大豆分離蛋白-乙二胺接枝物的合成及性質(zhì)

袁 明 昆，　許 　 楚，　周 景 輝

( 大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院, 遼寧 大連　116034 )

?

大豆分離蛋白-乙二胺接枝物的合成及性質(zhì)

袁 明 昆，許 楚，周 景 輝

( 大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院, 遼寧 大連116034 )

摘要:探討了以1-(3-二甲氨基丙基-3)-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)催化大豆分離蛋白(SPI)的羧基和乙二胺(EDA)的氨基進(jìn)行接枝反應(yīng)制備大豆分離蛋白-乙二胺接枝物(SPI-EDA)的最佳條件。利用激光粒度/Zeta電位儀、FT-IR、HPLC、PCD等對(duì)SPI-EDA接枝物進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性質(zhì)表征。確定適宜的合成條件：反應(yīng)溫度為室溫，時(shí)間4 h， SPI、EDC、EDA與 NHS摩爾比1.0∶0.5∶0.6∶0.125。檢測(cè)結(jié)果表明，EDA成功的接枝到SPI羧基基團(tuán)上，與SPI相比，SPI-EDA的電荷密度、相對(duì)分子質(zhì)量等都有所改善，接枝物SPI-EDA聚集體粒徑增大且分布均一。

關(guān)鍵詞:大豆分離蛋白(SPI)；1-(3-二甲氨基丙基-3)-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)；乙二胺(EDA)；大豆分離蛋白-乙二胺接枝物(SPI-EDA)

0引言

目前造紙助劑大多數(shù)都是化石基產(chǎn)品，由于其不可再生和不可降解性，造紙助劑的發(fā)展趨勢(shì)是轉(zhuǎn)向可再生生物基資源的產(chǎn)品，如淀粉[1]、瓜爾膠[2]、纖維素[3]、殼聚糖[4]等。大豆分離蛋白(SPI)是大豆生產(chǎn)油料等產(chǎn)品后的副產(chǎn)物，來(lái)源集中、產(chǎn)量較大、成本低，屬于可降解可再生資源。SPI大量用于飼料，也有用其作為食品添加劑、膜材料、膠黏劑等原料[5]。

由于SPI上的谷氨酸和天門冬氨酸等氨基酸都含有自由羧基，兩者約占總的氨基酸單元的35%[6]，導(dǎo)致SPI在漿料中帶負(fù)電，不符合造紙助劑帶正電荷的要求，因此如要把SPI用作造紙助劑，有必要對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性。如能在SPI羧基端接枝上氨基基團(tuán)使之具有類似聚乙烯亞胺(PEI)的結(jié)構(gòu)，就可以滿足造紙助留助濾劑所要求的高分子和正電性，從而可以將其用作造紙助劑[7]。

碳二亞胺類催化劑(EDC)催化反應(yīng)具有高效、低溫、水性等優(yōu)點(diǎn)，常被用于催化羧酸和伯胺間的接枝反應(yīng)，很適合大分子的溫和改性。EDC催化接枝反應(yīng)還可以被用于多肽[8]、纖維素[9]和明膠[10]等大分子的改性等。其反應(yīng)機(jī)理是：EDC通過(guò)酰胺結(jié)合與SPI結(jié)構(gòu)中的谷氨酸和天門冬氨酸殘基上的羧基形成活潑的共價(jià)偶聯(lián)物O-異酰基脲中間體，隨后乙二胺(EDA)上的伯胺通過(guò)親核攻擊，最終與SPI上的羧基形成酰胺交聯(lián)[11-12]。

本實(shí)驗(yàn)利用EDC和NHS催化SPI上的羧基和EDA上的氨基進(jìn)行接枝反應(yīng)，探索了SPI-EDA接枝物的最佳制備條件，并通過(guò)激光粒度/Zeta電位儀、FT-IR、HPLC、PCD等對(duì)SPI-EDA接枝物進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性質(zhì)表征，旨在擴(kuò)大SPI的用途，開(kāi)發(fā)新的造紙助劑品種。

1實(shí)驗(yàn)

1.1原料與儀器

原料：大豆分離蛋白(SPI，w(分離蛋白)≥90%)，山東東營(yíng)萬(wàn)德福公司；乙二胺(EDA)，上海晶純生化科技股份有限公司，純度為99%；1-(3-二甲氨基丙基-3)-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)，阿達(dá)瑪斯試劑有限公司，純度為99%；N-羥基琥珀酰亞胺 (NHS)，國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司，純度均為99%；2-(N-嗎啡林)乙撐磺酸(MES)，北京索萊寶科技有限公司，純度為90%。

儀器：Nano-ZS90 Zeta電位儀，英國(guó)Malvern公司；PCD-04顆粒電荷滴定儀，德國(guó)BTG公司；Frontier傅里葉變換紅外光譜儀，PerkinElmer公司；SCL-10AVP高效液相色譜，日本島津公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1SPI-EDA的合成

在圓底燒瓶中分別加入不同摩爾比例的SPI、EDC、NHS、EDA，以MES為緩沖液調(diào)pH至5.5，升溫至反應(yīng)溫度，保溫一段時(shí)間后，取出冷卻到室溫。反應(yīng)后溶液產(chǎn)物用丙酮沉淀、水溶，重復(fù)水溶/丙酮沉析的純化過(guò)程3次，最后在冷凍干燥至完全脫水。

1.2.2反應(yīng)產(chǎn)物Zeta電位和粒徑的測(cè)定

稱取一定量的絕干改性樣品配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%溶液(pH=7)，用Nano-ZS90儀器測(cè)Zeta 電位，測(cè)定溫度25 ℃，重復(fù)測(cè)定6次以上，取平均值。反應(yīng)產(chǎn)物的粒徑同樣用Nano-ZS90儀器測(cè)定，測(cè)定范圍5 nm～10 μm。

1.2.3反應(yīng)產(chǎn)物FT-IR測(cè)定

取少量絕干樣品與KBr晶體按質(zhì)量比約1∶100進(jìn)行研磨，用傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行FT-IR測(cè)定，測(cè)定波段為4 000～400 cm-1，掃描次數(shù)為32次。

1.2.4反應(yīng)產(chǎn)物電荷密度的測(cè)定

稱取一定量的絕干改性樣品配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%溶液，取10 mL改性樣品溶液于PCD-04顆粒電荷分析儀中，用陽(yáng)離子聚電解質(zhì)或陰離子聚電解質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)滴定液進(jìn)行滴定，測(cè)定改性樣品的電荷密度。電荷密度計(jì)算公式：

CD=cV/m

(1)

式中：CD為反應(yīng)產(chǎn)物電荷密度，mmol/g；c為陽(yáng)離子聚電解質(zhì)溶液或陰離子聚電解質(zhì)的濃度1.0 mmol/L；V為消耗的標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)離子聚電解質(zhì)或陰離子聚電解質(zhì)的體積，mL；m為用于滴定溶液中樣品質(zhì)量，g。

1.2.5反應(yīng)產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定

SPI、SPI-EDA的相對(duì)分子質(zhì)量分布范圍采用高效液相色譜結(jié)合TSK-gel G4000-SWxl(7.8 mm×30.0 cm)凝膠過(guò)濾色譜柱測(cè)定。進(jìn)樣量：20 μL；進(jìn)樣質(zhì)量濃度：0.5 mg/mL；檢測(cè)波長(zhǎng)：220 nm。流動(dòng)相：0.01 mol/L NaH2PO4，0.1 mol/L Na2SO4緩沖溶液(含0.1%SDS)。洗脫體積流量：0.7 mL/min。相對(duì)分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)品分別選用肌球蛋白(200 ku)、β半乳糖苷酶(116 ku)、磷酸酶b(97.2 ku)、牛血清蛋白(66.4 ku)、卵清蛋白(43 ku)。對(duì)凝膠過(guò)濾色譜而言，相對(duì)分子質(zhì)量的對(duì)數(shù)與保留時(shí)間呈線性相關(guān)，經(jīng)過(guò)計(jì)算所得相對(duì)分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線為lgMw=-0.099 1t+6.140 2，R2=0.929。

2結(jié)果與討論

2.1SPI-EDA合成結(jié)果與分析

2.1.1EDC用量對(duì)SPI-EDA合成的影響

Zeta電位是指帶電顆粒表面剪切層的電位，可作為表征粒子表面靜電荷的一個(gè)重要參數(shù)[13]。SPI是典型的兩性聚電解質(zhì)，在其多肽鏈上有許多極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)，在水溶液中親水性的極性基團(tuán)暴露在SPI表面，使SPI表面帶電。所以當(dāng)EDA接在SPI上，其表面的電荷也會(huì)發(fā)生變化，因此可用Zeta電位來(lái)表征其不同接枝條件的表面電荷變化情況。

在反應(yīng)溫度30 ℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h，SPI、EDA、NHS摩爾比為1.0∶1.0∶1.0時(shí)，考察EDC用量對(duì)SPI-DEA合成反應(yīng)的影響。由圖1中可以看出，隨著EDC用量的增加，改性產(chǎn)物的Zeta電位急劇增加，當(dāng)SPI與EDC摩爾比超過(guò)2∶1后，Zeta電位則增加緩慢。這是因?yàn)镾PI多肽鏈上的自由羧基被EDC活化生成共價(jià)偶聯(lián)物O-異?；逯虚g體，這種中間體能夠迅速與EDA上的氨基發(fā)生反應(yīng)，從而消耗了SPI多肽鏈上一定量的羧基。繼續(xù)增加EDC用量，羧基已基本全部被活化參與了反應(yīng)，反應(yīng)慢慢達(dá)到了平衡。因此適宜的SPI與EDC摩爾比為2∶1。

圖1　EDC用量對(duì)SPI-EDA的Zeta電位的影響

2.1.2EDA用量對(duì)SPI-EDA合成的影響

在反應(yīng)溫度30 ℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h，SPI、EDC、NHS摩爾比為1.0∶0.5∶1.0時(shí)，考察EDA用量對(duì)SPI-DEA合成反應(yīng)的影響。由圖2中可以看出，隨著EDA用量的增加，改性產(chǎn)物的Zeta電位逐漸增加，但SPI與EDA摩爾比超過(guò)5∶3后，Zeta電位基本不變。這是因?yàn)殡S著EDA用量的增加，EDA與中間體接觸的概率增加，SPI多肽鏈上自由羧基與EDA上的氨基反應(yīng)生成酰胺從而使SPI表面電荷發(fā)生轉(zhuǎn)變。而當(dāng)SPI與EDA用量之比超過(guò)5∶3之后，Zeta電位增加趨于平緩。這是因?yàn)榇藭r(shí)SPI羧基基本被氨基取代。因此適宜的SPI與EDA摩爾比為5∶3。

圖2　EDA用量對(duì)SPI-EDA的Zeta電位的影響

2.1.3NHS用量對(duì)SPI-EDA合成的影響

由在反應(yīng)溫度30 ℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h，SPI、EDC、EDA摩爾比為1.0∶0.5∶0.6時(shí)，考察NHS用量對(duì)SPI-DEA合成反應(yīng)的影響。由圖3可以看出，隨著NHS用量的減少，Zeta電位基本不變，但是當(dāng)EDC與HNS摩爾比小于4∶1時(shí)，Zeta電位開(kāi)始降低。這是因?yàn)镋DC與SPI多肽鏈上的羧基生成的是一種不穩(wěn)定的中間體，這種中間體如不與氨基立即反應(yīng)，就會(huì)很快水解并重新釋放出羧基基團(tuán)。一定量的NHS存在，可以將O-異酰基脲中間體轉(zhuǎn)化為氨基反應(yīng)活性的NHS酯，與氨基反應(yīng)的速度相比，NHS酯的水解要緩慢得多，從而大大提高了EDC主導(dǎo)的接枝反應(yīng)的效率[14]。因此EDC與NHS最適宜的摩爾比為4∶1。

圖3　NHS用量對(duì)SPI-EDA 的Zeta電位的影響

2.1.4反應(yīng)時(shí)間對(duì)SPI-EDA合成的影響

在反應(yīng)溫度30 ℃，SPI、EDC、EDA、NHS摩爾比為1∶0.5∶0.6∶0.125時(shí)，考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)SPI-DEA合成反應(yīng)的影響。由圖4可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，Zeta電位開(kāi)始急劇增加，這是因?yàn)榉磻?yīng)之初，SPI多肽鏈上有大量未參與反應(yīng)的羧基。而隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，Zeta電位開(kāi)始緩慢增加。這是因?yàn)樵诜磻?yīng)體系中羧基與氨基含量是一定的，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，羧基和氨基會(huì)不斷地被消耗掉，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)4 h后，Zeta電位基本保持恒定，據(jù)此可以認(rèn)為羧基和氨基基本被耗盡。因此最適宜的反應(yīng)時(shí)間為4 h。

圖4　反應(yīng)時(shí)間對(duì)SPI-EDA Zeta電位的影響

2.1.5反應(yīng)溫度對(duì)SPI-EDA合成的影響

在反應(yīng)時(shí)間為4 h，SPI、EDC、EDA、NHS摩爾比為1∶0.5∶0.6∶0.125時(shí)，考察反應(yīng)溫度對(duì)SPI-DEA合成的影響。由圖5可見(jiàn)，隨著溫度的增加，Zeta電位變化不大。這是因?yàn)镋DC催化劑具有高效、低溫等優(yōu)點(diǎn)，在較大的溫度范圍都可以發(fā)揮良好的催化效果。因此為節(jié)約成本，無(wú)須刻意控制溫度，合成反應(yīng)在室溫下進(jìn)行即可。

圖5　反應(yīng)溫度對(duì)SPI-EDA Zeta電位的影響

2.2SPI-EDA 紅外表征

圖6　SPI和SPI-EDA的紅外譜圖

圖7(a)和圖7(b)分別是SPI和SPI-EDA結(jié)合去卷積化和二階導(dǎo)數(shù)對(duì)酰胺I帶進(jìn)行擬合的圖譜。酰胺I 帶對(duì)于研究蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)最有價(jià)值，它是由蛋白質(zhì)不同二級(jí)結(jié)構(gòu)的譜峰分量疊加形成的，通過(guò)擬合可以研究改性前后酰胺Ⅰ帶中α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角等二級(jí)結(jié)構(gòu)的比例。一般認(rèn)為1 650～1 658 cm-1為α-螺旋，1 610～1 640 cm-1為β-折疊，1 660～1 700 cm-1為β-轉(zhuǎn)角，1 650～1 640 cm-1為無(wú)規(guī)卷曲[16]。通過(guò)擬合結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，SPI-EDA相對(duì)于SPI，α-螺旋比例增加了6.48%，β-折疊比例減少了17.38%，β-轉(zhuǎn)角比例減少了1.52%，無(wú)規(guī)卷曲比例增加了12.42%。這是因?yàn)镾PI中谷氨酸和天門冬氨酸在SPI中主要是β-折疊形式存在的[17-18]，EDA接枝到這兩個(gè)氨基酸羧基基團(tuán)上，改變了SPI原本的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致二級(jí)結(jié)構(gòu)β-折疊比例減少。這些二級(jí)結(jié)構(gòu)比例的變化，可以間接地說(shuō)明EDA成功地接枝到谷氨酸和天門冬氨酸羧基基團(tuán)上。

(a) SPI

(b) SPI-EDA

圖7SPI和SPI-EDA 酰胺Ⅰ帶的擬合曲線

Fig.7FTIR curve fitting of SPI-EDA and SPI-EDA

in amideⅠ

2.3SPI-EDA電荷密度的表征

表1為SPI、SPI-EDA的電荷密度。從表中可以看出，未改性的SPI電荷密度為-0.319 mmol/g，而SPI接枝EDA后電荷由負(fù)轉(zhuǎn)正為0.070 mmol/g。因?yàn)樵谒芤褐蠸PI表面暴有大量的羧基基團(tuán)，羧基在水溶液中電離主要以 —COO— 形式存在[19]。而EDA接枝SPI多肽鏈上不僅消耗了羧基基團(tuán)，還增加了SPI表面的氨基基團(tuán)的數(shù)量，從而可以提高SPI接枝后的電荷密度。

表1　SPI和SPI-EDA 的電荷密度

2.4SPI-EDA聚集體的表征

由圖8是SPI和SPI-EDA粒徑分布圖，可以看出 SPI平均流體力學(xué)半徑為143 nm，這與文獻(xiàn)中提到的結(jié)果相近[20]，而SPI-EDA平均流體力學(xué)半徑為251 nm，且SPI-EDA較SPI粒徑分布較為均一。這是因?yàn)榇蠖狗蛛x蛋白多肽鏈上接上了含有氨基(—NH2)的EDA，接上的氨基與SPI本身的氨基基團(tuán)發(fā)生相互排斥，使得SPI-EDA聚集體變得松散，聚集體的平均流體力學(xué)半徑增大。

2.5SPI-EDA相對(duì)分子質(zhì)量的表征

圖9為SPI和SPI-EDA的高效液相色譜圖，表2為SPI和SPI-EDA的各成分保留時(shí)間與質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)照表。從圖10中可以看出，SPI和SPI-EDA分子質(zhì)量的出峰時(shí)間為7.51、17.63、18.73 min，由此根據(jù)分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)曲線lgMw=-0.099 1t+6.140 2可計(jì)算出兩者的分子質(zhì)量主要為248.8、24.7、19.1 ku。從表2中可以看出，SPI中不同分子質(zhì)量組分所占的比例分別為8.45%、19.39%、72.16%，而SPI-EDA不同分子質(zhì)量的組分比例為8.6%、74.86%、16.51%。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)分子質(zhì)量為248.8 ku的組分比例基本不變，而分子質(zhì)量為24.7和19.1 ku的組分變化明顯，兩者比例分別由19.39%增加到74.86% 和72.16%減小到16.51%。從中不難發(fā)現(xiàn)SPI接枝EDA后，主要是分子質(zhì)量為19.1 ku組分與EDA發(fā)生了接枝。很可能這3種分子質(zhì)量類型的聚集體是SPI中能夠保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)的組分?？赡苁欠肿淤|(zhì)量較大的組分與小分子EDA(相對(duì)分子質(zhì)量為60.10)接觸的空間位阻大于分子質(zhì)量較小的組分。

(a) SPI

(b) SPI-EDA

圖8SPI和SPI-EDA 粒徑分布圖

Fig.8Particle size distribution of SPI-EDA

圖9　SPI和SPI-EDA的高效液相色譜圖

表2SPI和SPI-EDA各成分保留時(shí)間與百分含量對(duì)照表

Tab.2TheretentiontimeandthepercentageofthecontentsoftheSPIandSPI-EDA

樣品t/min分子質(zhì)量/kuw/%7.51248.88.45SPI17.6324.719.3918.7519.172.167.51248.88.60SPI-EDA17.6324.774.8618.7519.116.51

3結(jié)論

(1)SPI接枝EDA的最佳實(shí)驗(yàn)條件：反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間4 h，大豆分離蛋白(SPI)、1-(3-二甲氨基丙基-3)-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)、乙二胺(EDA)與N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)用量摩爾比為1.0∶0.5∶0.6∶0.125。

(2)紅外光譜分析證明EDA與SPI形成了化學(xué)連接。在二級(jí)結(jié)構(gòu)中，接枝物SPI-EDA相對(duì)于SPI，α-螺旋增加了6.48%，β-折疊減少了17.38%，β-轉(zhuǎn)角減少了1.53%，無(wú)規(guī)卷曲增加了12.42%。

(3)與SPI相比，SPI-EDA接枝物的電荷密度從-0.319 mmol/g增加到+0.070 mmol/g，聚集體的平均粒徑從143 nm增加到251 nm左右。

(4)SPI-EDA與SPI對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)分子質(zhì)量為248.8 ku的組分比例基本不變，而分子質(zhì)量為24.7和19.1 ku的組分變化明顯。兩者比例分別由19.39%增加到74.86%和72.16%減小到16.51%。

參考文獻(xiàn):

[1] PAL S, MAL D, SINGH R P. Cationic starch: an effective flocculating agent[J]. Carbohydrate Polymers, 2005, 59(4): 417-423.

[2] PAL S, MAL D, SINGH R P. Synthesis and characterization of cationic guar gum: a high performance flocculating agent[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 105(6): 3240-3245.

[3] SANG Y Z, XIAO H N. Preparation and application of cationic cellulose fibers modified by in situ grafting of cationic PVA[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2009, 335(1): 121-127.

[4] LI H B, DU Y M, XU Y M. Adsorption and complexation of chitosan wet-end additives in papermaking systems[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2004, 91(4): 2642-2648.

[5] JIN H Y, LUCIA L A, ROJIA O J, et al. Survey of soy protein flour as a novel dry strength agent for papermaking furnishes[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(39): 9828-9833.

[6] 劉曉亞,姜鵬,周華,等.大豆分離蛋白接枝氨基封端聚 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成及溶液性質(zhì)[J].高分子學(xué)報(bào),2009(5):430-436.

[7] 高黨鴿,侯雪艷,呂斌,等.陽(yáng)離子聚丙烯酸酯無(wú)皂乳液的合成與性能研究[J].功能材料,2013,44(2):187-190.

[8] 薛鳳麗,盧大儒,郭佳,等.多肽Tat與CdTe量子點(diǎn)共價(jià)偶聯(lián)后的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,45(3):298-302.

[9] 孔謙,柯漁,盧建波,等.含酚基羧甲基纖維素的合成及單分散微膠囊的制備[J].纖維素科學(xué)與技術(shù),2011,19(2):10-15.

[10] 周名兵,胡盼,龔梅,等.雙交聯(lián)明膠-殼聚糖復(fù)合人工真皮支架的制備及其性能研究[J].功能材料,2012,43(11):1465-1468.

[11] 王迎軍,楊春蓉,汪凌云.EDC/NHS交聯(lián)對(duì)膠原物理化學(xué)性能的影響[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,35(12):66-70.

[12] 明津法,劉蓉,張煥相,等.EDC/NHS交聯(lián)改性再生桑蠶絲素納米纖維[J].高分子材料科學(xué)與工程,2012,28(10):162-165.

[13] 吳剛,沈玉華,謝安建,等.N,O-羧甲基殼聚糖的合成和性質(zhì)研究[J].化學(xué)物理學(xué)報(bào),2004,16(6):499-503.

[14]朱壽進(jìn),劉法謙,王璟朝,等.新型羧甲基殼聚糖水凝膠的合成與表征[J].高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào),2014,35(4):863-868.

[15] DONG A, MATSUURA J, ALLISON S D, et al. Infrared and circular dichroism spectroscopic characterization of structural differences between β-lactoglobulin A and B[J]. Biochemistry, 1996, 35(5): 1450-1457.

[16] 任國(guó)棟,郭愛(ài)玲,耿放,等.二維紅外相關(guān)光譜研究溫度對(duì)卵轉(zhuǎn)鐵蛋白構(gòu)象的影響[J].光譜學(xué)與光譜分析,2012,32(7):1780-1784.

[17] 孫冰玉,劉琳琳,張光,等.高溫高濕對(duì)大豆分離蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)及乳化性的影響[J].大豆科技,2014(4):26-31.

[18] HOU D H, ChANG S K C. Structural characteristics of purified glycinin from soybeans stored under various conditions[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(12): 3792-3800.

[19] 任俊莉,邱化玉,付麗紅.膠原蛋白及其在造紙工業(yè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)造紙學(xué)報(bào),2003,18(2):106-110.

[20] 周華,姜鵬,楊成,等.原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法合成大豆分離蛋白-g-聚甲基丙烯酸2-羥乙酯[J].高分子學(xué)報(bào),2008(5):424-429.

Synthesis and properties of grafted copolymers based on soy protein isolated with ethylenediamine

YUANMingkun,XUChu,ZHOUJinghui

( School of Light Industry and Chemical Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China )

Abstract:Grafted copolymer (SPI-EDA) was prepared by grafting reaction between the free carboxylic acid groups of soy protein isolate (SPI) and the amino groups of ethylenediamine (EDA) using 1-(3-(dimethylamino)propyl)-3-ethyl-carbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) as the condensing agents. The optimal condition for synthesis of SPI-EDA was as follows: room temperature of reaction temperature, 4 h of reaction time, 1∶0.5∶0.6∶0.125 molar ratio of SPI, EDC, EDA and NHS. The chemical structure and physical property of SPI-EDA was analyzed by laser particle size/Zeta potential, FT-IR, HPLC and PCD, respectively. The results revealed that EDA was grafted onto the carboxyl group of SPI. The charge density and molecular weight of SPI-EDA were improved compared with SPI, and the size of SPI-EDA aggregates was increased and the distribution was uniform.

Key words:soy-protein-isolate; 1-(3-(dimethylamino)propyl)-3-ethyl-carbodiimidehydrochloride; ethylenediamine, soy protein isolate-ethylenediamine graft copolymer(SPI-EDA)

作者簡(jiǎn)介:袁明昆(1991-)，男，碩士研究生；通信作者：周景輝 (1957-)，男，教授.

基金項(xiàng)目:國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAC01B03).

收稿日期:2015-09-07.

中圖分類號(hào):TS727

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1674-1404(2016)01-0023-06