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降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究中文摘要 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究 中文摘要 本文对泰国产，马来西亚产，中国海南产三种天然橡胶乳液进行了降低水溶性蛋 白质含量的实验研究实验用l o w r y 法测定胶膜中水溶性蛋白质含量，对不同产地 的天然橡胶乳液的初始水溶性蛋白质含量进行了测定，并对不同剂量的t 射线辐照以 后的水溶性蛋白含量进行了测定；评估了聚乙烯醇( p v a ) 对降低水溶性蛋白质的作 用，并评估了p 、，a 和离心相结合的方法来降低水溶性蛋白质含量的作用以及蛋白酶 对降低水溶性蛋白质的作用；并对用以上方法得到的低蛋白胶乳的胶膜和未作处理的 胶乳的胶膜的老化前后的物理性能进行了测定。实验结果显示： 1 天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量随产地而异本实验中，胶乳中水溶性蛋白 质含量由高到低的顺序依次是泰国胶乳、海南胶乳和马来西亚胶乳 2 随着辐照剂量的增加，天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量显著增加；加入p 、，a 和经离心后的胶乳中的水溶性蛋白质含量显著降低 3 加入p 、r a 可有效降低天然橡胶乳液制品中的水溶性蛋白质含量，p v a 的分子量 和浓度对降低天然橡胶乳液中水溶性蛋白质含量起显著作用，实验表明低分子量 ( m = 2 2 0 0 0 ) 较之高分子量的p 、，a 其降蛋白的效果要好，2 p h r 浓度的p v a 的效 果最佳。 4 降低水溶性蛋白质含量时先加入p 、，a 后离心的效果要比先离心后加入p 、a 的效 果要好。7 5 辐照以后的胶乳通过加入适量的p 、r a 和离心相结合可显著降低水溶性蛋白质的 含量，达到国际上对水溶性蛋白质含量小于l o o 呜g 的规定，远低于美国f d a 要 求每只橡胶医用手套水溶性蛋白质含量不大于1 2 0 0 岖的规定 6 蛋白酶结合离心也能有效降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量，但所需的酶 处理时间较之添加p v a 为长。胶乳中的水溶性蛋白质含量随酶用量和酶处理时 间的增加而减小 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究中文摘要 7 天然橡胶乳液比较适宜的辐射硫化剂量为2 0 2 5 k g y ，在此剂量范围内三种产地 的胶乳辐射硫化后的物理性能都达到最大值。其中泰国胶乳和马来西亚产胶乳辐 照后都达到了橡胶制品国家标准中规定的物理性能的要求，海南胶由于本身的 绿色”拉伸强度较低不适宜于辐射硫化。， 8 经过降蛋白处理后的辐射硫化胶乳制成的胶膜的物理性能在老化前和老化后都 略低于未经过降蛋白处理的胶乳制成的胶膜，但泰国产胶乳和马来西亚产胶乳都 达到了橡胶制品国家标准中规定的物理性能的要求。 以上实验结果表明，通过对天然橡胶乳液辐照以后加入较低分子量和适量的p v a 并结合离心方法可有效地降低天然橡胶乳液中水溶性蛋白质的含量，以完善天然橡胶 乳液辐射硫化的工艺流程，制各出有利于人类健康和环境保护的低蛋白乳胶制品 关键词：天然橡胶乳液水溶性蛋白质辐射硫化低蛋白胶乳 作者：诸杰 指导教师：朱南康 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究 英文摘要 r e s e a r c ho nr e d u c t i o no fw a t e i - s o l u b l ep r o t e i n si n n a t l i r a lr u b b e rl a t e x a b s t r a c t n 岵 懿p c 彻e n t a lm s r c h 船w e mc o n d u c t c d 劬c t i o no fw a t c r - s o l u b l e p 坩忙i 1 1 s ( w s p ) i i in a t i 嘲lm b b e rl 曲眈( n i u 0 时血ha 托p m d c di nn l a i j 锄d ，m a l a y s i a 柚d c 缸越砘i i n 柚1 k 麟p c 疵嗍出u s e dl 0 w r ym e 吐1 0 dt od c t e l l n i mt h ew s p 鲫l t c n 乜i n n l 也1 k “p e 血嘲l 忸d e 缸m 砌血ej n i 6 a lw s pc 0 蛐i nn l u 舶md i 丘- 锄t p i d d i l c i n g 瑚；d e 蜘i n 。d l l l c w s p 咖t s i n c h n i u l a f i e r d i 砌哪d o 辩r a d 础叫 e 、脚u a t e dt h ce 钕6 v e 船o fp o l y v 时la l c o h o l ( p 吣t or e d u w s p n t e n 臼i i in l 也； e v a 心1 h ee 黼悯o f 帅湎培a l i t o 他d u w s p 岫i nn i 也；a n da l s o e v a l 自c dt l 七e 肪c t i v e 瞄so f p m t e a t o 帕i u c cw s pc o n t c n t si nn l 也1 k 麟p e 曲印b a l s od c t 锄i n c d 位p h y s i c a i 嗍o fn r la n dl o wp r 0 劬眦u r a lm b b e f 蛔 ( i ，p n l u ，) b e f o 诧a n da f ha g i l 唱1 k “p e 曲e m 删l t ss h o w 。d ： 1 a 聘跏ed i | 酗c 器o f w s pc 0 咖乜i 地舶md i 棚p r o d u c 崦a 姗 1 1 地a 【p 盯碱s h o w e dt h ew s p 伽删脚曲i nn r lp d l e di nn i a i l 缸i di sh i g h e s t 锄。啤l h e t h i 臀j 【i l n d sn r l ，t h c ni st h en i 也p r o d u c e di nm a l a y s i aa n dc h i l l a h a i n a n i s l h e l o w e 吼。地 2 舳圮m d i 撕姐d o i n c 触g ，t h cw s p n t c l l 乜i nn i 也w mi n c 瑚o b v i o 邺l y 1 k a d d i 石o f p 、，a 锄d 啪研f i i g 硝o n c o u i d l l e d u w s p c o 嘶m s i n 椰也 3 1 kw s pc o 咖协i nn l 也山db er e d c db yl h ea d d i t i o fp v a b o t ht l 圮 舶l 鳅i l a r 眦i g h t a n d c o n 咖仃蚯o f p v a h 挑n l c e 丘鳅r c d u c i n g w s p c o n t 伽i 乜 1 1 l e 既p e 枷瞄l l j ts h o w 司i o wm o l i i l 盯w e i g h t sp 、7 a ( m = 2 2 0 0 0 ) i sb c t l 盯t h 弛 山eh i g b 盯o n c 龃dt h ec m 曲m 删砒2 l b rs b o w c dt h eb c s tp e d 妇柚 4 1 1 l c 卸娩咖舶嚣s r e d 佻i i 唱w s pc o n t e i l 乜o f 咖研矗j g i r 唱a f i e fa d d i t i o fp v a i s b e t t e r t h a nm cr e 、r e 雠s c q u 衄哪 辟低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究英文摘要 5 1 1 l cw s p c o n l e n 扭i nr 、，n l 也c 蛆b cr e d u c e d t oav e r y l o w l e v e lb y t h e m b 血蚵 m 劬0 0 do fc 曲血i 如百n ga r 盯a d d i t i o fp 、1 1 l ew s p n t c n t si i ll n u l d m s l j 砖l 巾t h ei i l t c ：眦t i 伽l a is t 卸d a r d 也砒l o w 盯t h 龃1 0 0 眺f h 咄盯m 帆，t h c n 蜘b i s 删c h i o w 盯血舳1 2 0 0 峙i n e h n l u 百o v e w h i c h 吼砌n d a r ds t a t e 正 6 m 蛐o f 脚i n 眦咄a l f e d 峨恤w s p 鲫：t e d t s 瞰位妇o f d i 咖s a l i s t o o l 叩gc 锄p a 他t o p 、a n d 把w s p 湖t e n t s i r 呱l w m 帕i u c c 勰 i n 嘣s i n gt h ed o 豫g eo f p i u t 龃辩锄dt h e 缸eo f d i s p o s a l 7 1 k 摹i i i t a l ，l em d i 撕d o 辩o f n i 也i s2 0 2 5 蜘y 砒t h i sd o 咖学t h cp h ”i c a i p r o p e f t yo f t b ct l l 腊蛐n r la f i c fi a d i 砒i o n 卸嘲c ht h cm x i m 哪v a i t h c p h y 涮州啪r o f 位n r l 、j v h i c h 黜p r o d u c e d i n t h a i l a n da n d 砌删a m 湖e d l | p t h c 础删s t a n 触d i l e 如位咖t e i l s 北s 唧o f n r l 倒l l c e d i n h 妇 i sl o w e li t sn o ts i i i t a b l ef d rr a d 枷o nv i l l c a n 吐翻由i o 几 8 1 kp h y s i c a lp r o p e n yo f u n r lb e f o r ea n da 矗盯a g i n g i s l i 仳l e l o w 盯l h 舳n r l ，b u t m cp h y s c a ip f o p a 时o ft h cl p n r lw h i c ha 胛d l l c e di nt h a i l a n d 锄dm a k l y s i a s t i u m 翻s i l r c d u p t h en a l i 伽l a ls t a n 埘 b a s e d l h ea b o v e 托则t s ，t h en 绷：i l m ln l b b e fl a t e a 痂盯r a d 础v l d 啪i z e d 仃e a t e d b yt h c 咖b i 枷m e m o do f 咖舡i f i l g i i l ga f t e ra d d 坩o fl o w 盯m o l l l i a rw e i g h t 砌 册i t a b l ec o n 咖缸埘衄sp n 砖w 砒e r l u b l e 胛t e i n 锄b er e d u c e de 骶c t i v c l y s ot h a t 山ep 1 o 嚣o fm 岫r a im b b 盯l a t e xm m 面o nv i i l 啪i z a t i o n 咖b ei m p i 口v e da n da i s o 、j v i l l b f i n gh 眦加b e i n 萨ab i o l o g i c a l 豫f ca n de n v i r d m n e m - 伍印棚yl o wp l 岫m 旺i i 甩lm b b 盯 p l o d u c l k 吖w o r d s ：n a t i l r a im b b 盯l a t e ) 【( n i 也) ，w 缸盯i u b i e 即t c i l i s ( w s p ) ，r a d i 撕 l n i z a l i ，k wp m t c i n 舱t u r a lm b b 盯l a 扯( u ，n 叫 i v w m 0 吼b y ：z h uj i e s u p e r v i s o db y ：z h un a n k a n g 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学 或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律 责任。 研究生签名：滋垄 日 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文 合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本 人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文 外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分 内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名j 番奎日期：。吐l 毕 导师签名： 聋! 12 鎏日期：竺z ：! ：1 2 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第一章 第一章绪论 1 1 引言 天然橡胶乳液( n i 也) 是由人工栽培的三叶橡胶树分泌的产物，是一种生物合成 的高聚物水基型胶体体系，以聚顺式l ，4 异戊二烯为主体，其含量在9 0 以上，并 有十几种组分其主要成分为橡胶烃、水、非胶物质，其中非胶物质主要由蛋白质、 类脂物、丙酮溶物、水溶物、无机盐等组成 天然胶乳是一种世界性的大宗工业原料。全世界天然胶乳的产地主要集中在泰 国、印度尼西亚、马来西亚、中国、印度、斯里兰卡、菲律宾、越南等亚洲国家及尼 日利亚等少数非洲国家。我国产地则主要分布在海南、云南、广东、广西和福建等地 区。其中，海南、云南的天然胶乳产量占全国总产量的6 0 和3 5 。 天然胶乳因其成膜性好，凝胶强度高，可用于制造浸渍制品在全世界的天然胶乳 总消耗量中，浸渍制品的耗用量最大，占3 6 目前全球年产量大约为舳万吨，其中 6 0 用于生产浸溃制品，这些制品包括医用手套、核工业用特种防护手套、胶管、医 用导管、气球、避孕套、婴儿奶嘴和指套等在胶乳浸渍制品中，耗用量最大的是各 种类型的手套，占7 0 以上。我国乳胶制品的年用量也达8 万吨之多其中生产的一 次性使用的医用手套大部分出口。 天然胶乳具有优异的工艺操作及物理性能，如湿凝胶强度高、弹性大、蠕变小等， 就其通用性而言，目前尚无其它材料能替代同时天然胶乳手套仍然是医务工作者隔 离病毒及感染性微生物的最好选择。 上世纪以来，由于人们对预防艾滋病、肝炎等病毒感染的意识增强，导致了n r l 制 品特别是n l 也手套和避孕套需求量的急剧上升，但很快人们发现使用n i 也制品会引 发一种过敏症其最先的症状是荨麻疹接触m 也制品后会产生皮肤痒、发炎、起 疙瘩、长水泡等症状，严重时会引起过敏性休克、甚至死亡【l 】。最初人们认为是n r l 制品生产过程中加入的助剂，如秋兰姆、巯基苯并噻唑、氨基甲酸盐等引起的过敏症1 2 l ， 后来对n r l 制品的过敏性进行了深入的研究，发现n r l 本身含有的水溶性蛋白质 ( w s p ) 是引起过敏的主要因素。经进一步的研究，发现n r l 中水溶性蛋白质的总残 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第一章 留量与过敏反应出现的频率及严重性成正相关关系圆。 目前，世界上大约有一百万左右的也过敏者，这些人接触n l 也制品后会产生接 触性皮炎，严重者甚至会引起过敏性休克据美国一家国家职业安全和健康机构报道， 在美国，8 1 2 的从事健康保护的职员对胶乳产生过敏反应，世界的平均水平为2 5 。虽然这其中也有由于残留的化学物质、润滑剂、粉尘、致热原等引起的过敏，但 研究表明，n i 也引发的i 型超敏反应( 引起休克甚至死亡的严重过敏) 几乎肯定是乳胶 制品中水溶性蛋白质导致的1 9 9 1 年美国食品和药品监督管理局( m ) 曾告诫n i 也 中所含的水溶性蛋白质可导致有生命威胁的过敏性休克1 4 1 美国从1 9 9 8 年9 月起规 定，凡是生产医用天然橡胶制品的均有义务在包装上贴上“本品为天然橡胶胶乳制品 有过敏反应危险”的标签国际上普遍认为n r l 手套中水溶性蛋白质质量分数小于 o o l ，对胶乳过敏的人在皮肤刺激试验中几乎不显示过敏反应，但大多数国家对其质 量分数要求小于o 0 0 0 5 。f r a 在1 9 9 9 年7 月3 0 日发出的致医用手套工业的公告中， 提出了每只医用手套中水溶性蛋白质含量应小于1 2 0 0 g 的规定( 一只手套质量大约 l l 1 2 9 ，水溶性蛋白质含量相当于1 0 0 i i g ，g ) 。自从认识到n i 也中水溶性蛋白质可导 致过敏反应后，如何降低n r l 制品中水溶性蛋白质的含量、制造低蛋白质天然胶乳 ( i p n r i ，) 成了世界各国许多科研人员、生产厂家关注的焦点 1 2 天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质 1 2 1 天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质的种类 天然胶乳除了橡胶烃和水外，还含有约5 的非橡胶物质，其中蛋白质占胶乳的 1 2 这些蛋白质约有2 0 分布在橡胶粒子的表面，是胶粒保护层的重要物质，6 5 溶于乳清中。其余的则与胶乳底层部分相酬卯 h a s m a 嘲的研究结果表明，天然胶乳手套中所含的蛋白质主要为牢固地结合于橡 胶粒子的蛋白质( 其分子质量为2 3 l x l o 如和3 9 6 l o 0 9 ) 和乳清中的蛋白质( 分子质 量为2 3 l x io 2 0 、3 9 6 x lo 、4 7 9 l o 如、5 9 4 x 1o 柏、7 4 3 lo - 加和1 6 5 0 l o 加g ) 即使在制造过程中经历不同的加工工艺，这些蛋白质仍会保留在手套中。b a b l i 等用的 研究表明，天然胶乳检查手套中水溶性蛋白质的分布是不均匀的，9 5 的蛋白质来自手 套内表面，其原因是制造过程中蛋白质迁移至手套的内表面。而这些残留的水溶性蛋 2 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第一章 白质( w s p ) 正是引起过敏的原因。 1 2 2 天然橡胶乳液制品过敏与水溶性蛋白含量的关系 y i p 等嗍对3 9 个不同品牌的医用手套样品进行了试验，采用马来西亚橡胶研究院改 进的i 小町试验法，测得w s p 的质量分数为有些低于o 2 1 0 4 另一些高于l o x l o _ 4 。他 们对5 9 名胶乳过敏者进行皮肤穿刺过敏反应试验，结果表明，阳性过敏反应与蛋白质含 量较高有关，且w s p 含量非常低时，则显示为很弱或无过敏反应。当w s p 的质量分数 g x lo 4 时，阴性反应的几率大于6 0 。因此，应尽可能降低w s p 的质量分数( 如s 1 1 0 。 4 ) 1 3 降低天然橡胶乳液中水溶性蛋白质含量的方法 1 3 1 氯化处理 氯化是降低胶乳手套中w s 晗量的一种非常有效的方法，也是目前工业上所采用 的在水溶液中，由浓盐酸与次氯酸钠反应释放出的氯气通过离子机理产生的碳始离 子与n r 发生交联和环化反应，在胶乳的表面形成防止蛋白质迁移的阻断层此外。 氯化还可以使蛋白质变性，使其难以溶解在处理后。用氨水中和并迅速冲洗可进一 步去除w s p 但是氯化处理会产生影响环境的氯化废水，随着人们环保意识的提高将 逐步被有利于环保的方法所取代。 1 3 2 沥滤 1 3 2 1 湿凝胶和干胶膜沥滤 湿凝胶沥滤是指在干燥前洗涤附着在模具上的湿凝胶，干胶膜沥滤是指在胶膜干 燥和硫化后洗涤附着在模具上的胶膜 n g 等【9 l 采用预硫化胶乳生产低w s p 和低过敏反应的天然胶乳手套三种方法如 下：适当的湿凝胶沥滤和干胶膜沥滤配合；湿凝胶沥滤和胶膜干燥后立即用水喷洒配 合；再离心预硫化胶乳等。在每一种方法中，必须进行一次干燥后的改性玉米淀粉悬 浮液浸渍在5 0 下，n i u 预硫化胶乳经2 5 m i n 的湿凝胶沥滤和约3 0 s 的干胶膜沥滤， 可生产出低蛋白质含量和低过敏反应的手套。降低天然胶乳手套中e p 的最有效方法 是第3 种方法与第l 或2 种方法联合使用。不同沥滤方法对天然胶乳手套中w s p 含量的 影响见表l ，1 。 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第一章 表1 1不同沥滤方法对天然胶乳手套中w s p 含量的影响 注：1 ) 手套未经脱膜还在生产线上力手套已经脱模不在生产线上； 3 ) 采用改进的l 删v i y 法。以牛血清蛋白为标准沥滤温度为5 0 1 3 2 2 新型的沥滤方法 i 据报道室温下在稀盐酸中沥滤能有效降低胶膜中水溶性蛋白质的含量。对干胶膜 用低浓度的臭氧水进行处理同样也能加速水溶性蛋白质的去除。水溶性蛋白质降低的 效率随着沥滤系统温度升高而升高。【嘲 马来西亚橡胶局a h e n g 等人提出在沥滤过程中结合使用超声波技术来加速水溶 性蛋白质的脱除速率，实验表明此法能有效降低胶膜的蛋白质含量【l “。超声波技术对 胶乳中w s 晗量的影响见图1 1 和1 2 。kl m o k 【1 2 】对超声波技术配合沥滤系统的工作 温度进行了优化，指出降低w s p 的最佳工作温度是5 5 。同时也指出在干胶膜沥滤后 浸溃在氨水中能有效地降低w s p 。超声波技术是利用蛋白质盐析的原理分离蛋白质， 超声技术可加速盐析速度。超声波的机械作用可促进盐析剂夺取蛋白质水化层上的水 分子，从而使蛋白质失去水化层裸露出来，蛋白质容易凝聚析出。 4 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究 第一章 各 r x 薯 隶 岛 盎 沥滤时同，皿蛔 图1 1 超声波技术对预硫化胶胶乳膜中e p 质量分数的影响 沥滤温度：l 7 0 ，2 - - 5 5 ，3 - - 3 5 ，4 _ - 2 5 ， 5 _ - 7 0 ：l 4 号样品采用超声波技术 沥t 时同，晌 图1 2超声波技术对后硫化胶胶乳膜中e p 质量分数的影响 沥滤温度：l 7 0 5 5 - 3 5 ，4 - - 2 5 ， 5 7 0 ；1 4 号样品采用超声波技术 1 3 3 多次离心法 多次离心法是根据胶乳的非橡胶物质绝大多部分分布在乳清相和小胶粒中，每离 心浓缩胶乳一次，便从乳清中除去一定量的非橡胶物质和小颗粒，反复加水稀释胶乳和 离心浓缩即可制成非橡胶物质含量极低的胶乳【1 3 1 1 3 4 置换法 黎沛森等人用置换法降低w s p 含量，即加入某些表面活性剂，在胶乳中把粒子吸附 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究蔓二童 物质中的蛋自质置换出来然后凝商胶乳中的橡胶，再用丙酮或乙醇摘出表面活性剂和 胶粒中原有的类脂，这种方法制备出来的低蛋白天然橡胶( i 脚氓i ) ，其蛋白质质量分数 为0 1 1 【1 4 】 采用多次离心法和置换法制备l p n r l ，工艺较复杂，成本也较高，且降低蛋白质效 果不显著，在实际生产中的应用有限。 1 3 5 酶处理 酶处理是降低天然橡胶乳液中水溶性蛋白质的一种生物化学方法。采用蛋白酶可 分解破坏天然胶乳( 包括胶粒表面保护层) 中的蛋白质，并及时将分解出来的蛋白质转 变成水溶性物质，即使转变不完全，蛋白质也会被降解，所生成的产物很容易在离心分 离中除去或在沥滤中洗掉。从而大大减少天然胶乳制品中的w s p 含量。相对于多次离 心法和置换法来说，酶处理法工艺较简单l 成本较低 斯里兰卡橡胶研究所的p j a 等人利用木瓜酶处理n r l 生产l p n i 也，其实验制备方 法如下：新鲜胶乳用0 1 5 氨和0 1 的n 蛐i d e t 处理，再按1 0 0 0 i 】d 胶乳加1 0 m ll o 的磷酸 氢二铵溶液，静置过夜，使其形成淤渣，除去淤渣后，胶乳用同体积的水进行稀释，再按未 稀释胶乳的量计算，加o 0 7 5 的木瓜酶处理胶乳。1 1 ，】 日本的y t a n k a 研究出一项5 n r i 中除去蛋白质的新技术，该项新技术采用一种 水解酶和2 种表面活性剂对稀释的n r i 。进行处理，即将市场购买的高氨浓缩n r i 稀释 到3 0 的干胶含量，加入表面活性剂( 表面活性剂的作用是协助酶分解并对去掉蛋白质 的胶乳起稳定作用) 和具有水解作用的蛋白酶，在室温下慢速搅拌2 4 h ，经反应后的胶乳 进一步稀释至1 0 的干胶含量，用离心设备再重新浓缩至6 0 干胶含量，然后在已配制 好的i 孙珉i 冲加入0 0 5 氨加以保存这种i 聊哝i 肭蛋白质含量低于0 1 2 【阍 袁小龙等人研究结果表明2 7 0 9 碱性蛋白酶与稳定体系并用对鲜胶乳的脱蛋白效 果较好，所制备的i p n r i ，的氮含量为o ，0 6 o 0 7 ，水溶性蛋白质( w s p ) 含量为 1 8 u g 做膜与正常n r i 相比，i 聊珉l 的硫化速率稍慢，但其硫化胶乳的贮存性能 稳定，成膜性能良好：其干胶膜的物理性能稍差。1 1 刀 1 3 6 辐射硫化天然橡胶乳液 辐射硫化天然橡胶乳液 幔i ，) 采用一种有别于传统工艺的新方法生产出低水 溶性蛋白质的预硫化胶乳在此新方法中，经t 射线或电子束辐射硫化的胶乳加入p v a 6 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第一章 等后再进行离心。 辐射硫化与化学硫化相比，其制品有如下优点不含亚硝胺：不含硫，适合于 特殊行业使用，废旧制品焚烧时不产生二氧化硫，灰烬量少，有利于环境保护；透 明度和柔软性较好；低细胞毒性；水溶性蛋白质含量低；在空气和光照时易降 解。【1 羽 已有实验表明粥，随着辐照剂量的增加，胶乳浆液中的可抽取蛋白质随之增加， 而在橡胶中的可抽取蛋白质却随之减少。这一实验结果提示，离心是降低辐射硫化胶 乳中可抽取蛋白质的一种方法。 已有报道酬，加入一些水溶性聚合物如聚乙烯醇( p 、，a ) 、聚乙烯吡咯烷酮( p 、，p ) 和聚环氧乙烷氧丙环等可使辐射硫化胶膜在浸渍时的水溶性蛋白质( w s p ) 的含量增 加，图1 3 表示加入p v a 和离心方法对浸出w s p 的效应2 。 - _ 龋， 图i 3 加入p v a 和离心对去除蛋白质的作用 图1 3 中，a 为对照组，b 为加入3 p h r p 、r a 组，c 为离心组。由图1 3 可以看出，对 照组的辐射硫化胶膜中，w s p 的含量为1 毗，浸渍3 0m i n 后，w s p 减少到 o 1 2 m g ，g ；加入3 p h r p v a 后，w s p 增加至1 4 6m g g ，这表示p v a 与蛋白质有交互 作用，使乳液中水溶性蛋白质含量增加，经浸渍3 0 i i l i n 后。w s p 含量减少至0 0 6 5 m g ，g ； 离心组胶膜中w s p 的含量为o 1m g ，g ，浸渍3 0 l i l i l l 后w s p 含量减少至0 0 3m g g ，显然 离心法对减少w s p 也是有效的。 另外，幕内惠三等田1 还研究了加入p v a 和离心的复合作用，结果表明，先加入 p v a 、后离心要比先离心、再加入p v a 对于降低水溶性蛋白质更加有效。 t膏、眉暑量暑i置孟 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第一章 实验还表明，低分子量的p v a ( l m w p v a ) 和p v p ( l m w - p v p ) 均比高分子量 的p v a 和p v l ，浸出蛋白质的效果要好( 见图1 4 ) 【2 1 1 ，加入3 p i l r 的p v a ，在l 的氨水 中浸渍2 0 n i i n 可有效地减少辐射硫化胶膜中的可抽取蛋白质，直至达到检测不出的水 平( 见图1 5 ) 。伫l 】 r - i - 卜 h _ i h ，- h 圈1 4 不同分子量的p 、，a 和p v p 抽取蛋白质的效应 o ” 0 看 - 褂 詈二 o，1 0- ， 图1 5 低分子量p v a 的浓度效应 1 4 测定天然胶乳中水溶性蛋白质含量的l c 唧r y 法的介绍 蛋白质含量的测定方法有很多种。一种是凯氏微量定氮法来测定m u 中蛋白质含 量，即先测出总氮量再乘上系数6 2 5 换算成蛋白质含量。另一种是用高效液相色谱分离 蛋白质后，通过测定在2 8 0 i l m 的紫外吸收率来测定乳胶制品中的水溶性蛋白质含量。另 外还有一种租略快速估计样品中现存的蛋白质含量的方法，就是通过蛋白质对萘黑颜 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究 第一章 色的改交来直观估计胶乳中蛋白质的含量。 目前最常用的水溶性蛋白质含量测定方法是l 0 w r y 法( 劳里法) 国际标准化组 织制定的i s o ，d i s1 2 2 4 3 天然橡胶及其制品中水溶性蛋白质含量的测定方法、欧 洲标准e n4 5 5 3 ：2 0 0 0 一次性使用医用手套生物性能的要求和检测以及美国 材料试验学会制定的a s l md5 7 1 2 - 1 9 9 9 天然橡胶及其制品中水溶性蛋白质含量分 析的标准测定方法 中均采用劳里法。我国在1 9 9 9 也发布了中华人民共和国化工行业 标准h g 厂r 3 6 4 5 1 9 9 9 天然橡胶手套中水抽提蛋白质测定方法蛔法。劳里法所 需仪器设备简单，试剂购买容易，试验结果可靠，但其处理过程相对比较复杂。l ，r y 法是把水溶性蛋白质从缓冲溶液种抽提出来，然后沉淀提纯，把蛋白质从可能干扰沉 淀的水溶性物质中分离，再溶解提纯出来的蛋白质，进行比色，测定蛋白质含量。 1 4 1k 刑t y 法测定方法原理 用缓冲溶液抽提天然胶乳膜中水溶性蛋白质，然后对溶解于缓冲溶液中的水溶性 蛋白质进行沉淀和分离。蛋白质沉淀用浓度为0 2 m o l ，l 的氢氧化钠溶液重新溶解，在碱 性条件下使其与铜离子生成蛋白质铜复合物，此复合物可还原福林试剂中的磷钼酸 磷钨酸试剂，生成蓝色物质溶液的吸光度与溶液中蛋白质的浓度呈线性关系，由此 可测定样品中水溶性蛋白质的含量。水溶性蛋白质测定流程如图1 6 所示，详细过程 见中华人民共和国化工行业标准h g 广r 3 “5 一1 9 9 9 ：天然橡胶手套中水抽提蛋白质测定 方法l o 、r y 法 磷酸缓 冲溶液 天然乳 胶虞 司竺：! 网! 竺：! 周，陌 抽提液i 离心1 叫i nj 抽提液i 爵心3 叫i n i 沉淀ll 溶液 比色 测定 注：试剂a l o 份试剂c 和0 2 份试剂d 混匀r 检验当天配制l 试剂b s 稀释的福林试剂( 7 2 份福林试剂+ 2 8 份水) 试翔c ；6 9 碳酸钠藩于l m i 水中；d ：1 廷硫酸锅和3 9 柠糠酸钠溶解在l m l 永中 图1 6 水溶性蛋白质测定流程 1 4 2 蛋白质溶液吸光度质量浓度关系 蛋白质溶液吸光度质量浓度关系数据见表1 2 。由表1 2 可以看出，溶液中蛋自质质 量浓度在0 1 0 0 p 虮n l 范围内，其吸光度- 质量浓度曲线的线性相关系数( 表示点与曲 9 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质吉量的研究 第一章 线的接近程度) 为o 9 9 8 ( 见图1 7 ) ，即按表1 2 中前5 点数据作图，各点几乎在同一条直线 上。但当溶液中蛋白质质量浓度超过1 0 0 期加l l 时，即对表1 2 中的6 点作图，其线性相关 系数减小为0 9 7 6 ( 见图1 8 ) 。根据这样的蛋白质溶液吸光度质量浓度标准曲线得出的 数据误差较大。因此，所铡样品溶液中蛋白质质量浓度控制在1 0 0 鹇，m l 以下，如超 过此浓度应对蛋白质溶液进行稀释后再比色测定i 埘 表1 2蛋白质溶液吸光度质量浓度的关系 量恻t _ 一 图1 7 蛋白质溶液吸光度- 质量浓度关系( 前5 点) 量唯虞，恤m 【一 图1 8 蛋白质溶液吸光度质量浓度的关系( 前6 点) 1 4 3 l o w r y 法比色时闻和测定波长的确定 按标准要求，应在加入福林试剂后的l h 内进行比色。吸光度与显色时间的关系曲 1 0 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第一章 线如图1 ，9 所示。由图1 9 可以看出 在加入福林试荆的前3 0 i 】【l i r i ，随着显色时间的延长， 吸光度迅速增大，在3 0m i i l 时达到最大值，然后呈缓慢下降趋势，并在1 h 内基本稳定。这 是由于蛋白质铜的复合物与福林试剂的反应需要一定的时间，应在加入福林试剂后 3 0 6 0m t m 内进行比色。 置色时问肺- 蛋白质溶菠质量浓度( p 咖岫：l 1 5 0 ；2 图1 9吸光度- 显色时间关系曲线 长， 图1 1 0 吸光度波长关系曲线 标准中要求7 5 0 n m 波长测定吸光度。实验所得吸光度与波长关系曲线如图1 1 0 所示从图1 1 0 可以看出。在波长为7 5 0 n m 处，样品的吸光度最大圆 1 5 本课题的研究内容和研究意义 1 5 1 本课题的研究内容 本课题围绕降低天然橡胶乳液中水溶性蛋白质含量的方法进行比较研究，为辐射 茸螭薯 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第一章 硫化工艺的制定提供科学的依据。具体内容包括： 。 ( 1 ) 不同产地的天然橡胶乳液中水溶性蛋白质含量的分析比较： ( 2 ) 辐照剂量对天然橡胶乳液中水溶性蛋白质含量的影响： ( 3 ) 不同浓度，不同分子量聚乙烯酵( p w l ) 的添加对降低天然橡胶乳液中水溶性 蛋白质含量的影响； ( 4 ) 根据以上实验选出最佳p 、，a 分子量和p v a 浓度，评估先离心后加p v a 和先 加p v a 后离心对水溶性蛋白质含量的影响； ( 5 ) 蛋白酶对降低天然橡胶乳液中水溶性蛋白质含量的影响； ( 6 ) 辐照剂量对天然橡胶乳液胶膜物理性能的影响； ( 7 ) 经过降蛋白处理后的低蛋白胶乳制成的胶膜与未作处理的制成的胶膜物理性 能的分析和比较。 1 5 2 本课题的研究意义 本课题系统深入地研究了降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的方法，为天 然橡胶乳液辐射硫化的工艺提供了科学的依据，以期制备出有利于人类健康和环境保 护的辐射硫化胶乳制品，创造更大的社会经济效益 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第二章 第二章不同产地的天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质 含量的研究 2 1 材料与设备 2 1 1 主要材搴尊： 2 1 1 1 天然橡胶乳液： 1 ) 泰国产( 熟化期3 0 天) 2 ) 海南产( 熟化期3 0 天) 3 ) 马来西亚产( 熟化期3 0 天) 由张家港欣达乳胶制品有限公司提供 2 1 1 2 水溶性蛋白质含量测定( l o w r y 法) 相关试剂： 福林试剂：生化纯，s i 驴a 硫酸铜：分析纯，上海振欣试剂厂 无水碳酸钠：分析纯，太仓化工厂 柠檬酸钠：分析纯，江苏金城试剂有限公司 牛血清白蛋白：生化纯，上海化学试剂站 磷酸盐缓冲液( p b s ) ：p h 1 7 4 ，o 0 2 肿l l ，自配 试剂a 1 0 份试剂c 和0 2 份试剂d 混匀，检验当天配制 试剂b ：稀释的福林试剂( 7 2 份褐林试剂+ 2 8 份水) 试剂c ：6 9 碳酸钠溶于l o o l n l 水 试剂d ：1 5 9 硫酸铜和3 9 柠檬酸钠溶解在l o o m l 水中 氢氧化钠溶液：分析纯，上海试剂总厂 脱氧胆酸钠( d 0 c ) ：浓度o 1 s ( 质量，体积) ，分析纯，上海化学试剂站 三氯乙酸( t c a ) ：浓度7 2 ( 质量体积) ，分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司 磷钨酸( 肌) ：浓度7 2 ( 质量，体积) ，分析纯，菱湖精细化工厂 2 1 2 仪器与设备： 高速冷冻离心机：g i 厂2 0 g - ，上海安亭科学仪器厂： 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第二章 紫外可见分光光度计：u v 7 5 5 b ，上海精密科学仪器有限公司 测厚计：j c 一1 0 l o ，江都市精诚测试仪器厂 漩涡搅拌器：x w 一3 0 a ，海门市其林贝尔仪器制造有限公司 电热恒温鼓风干燥箱：s c l o l 一3 b ，浙江省慈溪市烘箱厂 2 2 材料制备和实验方法 2 2 1 蛋白质标准曲线绘制 2 2 1 1 配制蛋白质标准溶液 称取牛血清白蛋白o 0 2 5 0 9 溶于2 5 m l 容量瓶中( 相当于浓度为l m 咖l ) ，用水 稀释制备如下浓度的蛋白质标准溶液：5 i i g m l ，1 0 唱n 1 l ，2 0 唱l n l ，4 0 p 咖l ， 6 0 p 咖l ，8 0 舭 2 2 1 2 测定蛋白质标准溶液吸光度 对上述配制的蛋白质标准溶液按照h g 门弓6 4 5 一1 9 9 9 标准测定其相应的吸光度， 流程如图2 1 注；试剂 ，1 0 份试帮c 和o 2 份试剂d 混匀，检验当天配制；试剂b ：稀释的福林试剂( 化份福林试剂+ z 0 份水) 试荆c ：6 9 碳酸钠溶于】m l 水中ld t1 耗硫酸铜和3 9 柠替酸钠溶解在i m l 水中 图2 1 蛋白质标准溶液吸光度测定流程 每种浓度的蛋白质标准溶液测定三次，每次每种浓度为两个样本，数据见表2 1 1 4 竖堡丞鉴舅脖墨堕主笪枣溶性蛋宣壁量的卿 第二章 表2 1 蛋白质标准溶液的吸光度 实验次数嚣5 l。204 060舳 2 2 1 3 蛋白质标准曲线绘制 按照表2 1 蛋白质标准溶液吸光度的总平均值的数据，通过0 r i g i i l 7 o 软件对数据 进行线性拟合( l i n t 坩f i t ) ，见图2 2 表2 2 线性拟合分析结果显示其线性相关系数为 0 9 9 9 4 2 它可作为蛋白质吸光度一质量浓度的标准曲线 乱l 萋 “ t o o1 0勰柏o阳伯佃 蛋白厦质量浓度( 帅l ) 图2 2 蛋白质标准溶液吸光度线性拟合的蛋白质吸光度一质量浓度的标准曲线 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究 第二章 表2 2 蛋白质标准溶液吸光度线性投合数据分析 国啊7 - l - s 的：3 口恤a p h l ”2 4 s l 皓i l “o 聃g m i o nt n 咱u g ho r i g hf o 卜h t 7 _ j y - - x p 毫 啦t o fu t l l i | e m ， 2 2 2 天然橡胶乳液胶膜制备 2 2 2 1 制膜 分别称取三种产地的天然橡胶乳液各约2 0 9 ，倒入处于水平状态的1 2 锄x 1 8 c m 的围边玻璃板上，放入电热恒温鼓风干燥箱干燥，温度控制在7 0 士2 ，待胶膜接近 干燥时，将胶膜从玻璃板上揭下并放于干燥器中，冷却至室温后称量，然后再置于干 燥箱继续干燥，使胶膜恒重至前后两次所称质量相差小于l m g 。制得的胶膜储存在于 燥器中。胶膜厚度约为o 2 衄。 2 2 2 2 浸淳 用1 氨水浸泡胶膜，放置过夜，然后用水反复冲洗胶膜，晾干后置于8 0 恒温 干燥箱中热处理3 0 m i n ，储存在干燥器中备用 2 3 水溶性蛋白质舍量测定 对2 2 2 制得的三种产地的胶膜进行初始水溶性蛋白质含量测定。测定方法按照 中华人民共和国化工行业标准h g 厂r3 6 4 5 1 9 9 9 ：天然橡胶手套中水抽提蛋白质测定 方法l 删v r y 法，进行水溶性蛋白质含量的测定详细测定流程见图1 6 由吸光度的 测量值参照图2 2 标准曲线即可得出水溶性蛋白质浓度( 吲血) 。 样品中水溶性蛋白质含量( 峙，g ) 按下式计算： l 厶 水溶性蛋白质含量( i i g 恸= ，开l 式中：弘抽提液的体积，m l 卜嘲据吸光度从标准曲线上测得的蛋白质浓度，p 咖l 1 6 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第二章 p 榷缩因子，f = 4 m u 再溶解蛋白质沉淀所用的n a o h 的体积，m l 脬磁抽提的胶膜质量，g 2 4 结果与讨论 三种不同产地的天然橡胶乳液初始的水溶性蛋白质含量见表2 3 和图2 3 。 表2 j 不同产地的天然橡胶乳液初始的水溶性蛋白质含量 謇目胶海南腔马来西亚胶 图2 3 不同产地的天然橡胶乳液的初始水溶性蛋白质含量 从图2 3 可以看出不同产地的天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量不同。结果表 明，本实验中泰国胶乳水溶性蛋白质含量较高，海南胶乳其次和马来西亚胶乳较低。 这可能是由生长环境、采集季节、浓缩方法、添加剂和存放时间等因素造成的。上述 结果为选择胶种提供了依据 瑚 啪 啪 伽 啪 瑚 m o (矗强三一舡曙皿啦誊饕*乎墨甾 降低天然橡胶乳液中的水溶性蛋白质含量的研究第三章 第三章辐射硫化中辐照剂量对天然橡胶乳液中水溶 性蛋白质含量影响的研究 3 1 材料与设备 3 1 1