无皂乳液聚合法制备改性酪素乳液进展
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Key words： casein； soap-free emulsion polymerization； modification
酪素是从牛奶中提取的天然蛋白质，具有生物 亲和性与生物可降解性、不产生二次污染、价廉易得 等特点，加之酪素分子链段中含有多种反应性基团 而容易制备成各种衍生物［1］，使其在食品、生物、医 药［2 － 3］等领域中具有很好的应用前景。但是纯酪素 由于其分子中含有较多的极性基团，导致酪素涂层 耐水性差； 且酪素中含有大量氢键和次级键，使得酪 素分子链之间不易滑动而成膜硬脆，这些缺点限制 了酪素在工业上的进一步应用。
很高的价值。 2. 2 物理改性
的—COOH、—NH2 、—NH—及—OH 等极性基团，同 时酪素分子链的极性基团间存在大量的氢键和其他
物理改性是指利用热、电、磁、机械能、超声波等 物理作用将一些具有功能性的物质与酪素溶液进行
收稿日期： 2012 － 09 － 29 基金项目：“973”前期研究专项项目（ 2011CB612309） ； 国家自然科学基金资助项目（ 21176149） ； 国家自然科学基金资助项目（ 51073091） ； 陕西
科技大学研究所创新基金项目（ YC0608） 作者简介： 乔滢寰（ 1988 － ） ，女，硕士生； 马建中（ 1960 － ） ，男，教授，博士生导师，研究方向为高分子助剂，通讯联系人，029 － 86132559，majz@
水，但在水中溶胀，膨胀后的酪素更易溶于酸、碱溶
水解过程易于控制，水解产物的副反应小，不破坏氨
液，同时可能有部分酪素水解。酪素水溶液是一种
基酸，因而在营养成分的保留上有着不可比拟的优
亲溶液胶，黏着力强，干燥后形成干凝胶，不能形成
点，无论在学术研究还是在工业和应用领域都有着
完全连续的薄膜，这是它具有优良的透气、透水汽性 能的重要原因之 一［10］。 但 是 酪 素 分 子 中 含 有 较 多
自 20 世纪 60 年代初期，国内外研究者开始了 对酪素改性的研究，其改性主要是采用乳液聚合法 将己内酰胺、聚氨酯、乙烯基类单体、有机硅等［4］单 体与酪素反应。经改性后的酪素具有优良的成膜 性、耐水性、耐干湿擦性、机械性能、热稳定性等，被 作为 成 膜 剂 广 泛 用 于 皮 革、纺 织、油 墨、造 纸、胶 黏 剂［5 － 8］等领域。
在介绍酪素及其改性研究的基础上，综述了无皂乳 液聚合法在酪素改性方面的应用研究进展。
1 酪素的结构与性质
1. 1 酪素的结构 酪素又称酪蛋白、乳酪素、干酪素、酪朊等，是动
物乳中的一种含磷结合蛋白质，由 α、β、γ 和 κ 酪蛋 白组成，在牛奶中以磷酸二钙、磷酸三钙或两者的复 合物形式存在，构造极为复杂。酪素的分子式大致 为 C17 H268 N42 SPO51 ，平均分子质量取决于制备方法， 一般在 7. 5 × 104 ～ 3. 5 × 105［4］。其中肽链中 N 端是 氨基，C 端是羧基，化学结构可简单表示为：
它的结构基本上和普通蛋白质结构相似，是高 分子的氨基酸缩合物，以肽键（ —NH—CO—） 互相 连接而成，而侧链中含有大量的羧基（ —COOH） 、氨 基（ —NH2 ） 、亚氨基（ —NH—） 及羟基（ —OH） 等官 能团，且分子中含有大量的氢键或次级键。 1. 2 酪素的性质
酪素是等电点为 4. 6 的两性蛋白质，在干燥状
第 33 卷第 2 期 2013 年 2 月
现代化工 Modern Chemical Industry
Feb． 2013 ·15·
无皂乳液聚合法制备改性酪素乳液的
研究进展
乔滢寰，马建中* ，徐群娜，周建华 （ 陕西科技大学资源与环境学院，陕西 西安 710021）
摘要： 介绍了酪素的结构、性质及改性方法，着重论述了无皂乳液聚合法在酪素改性中的研究进展，并就该方面研究前景提
QIAO Ying-huan，MA Jian-zhong* ，XU Qun-na，ZHOU Jian-hua
（ College of Resource ＆ Environment，Shaanxi University of Science ＆ Technology，Xi’an 710021，China）
出了展望。
关键词： 酪素； 无皂乳液聚合法； 改性
中图分类号： O636． 9
文献标志码： A
文章编号： 0253 － 4320（ 2013） 02 － 0015 － 05
Research development of casein modified via soap-free emulsion polymerization
sust． edu． cn。
·16·
现代化工
第 33 卷第 2 期
态下性质 稳 定，在 潮 湿 状 态 下 易 腐 败 而 迅 速 变 质。
氨基酸会 遭 到 不 同 程 度 的 破 坏，且 产 生 消 旋 现 象。
酪素溶于稀 碱 和 浓 酸，在 稀 酸 中 沉 淀，几 乎 不 溶 于
ຫໍສະໝຸດ Baidu
酶法水解的专一性强，水解效率高，条件相对温和，
Abstract： The structure and properties of casein and its modification methods are introduced in this paper． The research development of modification of casein via soap-free emulsion polymerization is highlighted． The development prospects are put forward as well．
近年来，随着人们对环境问题的日益关注，环保 的合成工艺备受青睐。无皂乳液聚合法制得的乳胶 粒子表面“洁 净 ”，不 含 污 染 环 境 的 小 分 子 乳 化 剂， 且具有单分散性等诸多优异的性能，受到越来越多 的关注［9］。将 无 皂 乳 液 聚 合 法 技 术 用 于 制 备 改 性 酪素乳液的合成研究也吸引了很多的研究者。本文
酪素是从牛奶中提取的天然蛋白质，具有生物 亲和性与生物可降解性、不产生二次污染、价廉易得 等特点，加之酪素分子链段中含有多种反应性基团 而容易制备成各种衍生物［1］，使其在食品、生物、医 药［2 － 3］等领域中具有很好的应用前景。但是纯酪素 由于其分子中含有较多的极性基团，导致酪素涂层 耐水性差； 且酪素中含有大量氢键和次级键，使得酪 素分子链之间不易滑动而成膜硬脆，这些缺点限制 了酪素在工业上的进一步应用。
很高的价值。 2. 2 物理改性
的—COOH、—NH2 、—NH—及—OH 等极性基团，同 时酪素分子链的极性基团间存在大量的氢键和其他
物理改性是指利用热、电、磁、机械能、超声波等 物理作用将一些具有功能性的物质与酪素溶液进行
收稿日期： 2012 － 09 － 29 基金项目：“973”前期研究专项项目（ 2011CB612309） ； 国家自然科学基金资助项目（ 21176149） ； 国家自然科学基金资助项目（ 51073091） ； 陕西
科技大学研究所创新基金项目（ YC0608） 作者简介： 乔滢寰（ 1988 － ） ，女，硕士生； 马建中（ 1960 － ） ，男，教授，博士生导师，研究方向为高分子助剂，通讯联系人，029 － 86132559，majz@
水，但在水中溶胀，膨胀后的酪素更易溶于酸、碱溶
水解过程易于控制，水解产物的副反应小，不破坏氨
液，同时可能有部分酪素水解。酪素水溶液是一种
基酸，因而在营养成分的保留上有着不可比拟的优
亲溶液胶，黏着力强，干燥后形成干凝胶，不能形成
点，无论在学术研究还是在工业和应用领域都有着
完全连续的薄膜，这是它具有优良的透气、透水汽性 能的重要原因之 一［10］。 但 是 酪 素 分 子 中 含 有 较 多
自 20 世纪 60 年代初期，国内外研究者开始了 对酪素改性的研究，其改性主要是采用乳液聚合法 将己内酰胺、聚氨酯、乙烯基类单体、有机硅等［4］单 体与酪素反应。经改性后的酪素具有优良的成膜 性、耐水性、耐干湿擦性、机械性能、热稳定性等，被 作为 成 膜 剂 广 泛 用 于 皮 革、纺 织、油 墨、造 纸、胶 黏 剂［5 － 8］等领域。
在介绍酪素及其改性研究的基础上，综述了无皂乳 液聚合法在酪素改性方面的应用研究进展。
1 酪素的结构与性质
1. 1 酪素的结构 酪素又称酪蛋白、乳酪素、干酪素、酪朊等，是动
物乳中的一种含磷结合蛋白质，由 α、β、γ 和 κ 酪蛋 白组成，在牛奶中以磷酸二钙、磷酸三钙或两者的复 合物形式存在，构造极为复杂。酪素的分子式大致 为 C17 H268 N42 SPO51 ，平均分子质量取决于制备方法， 一般在 7. 5 × 104 ～ 3. 5 × 105［4］。其中肽链中 N 端是 氨基，C 端是羧基，化学结构可简单表示为：
它的结构基本上和普通蛋白质结构相似，是高 分子的氨基酸缩合物，以肽键（ —NH—CO—） 互相 连接而成，而侧链中含有大量的羧基（ —COOH） 、氨 基（ —NH2 ） 、亚氨基（ —NH—） 及羟基（ —OH） 等官 能团，且分子中含有大量的氢键或次级键。 1. 2 酪素的性质
酪素是等电点为 4. 6 的两性蛋白质，在干燥状
第 33 卷第 2 期 2013 年 2 月
现代化工 Modern Chemical Industry
Feb． 2013 ·15·
无皂乳液聚合法制备改性酪素乳液的
研究进展
乔滢寰，马建中* ，徐群娜，周建华 （ 陕西科技大学资源与环境学院，陕西 西安 710021）
摘要： 介绍了酪素的结构、性质及改性方法，着重论述了无皂乳液聚合法在酪素改性中的研究进展，并就该方面研究前景提
QIAO Ying-huan，MA Jian-zhong* ，XU Qun-na，ZHOU Jian-hua
（ College of Resource ＆ Environment，Shaanxi University of Science ＆ Technology，Xi’an 710021，China）
出了展望。
关键词： 酪素； 无皂乳液聚合法； 改性
中图分类号： O636． 9
文献标志码： A
文章编号： 0253 － 4320（ 2013） 02 － 0015 － 05
Research development of casein modified via soap-free emulsion polymerization
sust． edu． cn。
·16·
现代化工
第 33 卷第 2 期
态下性质 稳 定，在 潮 湿 状 态 下 易 腐 败 而 迅 速 变 质。
氨基酸会 遭 到 不 同 程 度 的 破 坏，且 产 生 消 旋 现 象。
酪素溶于稀 碱 和 浓 酸，在 稀 酸 中 沉 淀，几 乎 不 溶 于
ຫໍສະໝຸດ Baidu
酶法水解的专一性强，水解效率高，条件相对温和，
Abstract： The structure and properties of casein and its modification methods are introduced in this paper． The research development of modification of casein via soap-free emulsion polymerization is highlighted． The development prospects are put forward as well．
近年来，随着人们对环境问题的日益关注，环保 的合成工艺备受青睐。无皂乳液聚合法制得的乳胶 粒子表面“洁 净 ”，不 含 污 染 环 境 的 小 分 子 乳 化 剂， 且具有单分散性等诸多优异的性能，受到越来越多 的关注［9］。将 无 皂 乳 液 聚 合 法 技 术 用 于 制 备 改 性 酪素乳液的合成研究也吸引了很多的研究者。本文