文档介绍：粘度法研究酪蛋白在氨水中的溶解过程

(化生系化学专业龚碧霞)
(学号:1999125103)

摘要:采用粘度法系统地研究了溶液放置时间、酪蛋白溶液浓度、体系温度、Cu2+
的加入及 Cu2+浓度对酪蛋白的氨水溶液粘度的影响,探讨了酪蛋白在氨水中的溶解过程。
证实了溶液粘度的浓度依赖性和团簇理论。利用激光光散射粒度分析仪系统地研究了酪蛋白
的氨水溶液在浓度大于和小于临界交叠浓度 C*的两种情况下,没有加 Cu2+及加入不同浓度
的 Cu2+后,溶液分子粒径随放置时间的变化情况。实验结果表明溶液放置时间、酪蛋白溶
液浓度、体系温度、Cu2+的加入及 Cu2+的浓度对酪蛋白溶液粘度均有影响,并进一步提出酪
蛋白在不同情况下的溶解过程。
关键词:粘度酪蛋白溶解过程 Cu2+

1、前言
在高分子合成中,许多聚合过程是在溶液中进行的。高分子溶液是高分子溶于溶剂中所
形成的热力学上稳定的二元或多元体系。对高分子溶液性质进行研究,有助于了解高分子合
成的反应机理与过程控制的研究。在众多的研究、测定高分子溶液性质方法中粘度法是最常
用的方法。这主要是由于粘度法有以下的特点:(1)溶液的粘度一方面与聚合物的分子量有
关,却也同时决定于聚合物分子的结构、形态和在溶剂中的扩张程度;(2)粘度法揭示了溶
液中各种分子内,分子间相互作用的相对强弱[1];(3)粘度法不需要贵重仪器,操作方便、
迅速,测定和数据处理周期短,又有相当好的的实验精确度[2]。
酪蛋白是牛奶中的主要成分,酪蛋白中含有人体必需的 8 种氨基酸,是一种全价蛋白质
[3] [4]
。酪蛋白的化学组成大致为 C170H268N42SPO51 。据报道分子量是在 197007~25230 道尔
顿之间,即平均分子量一般在 75000~350000 之间。等电点约为。酪蛋白是一种含磷蛋
白质,主要有 4 种,即αs1-酪蛋白,β-酪蛋白,αs2-酪蛋白,κ-酪蛋白[3,5]。酪蛋白长期
以来被用作粘合剂,胶水,衣料和涂料黏附剂,皮革增亮剂,作为葡萄糖生物传感器的载体
[6],具有透气性强,手感好,耐有机溶剂、耐高温等特点。
酪蛋白是一种天然高分子化合物,能在碱性条件下溶解,具有一定的粘度。然而酪蛋白
的高分子特征及其结构特征非常复杂,研究酪蛋白溶液的分散稳定性、粘度行为等,从而提
供一定的基础理论数据,无疑对于研究及开发酪蛋白的改性作用具有重要的指导意义。本实
验主要研究酪蛋白的氨水溶液粘度和分子粒径,从而提出酪蛋白在氨水中的溶解过程,为以
后的进一步研究提供依据。
高分子溶液
.1 高分子溶液的研究概况
高分子溶液在生产实践和科学研究中的应用是十分广泛的,在化学、材料工业中占有相
当重要的地位。如化纤工业中的溶液纺丝、塑料工业中的增塑以及用量很大的粘合剂、油漆、
涂料等。高分子溶液的性质随其浓度的不同有很大变化。当溶液浓度大到分子相互贯穿缠绕,
形成物理交联点时就形成了冻胶,是半固体不能流动,加入大量增塑剂的聚合物是一种更浓
的溶液,呈固体状,具有一定的机械强度。然而当溶液浓度在 1%以下,体系很稀,粘度很
小而且很稳定,在没有化学变化的条件下,其性质不随时间而变。
多年来随着人们对高分子溶液研究的深入,对它的结构、特点,以及溶液的本质有了一
个认识的飞跃,下面将高分子溶液的性质及特点做一下介绍[7]。
1
(1)高聚物的溶解过程比小分子物质要缓慢得多,一般需要几天至几个星期,其原因
是由于它们分子的尺寸相差悬殊而导致的运动和扩散能力有数量级的差别。
(2)在同一个浓度下,高分子溶液的粘度比小分子溶液的小得多,并且其性质随浓度
的不同而有很大变化。
(3)高分子溶液是处于热力学平衡状态的真溶液,是能用热力学函数来描述的稳定体
系。在 40 多年前,高分子溶液研究的早期,曾一度因溶液中高分子的尺寸与胶体粒子同数
量级,而将它归于胶体溶液。随着不断深入的研究,现已确认高分子溶液与胶体溶液有着本
质的区别,高聚物的溶解、沉淀是热力学可逆过程,高分子溶液是分子分散的热力学稳定体
系,而胶体溶液却是多相平衡体系。
(4)高分子溶液的行为与理想溶液有很大的偏差,主要是高分子的 S 混合比小分子理想
溶液的 S 混合要大得多。
(5)高分子溶液的性质存在着相对分子质量的依赖性,而且高聚物又具有相对分子质
量的多分散的特点,所以增加了高分子溶液性质研究的困难。
亚浓溶液的概念
首先提出亚浓溶液概念的是 ..de Gennes。在稀溶液中,高分子线团是互相分离的,
溶液中的链段分布不均一,当浓度增大