用手套工業的公告中，提出了每只手套中可溶性蛋白質含量應小于1200 嗎的規定。因此，如何降低天然橡膠中的蛋白質含量， 一直是橡膠處理領域 的一大重要問題。
鮮膠乳中蛋白質的含量占膠乳重的1-2%，其中約25%被橡膠粒子所吸附， 是構成粒子保護層的重要物質，約20%存在于膠乳底層部分的液體中，其余部 分則溶解于乳清，這些蛋白質是決定橡膠粒子膠體穩定性的主要因素。在離心 和乳膠加工過程中，大部分的低分子蛋白質被除去，但仍然留在膠乳中的一些 低分子量水溶性蛋白質(WSP)由于能與某些人的血清中的I型變態反應(IgE) 抗體作用會成為過敏原，使這些人產生過敏癥。
目前解決乳膠制品蛋白質過敏問題的常用方法主要有以下兩類 (1)降低蛋白質含量。這類方法有酶處理法，多次離心法，以及通過改 進瀝濾工藝(如濕凝膠瀝濾與干膠膜瀝濾結合或瀝濾與超聲波技術配合)和(或) 增加洗滌次數來降低手套的可溶性蛋白質含量的方法。這些方法都有一定的缺 陷或局限，如無法徹底除去蛋白質或成本高等，同時這些方法得到的低蛋白天然橡膠膠乳穩定性、抗氧化能力和力學性能較差。
(2)蛋白質變性。蛋白質變性是使可溶性蛋白質失去水溶性而不再導致 人體產生過敏性反應。蛋白質變性的方法如氯化處理法，其原理是氯氣與蛋 白質反應，可溶性蛋白質變性后失去水溶性；同時，氯氣與天然膠乳產生交聯 和環化反應，在手套表面形成阻止蛋白質遷移的屏蔽層。但這種方法因會產生 影響環境的氯化廢水而受到一定的限制。
因此，發展一種有利于保持乳膠性能，生產成本低，環境友好型的低蛋白 天然橡膠膠乳生產方法，已經成為本領域的迫切要求。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種天然橡膠膠乳蛋白質的固
定方法，以解決乳膠制品蛋白質過敏問題。 本發明通過以下技術方案實現上述目的 一種天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，包括如下步驟 在天然乳膠中加入二醛多糖氨水溶液，放置后干燥成膜。 所述的天然膠乳為高氨濃縮膠乳，即濃縮后用氨水保存的離心濃縮膠乳，
其總固體質量含量為61.53%;干膠質量含量為60.19%。
所述的放置是在室溫下進行，分為兩階段第一階段將多糖溶液與天然乳
膠混合3-5 h;第二階段為將混合液置于培養皿中水平放置1-2天。
所述的干燥成膜是在40 - 5(TC下進行，時間至少為2天。 所述的二醛多糖的加入量為天然膠乳質量的0.2%-2%，即占乳膠膜固含 量的0.1-10%。
所述的二醛多糖溶液由以下步驟制得
(1) 天然多糖溶于蒸餾水中，攪拌狀態下加入高碘酸鈉，再用蒸餾水稀 釋，放置；
(2) 加入乙二醇，攪拌0.5-1 h終止反應；
(3) 用含有與天然多糖質量比為30%的氯化鈉、體積與步驟(1)所述的 天然多糖水溶液總體積等量的無水乙醇沉淀提純；
(4) 沉淀用步驟(1)所述的多糖溶液總體積一半的蒸餾水重新溶解；
(5) 用含有與天然多糖質量比為10%的氯化鈉、體積與步驟(4)所述的溶液總體積等量的無水乙醇再次沉淀；
(6) 用含有與天然多糖質量比為5%的氯化鈉、體積為步驟(5)總體積 一倍的丙酮重復沉淀，直至多糖鈉鹽形成；
(7) 用與步驟(6)總體積一半的乙醇攪拌洗滌鈉鹽5-10min，過濾，室 溫下真空干燥；
(8) 所得多糖鈉鹽與膠乳混合前用氨水溶液溶解。 上述的合成過程在避光環境下進行。
其中所述天然多糖為海藻酸鈉、透明質酸、淀粉、殼聚糖中的至少一種， 優選海藻酸鈉。
其中所述的多糖與高碘酸鈉的摩爾比例分別為1 : 0.05 1 : 1。優選比例為 1 : 0.5。
本發明氧化后所得的二醛多糖根據所加入高碘酸鈉比例的高低形成不同 醛基含量的多糖，經多次試驗證明，多糖與高碘酸鈉的摩爾比例介于1 :0.05 1:1時，所得多糖醛基含量介于1 10mmol/g之間，對蛋白質的固定效果佳。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
1. 本發明將改性后的多糖衍生物直接與天然膠乳共混，利用氧化后天然多 糖上的醛基與蛋白質發生交聯作用，增大蛋白質的分子量使蛋白質失去水溶 性，并利用多糖能與乳膠形成互穿網絡的結構特點，將失去水溶性的蛋白質牢 固地固定在乳膠膜中，有望徹底解決乳膠制品蛋白質的過敏問題。
2. 本發明所選用的天然多糖能與天然膠乳有效共混，不會產生相分離和影 響乳膠的力學性能，克服了酶分解法等傳統方法所得的橡膠制品乳膠穩定性及 力學性能差的缺點。
3. 本發明所選用的天然多糖無毒、有良好的生物相容性并能被生物降解， 是一種來源廣泛、價格便宜的綠色添加劑，克服了氯化處理法產生的環境問題。
4. 本發明僅需在乳膠生產過程中加入少量二醛多糖即可有效降低水溶性 蛋白質的析出，所增加的生產成本可以忽略不計。
此法在橡膠工業上具有廣闊的應用前景。
本發明通過Lowry法測量乳膠膜中蛋白質的析出率，用力學性能試驗機測 量二醛多糖乳膠膜的拉伸強度和斷裂伸長率等力學性能，對所制備的二醛多糖 乳膠膜進行檢驗。
圖1是二醛海藻酸鈉的用量(醛基含量不變)對蛋白質的析出率的影響； 圖2是二醛海藻酸鈉醛基含量(多糖用量不變)對蛋白質的析出率的影響； 圖3是二醛海藻酸鈉的用量(醛基含量不變)對乳膠膜的力學性能的影響； 圖4是二醛海藻酸鈉醛基含量(多糖用量不變)對乳膠膜力學性能的影響。
具體實施例方式
以下通過具體的實施例進一步說明本發明的技術方案。 實施例l
一、 二醛海藻酸鈉的制備
在一個黑色的瓶子內，取海藻酸鈉10.00 g溶于600 mL蒸餾水中，在攪拌 下加入100 mL高碘酸鈉，用蒸餾水將溶液總體積稀釋至1 L。海藻酸鈉與高碘 酸鈉的摩爾比例為1 :0.05。 24h后，加入3.5mL乙二醇繼續攪拌0.5h終止反 應。氧化了的天然多糖用3 g氯化鈉和1 L乙醇沉淀提純。沉淀重新溶于500mL 蒸餾水中，加入500 mL乙醇和lg氯化鈉再次沉淀。用lL含有0.5g氯化鈉 的丙酮重復沉淀，直至其鈉鹽形成。最后，沉淀用500mL乙醇攪拌洗滌15min， 過濾，室溫下真空干燥。
二、 二醛海藻酸鈉乳膠膜的制備
取濃度為0.5% (w/w)的二醛海藻酸鈉氨水溶液10 g，在攪拌下加入到 50g (固體含量30g)天然膠乳中，作用lh后稱取40g共混液于培養皿中水 平放置，于5(TC下干燥2d。
經檢驗，所制得的乳膠膜水溶性蛋白質析出率約為78 pg/g (見圖1)，高 于乳膠蛋白質致敏的最低蛋白質允許含量50 pg/g (ASTM， 2005);力學性能與 未加二醛海藻酸鈉的天然乳膠膜相比無明顯改變(見圖3)。
實施例2
一、 二醛海藻酸鈉的制備，見實施例l。
二、 二醛海藻酸鈉乳膠膜的制備
取濃度為1% (w/w)的二醛海藻酸鈉氨水溶液10 g，在攪拌下加入到50 g (固體含量30g)天然膠乳中，作用lh后稱取40g共混液于培養皿中水平放置，于5(TC下干燥2d。
經檢驗，所制得的乳膠膜水溶性蛋白質析出率約為68 |ig/g (見圖1)，高 于乳膠蛋白質致敏的最低蛋白質允許含量50 pg/g (ASTM, 2005);力學性能與 未加二醛海藻酸鈉的天然乳膠膜相比無明顯改變(見圖3)。
實施例3
一、 二醛海藻酸鈉的制備，見實施例l。
二、 二醛海藻酸鈉乳膠膜的制備
取濃度為5% (w/w)的二醛海藻酸鈉氨水溶液i0 g，在攪拌下加入到50 g (固體含量30g)天然膠乳中，作用lh后稱取40g共混液于培養皿中水平放 置，于5(TC下干燥2d。
經檢驗，所制得的乳膠膜水溶性蛋白質析出率約為2嗎/g (見圖1);力學 性能與未加二醛海藻酸鈉的天然乳膠膜相比無明顯改變(見圖3)。
實施例4
一、 二醛海藻酸鈉的制備，如實施例l，但海藻酸鈉與高碘酸鈉的摩爾比
例分別為i : 0.5。
二、 二醛海藻酸鈉乳膠膜的制備
取濃度為1% (w/w)的上述二醛海藻酸鈉氨水溶液10 g，在攪拌下加入 到50g (固體含量30g)天然膠乳中，作用lh后稱取40g共混液于培養皿中 水平放置，于50'C下干燥2d。
經檢驗，所制得的乳膠膜水溶性蛋白質析出率約為39.6 pg/g (見圖2)， 低于乳膠蛋白質致敏的最低蛋白質允許含量50嗎/g (ASTM, 2005);力學性能 與未加二醛海藻酸鈉的天然乳膠膜相比無明顯改變(見圖4)。
實施例5
一、 二醛海藻酸鈉的制備，如實施例l，但海藻酸鈉與高碘酸鈉的摩爾比 例分別為l:l。
二、 二醛海藻酸鈉乳膠膜的制備
取濃度為1% (w/w)的上述二醛海藻酸鈉氨水溶液10 g，在攪拌下加入 到50 g (固體含量30 g)天然膠乳中，作用1 h后稱取40 g共混液于培養皿中 水平放置，于5(TC下干燥2d。
經檢驗，所制得的乳膠膜水溶性蛋白質析出率約為16.2 pg/g (見圖2)，低于乳膠蛋白質致敏的最低蛋白質允許含量50嗎/g (ASTM, 2005);力學性能 與未加二醛海藻酸鈉的天然乳膠膜相比無明顯改變(見圖4)。
權利要求
1.一種天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于在天然乳膠中加入二醛多糖氨水溶液，放置后干燥成乳膠膜。
2. 如權利要求1所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于所 述的天然膠乳為高氨濃縮膠乳。
3. 如權利要求1所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于所 述放置是在室溫下進行，分為兩階段第一階段將二醛多糖氨水溶液與天然乳 膠混合3-5h;第二階段為將混合液置于培養皿中水平放置1-2天。
4. 如權利要求1所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于所述的干燥成乳膠膜的過程是在40 - 5(TC下進行，時間至少為2天。
5. 如權利要求1所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于所 述的二醛多糖的加入量為天然膠乳質量的0.2。％-2%。
6. 如權利要求1所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于所 述的二醛多糖溶液由以下步驟制得(1) 天然多糖溶于蒸餾水中，攪拌狀態下加入高碘酸鈉，再用蒸餾水稀 釋，放置；(2) 加入乙二醇，攪拌0.5-1 h終止反應；(3) 用含有與天然多糖質量比為30%的氯化鈉、體積與步驟(1)所述的 天然多糖水溶液總體積等量的無水乙醇沉淀提純；(4) 沉淀用歩驟(1)所述的多糖溶液總體積一半的蒸餾水重新溶解；(5) 用含有與天然多糖質量比為10%的氯化鈉、體積與步驟(4)所述的 溶液總體積等量的無水乙醇再次沉淀；(6) 用含有與天然多糖質量比為5。Z的氯化鈉、體積為步驟(5)總體積 一倍的丙酮重復沉淀，直至多糖鈉鹽形成；(7) 用與步驟(6)總體積一半的乙醇攪拌洗滌鈉鹽5-10min，過濾，室 溫下真空干燥；(8) 所得多糖鈉鹽與膠乳混合前用氨水溶液溶解。
7. 如權利要求6所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于步驟 (1)所述天然多糖為海藻酸鈉、透明質酸、淀粉、殼聚糖中的至少一種。
8. 如權利要求6所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于步驟(1)所述多糖與高碘酸鈉的摩爾比例為1 :0.05 1 : 1。
9. 如權利要求6所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于步驟 (1)所述放置時間為12-24 h。
10. 如權利要求6所述的天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，其特征在于合 成過程在避光環境下進行。
全文摘要
本發明公開了一種天然橡膠膠乳蛋白質的固定方法，目的是為了解決天然乳膠制品蛋白質的過敏問題。其方法是通過在天然膠乳中加入二醛多糖氨水溶液，放置后干燥成膜。其中二醛多糖是通過高碘酸鈉氧化天然多糖制得。本發明利用氧化后天然多糖上的醛基與蛋白質發生交聯作用，增大蛋白質的分子量使蛋白質失去水溶性，并利用多糖能與乳膠形成互穿網絡的結構特點，將失去水溶性的蛋白質牢固地固定在乳膠膜中。本發明所提供的方法克服了傳統方法如酶分解法所得的橡膠制品乳膠穩定性及力學性能差的缺點；也不會造成如氯化處理法產生的環境問題；同時生產成本低廉。此法在橡膠工業上具有廣闊的應用前景。
文檔編號C08C1/00GK101613422SQ20091004129
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者張黎明, 陳繼平 申請人:中山大學