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Carboxylated Wheat Gluten Proteins: A Green Solution for Production of Sustainable Superabsorbent Materials.
Biomacromolecules ( IF 5.5 ) Pub Date : 2020-01-14 , DOI: 10.1021/acs.biomac.9b01646 Antonio J Capezza 1, 2 , Malin Lundman 3 , Richard T Olsson 1 , William R Newson 2 , Mikael S Hedenqvist 1 , Eva Johansson 2
Biomacromolecules ( IF 5.5 ) Pub Date : 2020-01-14 , DOI: 10.1021/acs.biomac.9b01646 Antonio J Capezza 1, 2 , Malin Lundman 3 , Richard T Olsson 1 , William R Newson 2 , Mikael S Hedenqvist 1 , Eva Johansson 2
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Functionalized wheat gluten (WG) protein particles with the ability to absorb fluids within the superabsorbent range are presented. Ethyleneditetraacetic dianhydride (EDTAD), a nontoxic acylation agent, was used for the functionalization of the WG protein at higher protein content than previously reported and no additional chemical cross-linking. The 150-550 μm protein particles had 50-150 nm nanopores induced by drying. The EDTAD treated WG were able to absorb 22, 5, and 3 times of, respectively, water, saline and blood, per gram of dry material (g/g), corresponding to 1000, 150 and 100% higher values than for the as-received WG powder. The liquid retention capacity after centrifugation revealed that almost 50% of the saline liquid was retained within the protein network, which is similar to that for petroleum-based superabsorbent polymers (SAPs). An advantageous feature of these biobased particulate materials is that the maximum swelling is obtained within the first 10 min of exposure, that is, in contrast to many commercial SAP alternatives. The large swelling in a denaturation agent (6 M urea) solution (about 32 g/g) suggests that the secondary entangled/folded structure of the protein restricts protein network expansion and when disrupted allows the absorption of even higher amounts of liquid. The increased liquid uptake, utilization of inexpensive protein coproducts, easy scalable protocols, and absence of any toxic chemicals make these new WG-based SAP particles an interesting alternative to petroleum-based SAP in, for example, absorbent disposable hygiene products.
中文翻译：
羧化小麦面筋蛋白：生产可持续的超吸收性材料的绿色解决方案。
提出了能够吸收超吸收范围内的液体的功能化小麦面筋（WG）蛋白颗粒。乙二四乙酸二酐（EDTAD），一种无毒的酰化剂，用于WG蛋白的功能化，其蛋白质含量高于先前报道的水平，并且没有其他化学交联。150-550μm的蛋白质颗粒具有通过干燥诱导的50-150nm的纳米孔。经EDTAD处理的工作组每克干物质（g / g）分别能吸收22倍，5倍和3倍的水，盐和血液，分别对应于1000、150和100％的吸收值。 -收到的WG粉末。离心后的液体保留能力表明，几乎有50％的盐水保留在蛋白质网络内，这与基于石油的超吸收性聚合物（SAPs）相似。这些生物基颗粒材料的一个优点是，在暴露的前10分钟内可获得最大的溶胀度，即与许多商业化的SAP替代品相反。变性剂（6 M尿素）溶液中的大溶胀（约32 g / g）表明蛋白质的二级缠结/折叠结构限制了蛋白质网络的扩展，并且在破裂时允许吸收更多的液体。液体吸收的增加，廉价蛋白质副产物的利用，易于扩展的方案以及无任何有毒化学物质，使得这些新的基于WG的SAP颗粒成为石油基SAP的有趣替代品，例如吸收性一次性卫生用品。
更新日期：2020-01-03
中文翻译：
羧化小麦面筋蛋白：生产可持续的超吸收性材料的绿色解决方案。
提出了能够吸收超吸收范围内的液体的功能化小麦面筋（WG）蛋白颗粒。乙二四乙酸二酐（EDTAD），一种无毒的酰化剂，用于WG蛋白的功能化，其蛋白质含量高于先前报道的水平，并且没有其他化学交联。150-550μm的蛋白质颗粒具有通过干燥诱导的50-150nm的纳米孔。经EDTAD处理的工作组每克干物质（g / g）分别能吸收22倍，5倍和3倍的水，盐和血液，分别对应于1000、150和100％的吸收值。 -收到的WG粉末。离心后的液体保留能力表明，几乎有50％的盐水保留在蛋白质网络内，这与基于石油的超吸收性聚合物（SAPs）相似。这些生物基颗粒材料的一个优点是，在暴露的前10分钟内可获得最大的溶胀度，即与许多商业化的SAP替代品相反。变性剂（6 M尿素）溶液中的大溶胀（约32 g / g）表明蛋白质的二级缠结/折叠结构限制了蛋白质网络的扩展，并且在破裂时允许吸收更多的液体。液体吸收的增加，廉价蛋白质副产物的利用，易于扩展的方案以及无任何有毒化学物质，使得这些新的基于WG的SAP颗粒成为石油基SAP的有趣替代品，例如吸收性一次性卫生用品。
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