[发明专利]一种大豆分离蛋白-纳米银抗菌复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料、抗菌材料技术领域，具体涉及一种大豆分离蛋白-纳米银抗菌复合膜及其制备方法。

背景技术

抗菌材料是指能够杀灭或妨碍微生物生长繁殖及其活性的一类功能材料。随着科技发展及人们对健康生活的要求越来越高，抗菌技术和抗菌材料受到了越来越广泛的关注。目前比较常用的抗菌材料包括无机系和有机系两大类。无机系主要指的是各类金属粒子及其盐类等，主要包括金属基材料、天然矿物、碳纤维等；有机系的主要品种有季胺盐类、双胍类、醇类、酚类、吡啶类、咪唑类、卤胺类等。无机抗菌材料与有机抗菌材料相比，具有广谱、耐久、安全的特点，其中银系抗菌材料已成为目前应用最广泛的无机抗菌材料。银系抗菌材料具有悠久的历史，在古罗马甚至更早的时代人们就开始使用银器存放食物防止腐败，但普通银制剂杀菌力不强，抗菌谱也不广，纳米技术的出现，突破了普通银制剂杀菌力弱的瓶颈。

纳米银是以纳米技术为基础研制而成的新型产品，在电学、光学和催化等方面具有十分优异的特性。同时由于表面效应、体积效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应，纳米银具有传统银系抗菌材料无法比拟的抗菌效果，极少量的纳米银即可使微生物包括细菌、真菌、酵母菌等的生长和繁殖保持较低的水平，且效力持久。基于此，纳米银抗菌材料具有非常广泛的应用前景，包括各种抗菌服饰，抗菌药物，儿童玩具，个人护理用品等。

纳米银的制备可分为直接法和间接法两类。直接制备法主要是物理制备法，有激光消融法、微波还原法、溅射法和机械研磨法等方法，但物理制备法对仪器设备要求较高，生产费用昂贵。间接制备法可分为化学还原法和生物还原法。化学还原法是向银的前驱体中加入一定量的还原剂，如硼氢化钠、柠檬酸钠、水合肼、抗坏血酸等，将前驱体还原为单质银，单质银进一步生长为银颗粒。银粒子易团聚，因此常需加入一定量的稳定剂或分散剂，如聚乙二醇、硫醇类衍生物、苯胺、长链胺、表面活性剂等来降低银颗粒的团聚。但是常用化学法所用的化学试剂在一定程度上对人体或环境都有危害，有的稳定剂或分散剂甚至有致癌性。因此，低消耗、低污染的生物还原法就受到了越来越多的关注。该方法一类是利用微生物的生物活性还原金属离子，另一类是利用天然材料本身含有的还原性物质还原金属离子。基于后者，越来越多的人致力于选择一种具有良好生物相容性的天然材料，并采用简单、绿色的方法来制备纳米银。

本发明采用绿色天然的大豆分离蛋白为基质，利用大豆分离蛋白中的酪氨酸在碱性条件下优良的还原性，将银的前驱体还原为银单质；同时由于大豆分离蛋白表面丰富的氨基、羧基等基团对银具有良好的亲和能力，使得生成的纳米银粒子可以长时间稳定，从而得到稳定的大豆分离蛋白-纳米银复合物。最后利用大豆分离蛋白优异的成型性能，制备得到具有高效、广谱、持久的抗菌效果的大豆分离蛋白-纳米银抗菌复合膜。在整个制备过程中大豆分离蛋白同时作为还原剂和稳定剂，无需添加任何其他化学试剂，绿色无毒，简单方便，易于操作。同时，大豆分离蛋白来源广泛、成本低廉、生物相容性好，因此该制备大豆分离蛋白-纳米银抗菌复合膜的方法具有相当的可行性和实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备过程简单、节能环保、具有良好抗菌性能的大豆分离蛋白-银纳米粒子抗菌复合膜及其制备方法。

本发明所提供的大豆分离蛋白-纳米银抗菌复合膜的制备方法，具体可以分为2种： 

（一）大豆分离蛋白原位还原硝酸银制备纳米银，并进一步制备大豆分离蛋白-纳米银抗菌复合膜，具体步骤如下：

(1) 制备质量浓度为0.25~6% 的大豆分离蛋白水溶液，搅拌下逐滴加入氢氧化钠，调节溶液pH至9~12；

(2) 搅拌下向步骤 (1) 所得溶液中加入硝酸银，得到硝酸银浓度为2~50 mmol/L的混合液，继续搅拌25~40 min； 

(3) 将步骤 (2) 得到的混合溶液暴露在太阳光或者模拟太阳光下，光照作用时间为0.5~24 h，得到均匀的大豆分离蛋白-纳米银混合溶液；

(4) 将步骤 (3) 得到的大豆分离蛋白-纳米银混合溶液加入到质量分数为1~6% 的大豆分离蛋白溶液中，控制银的加入量为大豆分离蛋白用量的0.05~2%，然后制备成大豆分离蛋白-纳米银抗菌复合膜。

（二）制备大豆分离蛋白膜，并利用大豆分离蛋白膜原位还原硝酸银来制备大豆分离蛋白-纳米银抗菌复合膜，具体步骤如下：

(1) 制备质量浓度为0.25~6% 的大豆分离蛋白水溶液，搅拌下逐滴加入氢氧化钠，调节溶液pH至9-12，然后制备大豆分离蛋白膜；