大豆蛋白纤维——新世纪的舒适纤维 黄智泽14307130242 大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类,以食用级大豆蛋白粉为原料,利用 生物工程技术,改变其蛋白质结构而成。其有着羊绒般的柔软手感,蚕丝般的柔 和光泽及优于棉的保暖性和良好的亲肤性等优良心能,被誉为“新世纪的健康 舒适纤维”和“肌肤喜欢的好面料” 图1大豆纤维蛋白 图2大豆纤维蛋白面料 、技术原理 大豆蛋白纤维的组成 目前生产的大豆蛋白纤维由大豆戴白和聚乙烯醇组成。在大豆蛋白纤维纺丝 过程中,大豆蛋白质与聚乙烯醇分子会形成交联,形成复杂的各种交联结构。因 此,再生大豆蛋白质的化学结构十分复杂,纤维纺丝、牵伸、交联、定型过程的 工艺条件控制对大豆纤维的化学结构和性能有很大影响 b.大豆纤维质蛋白的制取原理 大豆纤维质纤维石油大豆蛋白质为原料制取。蛋白质是由多种氨基酸脱水缩 合形成的含肽键线性高分子化合物,其结构如图: HNCHCO - HNCHCO-- HNCHCO-- HNOCHCO 其中,R1,R2,R3,R,为极性或非极性基团。大豆蛋白质分子质量在800060000 之间,其中,球蛋白的质量占其蛋白总量的90%。另有5%属于清蛋白。球蛋白与 清蛋白都能溶于水或者碱溶液中,但是球蛋白在等电点p=4.5左右时能够沉 淀出来,而清蛋白不能沉淀,故又称球蛋白为酸沉蛋白,清蛋白为非酸沉蛋白。 利用这一特性,可以把球蛋白从豆粉中分离出来。 另外,蛋白质在加热、冷冻、化学溶剂、髙压、辐射、搅拌、超声波等因素 作用下会发生变性,变性后的分子链呈相对舒展状态。利用这一性质,将大豆蛋 白质溶解在碱溶液中,并且调配成具有一定粘度的纺丝溶液,经纺丝挤入含有食 盐的醋酸溶液凝固浴中,蛋白质凝固形成初生纤维和后处理,就可以制成不同用 途的蛋白质纤维产品了。蛋白质变性前后分子链变化如下:
大豆蛋白纤维——新世纪的舒适纤维 黄智泽 14307130242 大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类，以食用级大豆蛋白粉为原料，利用 生物工程技术，改变其蛋白质结构而成。其有着羊绒般的柔软手感，蚕丝般的柔 和光泽及优于棉的保暖性和良好的亲肤性等优良心能，被誉为 “新世纪的健康 舒适纤维”和“肌肤喜欢的好面料”。 图 1 大豆纤维蛋白 图 2 大豆纤维蛋白面料 一、技术原理 a. 大豆蛋白纤维的组成 目前生产的大豆蛋白纤维由大豆戴白和聚乙烯醇组成。在大豆蛋白纤维纺丝 过程中，大豆蛋白质与聚乙烯醇分子会形成交联，形成复杂的各种交联结构。因 此，再生大豆蛋白质的化学结构十分复杂，纤维纺丝、牵伸、交联、定型过程的 工艺条件控制对大豆纤维的化学结构和性能有很大影响。 b. 大豆纤维质蛋白的制取原理 大豆纤维质纤维石油大豆蛋白质为原料制取。蛋白质是由多种氨基酸脱水缩 合形成的含肽键线性高分子化合物，其结构如图： 其中，R1，R2，R3，R4，为极性或非极性基团。大豆蛋白质分子质量在 8000~600000 之间，其中，球蛋白的质量占其蛋白总量的 90%。另有 5%属于清蛋白。球蛋白与 清蛋白都能溶于水或者碱溶液中，但是球蛋白在等电点 pH = 4.5 左右时能够沉 淀出来, 而清蛋白不能沉淀 ,故又称球蛋白为酸沉蛋白，清蛋白为非酸沉蛋白。 利用这一特性，可以把球蛋白从豆粉中分离出来。 另外，蛋白质在加热、冷冻、化学溶剂、高压、辐射、搅拌、超声波等因素 作用下会发生变性，变性后的分子链呈相对舒展状态。利用这一性质，将大豆蛋 白质溶解在碱溶液中，并且调配成具有一定粘度的纺丝溶液, 经纺丝挤入含有食 盐的醋酸溶液凝固浴中，蛋白质凝固形成初生纤维和后处理，就可以制成不同用 途的蛋白质纤维产品了。蛋白质变性前后分子链变化如下：
A:天然蛋白质B:开始变性 C:严重变性 图3蛋白质变性示意图 c.大豆蛋白纤维的生产过程 1.大豆脱脂 大豆脱脂通常在油脂厂进行。一般使用溶剂浸岀法。这种方法油脂脱除率可 达985%-99%,溶剂常用正己烷,其沸点只有68~70°C,可以制得蛋白质变性程 度很低的脱脂饼粕称为低温浸出粕 2.分离大豆蛋白 分离大豆蛋白指把低温脱脂豆粕中的可溶性非蛋白质低分子和不溶性非蛋 白质高分子分离去除。低分子可溶性非蛋白质主要包括可溶糖、灰分和各种气味 成分。不溶性高分子主要是多糖类物质,另外还有些残留蛋白质。可以使用碱提 酸沉法达到目的。 低温脱脂豆粉中的蛋白质能溶于稀碱溶液。将低温脱脂豆粉用稀碱浸提后, 经过滤或离心分离就可以除去豆粕中的不溶性物质。当用酸把浸出液pH值调节 至4.5时,蛋白质处于等电点状态而发生凝结沉淀,经分离可得到蛋白质沉淀物, 再经干燥即得到分离大豆蛋白。其具体过程如图 水、碱 原料豆和一粉碎上次浸次浸提一[粗滤匚次分离 废渣 酸沉一巨次分离一团浆国调-[吸粉-[成福 乳清 图4碱提酸沉法的工艺流程图 3.纤维生产 大豆蛋白纤维生产为湿法纺丝工艺,与其它湿法纤维生产有相同之处,分为 浆液制备及纺丝和后处理两个阶段。其中,浆液制备是为了形成具有一定浓度的 蛋白质含量为10~30%,pH值为13.5的纺丝原液。纺丝和后处理的过程是让浆液 在食盐和醋酸的混合液中凝固,然后拉伸,再经干燥、上油、卷曲、切断、打包 等后整理,最后形成大豆蛋白纤维 、技术应用 大豆蛋白纤维可用于针织行业织成内衣和T恤衫。由于纤维细度细,内衣制 品手感特别柔软、光滑,穿着非常舒适。同时由于大豆蛋白纤维外层基本上都是 蛋白质,而且豆蛋白的氨基酸种类及含量均较真丝对人类更为有利,因此,该制 品对人体皮肤更具保健作用。现在该种纤维已解决了在纺丝阶段于蛋白质大分子
图 3 蛋白质变性示意图 c.大豆蛋白纤维的生产过程 1. 大豆脱脂 大豆脱脂通常在油脂厂进行。一般使用溶剂浸出法。这种方法油脂脱除率可 达 98.5%~99%，溶剂常用正己烷，其沸点只有 68~70℃，可以制得蛋白质变性程 度很低的脱脂饼粕,称为低温浸出粕。 2. 分离大豆蛋白 分离大豆蛋白指把低温脱脂豆粕中的可溶性非蛋白质低分子和不溶性非蛋 白质高分子分离去除。低分子可溶性非蛋白质主要包括可溶糖、灰分和各种气味 成分。不溶性高分子主要是多糖类物质，另外还有些残留蛋白质。可以使用碱提 酸沉法达到目的。 低温脱脂豆粉中的蛋白质能溶于稀碱溶液。将低温脱脂豆粉用稀碱浸提后， 经过滤或离心分离就可以除去豆粕中的不溶性物质。当用酸把浸出液 pH 值调节 至 4.5 时，蛋白质处于等电点状态而发生凝结沉淀，经分离可得到蛋白质沉淀物， 再经干燥即得到分离大豆蛋白。其具体过程如图： 图 4 碱提酸沉法的工艺流程图 3. 纤维生产 大豆蛋白纤维生产为湿法纺丝工艺，与其它湿法纤维生产有相同之处，分为 浆液制备及纺丝和后处理两个阶段。其中，浆液制备是为了形成具有一定浓度的， 蛋白质含量为 10~30%，pH 值为 13.5 的纺丝原液。纺丝和后处理的过程是让浆液 在食盐和醋酸的混合液中凝固，然后拉伸，再经干燥、上油、卷曲、切断、打包 等后整理，最后形成大豆蛋白纤维。 二、技术应用 大豆蛋白纤维可用于针织行业织成内衣和 T 恤衫。由于纤维细度细，内衣制 品手感特别柔软、光滑，穿着非常舒适。同时由于大豆蛋白纤维外层基本上都是 蛋白质，而且豆蛋白的氨基酸种类及含量均较真丝对人类更为有利，因此，该制 品对人体皮肤更具保健作用。现在该种纤维已解决了在纺丝阶段于蛋白质大分子
上接枝中草药成分的技术难题,从而使纤维具有显著的杀菌消炎作用,同时由于 其具有良好的吸湿透气性,因此,大豆蛋白纤维在内衣、睡衣领域大有开发潜力 大豆蛋白纤维编织衫在2000年“广交会”上与真丝含量85%、山羊绒含量 15%的编织衫进行比较,具有极其相似的风格,大豆蛋白衫手感非常柔软、滑爽、 光泽怡人、悬垂性好,由于纤维体积质量小而非常轻,在编织领域更有广阔的发 展前途。 三、技术优缺点 优点: 1.豆蛋白纤维具有真丝般的光泽;其悬垂性也极佳,给人以飘逸脱俗的感觉 用高支纱织成的织物,表面纹路细腻、清晰,是高档的衬衣面料。 2.以大豆蛋白纤维为原料的针织面料手感柔软、滑爽,质地轻薄,其吸湿性与 棉相当,而导湿透气性远优于棉,保证了穿着的舒适,保暖性能优良,悬垂 性能好。 3.物理机械性能好,大豆蛋白纤维的初始模量偏高,而沸水收缩率低,故面料 稳定性好。在常规洗涤过程中不必担心面料的收缩。且抗皱性出色 缺点 1.大豆蛋白纤维的纤维自身较黄,难以漂白,无法达到雪白清新的风格要求 2.虽纤维较细且滑顺,但是到了一定的时间程度易产生起毛现象。 3.产品在制作工艺上要求较高,市面上品质较好的成品率低
上接枝中草药成分的技术难题，从而使纤维具有显著的杀菌消炎作用，同时由于 其具有良好的吸湿透气性，因此，大豆蛋白纤维在内衣、睡衣领域大有开发潜力。 大豆蛋白纤维编织衫在 2000 年“广交会”上与真丝含量 85 %、山羊绒含量 15%的编织衫进行比较 ,具有极其相似的风格，大豆蛋白衫手感非常柔软、滑爽、 光泽怡人、悬垂性好，由于纤维体积质量小而非常轻，在编织领域更有广阔的发 展前途。 三、技术优缺点 优点： 1. 豆蛋白纤维具有真丝般的光泽；其悬垂性也极佳，给人以飘逸脱俗的感觉； 用高支纱织成的织物，表面纹路细腻、清晰，是高档的衬衣面料。 2. 以大豆蛋白纤维为原料的针织面料手感柔软、滑爽，质地轻薄，其吸湿性与 棉相当，而导湿透气性远优于棉，保证了穿着的舒适，保暖性能优良，悬垂 性能好。 3. 物理机械性能好，大豆蛋白纤维的初始模量偏高，而沸水收缩率低，故面料 稳定性好。在常规洗涤过程中不必担心面料的收缩。且抗皱性出色。 缺点： 1. 大豆蛋白纤维的纤维自身较黄，难以漂白，无法达到雪白清新的风格要求。 2. 虽纤维较细且滑顺，但是到了一定的时间程度易产生起毛现象。 3. 产品在制作工艺上要求较高，市面上品质较好的成品率低