一種水解絲膠肽的制備方法技術

一種水解絲膠肽的制備方法，屬于蛋白分離純化技術領域。本發明專利技術以柞蠶繭殼或廢桑蠶絲為原料，經過制備洗凈蠶繭殼，制備絲膠溶液，制備水解絲膠肽溶液，裝配活化大孔樹脂脫色系統，制備水解絲膠肽脫色液，裝配活化MCI?GEL樹脂系統，制備水解絲膠肽分級分離液，制備水解絲膠肽分級分離濃縮液，制備水解絲膠肽分級分離脫乙醇濃縮液和制備水解絲膠肽凍干粉的步驟，最后制備出水解絲膠肽凍干粉。本發明專利技術使用多種酶聯合水解、超濾、納濾分離、大孔樹脂脫色、MCI?GEL樹脂分級分離、低溫濃縮及冷凍干燥等現代化工技術和設備，具有操作方便，條件溫和，效率高，節約能源，生產成本低等特點，采用本發明專利技術制備出的產品可廣泛用于營養性日化用品及纖維改性等領域。

【技術實現步驟摘要】
一種水解絲膠肽的制備方法一、
本專利技術屬于蛋白分離純化
，具體涉及一種水解絲膠肽的制備方法。二、
技術介紹
蠶絲主要由20～30％的絲膠和70～80％的絲素構成，是制造絲綢的原料。此外，其組分絲膠和絲素也應用于醫療、保健、日化、紡織、食品、建材等行業，發揮其凝血、接骨、保水、美白、抗菌、抗紫外線、包裝和涂料等作用，應用領域及用量均逐年擴大，是一種市場潛力巨大的天然資源，值得開發利用。目前，蠶絲絲膠、絲素及其深加工產品均是以廢蠶絲或蠶繭殼為原料制備的。現有制備蠶絲絲膠肽的方法，例如2015公開的米銳撰寫的碩士論文《柞蠶絲肽的制備及降糖作用研究》，該論文介紹了制備柞蠶絲肽的工藝是：在磷酸濃度為14.67mol/L，料液比為1∶10，90℃的條件下反應8h，得到回收率最高為75％的柞蠶絲肽。該方法的缺陷是：使用高濃度的磷酸，價格高；中和磷酸則需要大量鈣鹽等，生成大量低附加值的磷酸鹽且難以分離完全，嚴重影響產品質量；制備的柞蠶絲肽未經過水解，分子量大，難以穩定保存。又例如，申請號為CN200810162579.6、公開號為CN101544685的專利技術專利，該專利技術公開了不同分子量水溶性絲膠的制備方法，分別為(1)在煮沸的蒸餾水中進行脫膠；(2)將脫膠液置于80℃～100℃熱水中處理0～12h；(3)將熱水處理后的絲膠液冷凍干燥。該專利技術的缺陷是脫膠效率極低，此外，未進行分級分離，獲得的是不同分子量絲膠的混合物，由于分子量不均一，難以在特定環境下應用并取得良好效果。三、
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有制備水解絲膠肽方法的不足，提供一種水解絲膠肽的制備方法。該方法充分利用絲膠和絲素，可依據分子量實現水解絲膠肽的分級分離，制備出不同分子量的水解絲膠肽的凍干粉，使之能更好地應用于日化等不同領域，實現了乙醇和脫色液的回用及綜合利用。實現本專利技術目的的原理是：蠶絲主要是由絲膠和絲素蛋白組成，絲膠分布在絲素周圍，絲膠蛋白溶解于堿性溶液，因此，用稀碳酸鈉在一定溫度下可將絲膠溶解，于是就獲得溶解有絲膠的碳酸鈉溶液和脫去絲膠的絲素蛋白。蛋白酶是專門水解蛋白質酰胺鍵的生物催化劑，絲膠是由18種氨基酸通過酰胺鍵構成的蛋白質，在適當的條件下，蛋白酶可選擇性水解構成絲膠的酰胺鍵，生成分子量不同的水解絲膠肽。蠶絲中的色素類物質主要是黃酮類，黃酮類化合物具有2-苯基色原酮的結構，可與以苯基為吸附功能團的非極性大孔吸附樹脂形成疏水相互作用；將蛋白酶水解的絲膠肽溶液通過非極性大孔吸附樹脂柱，水解液中的黃酮類色素就與大孔非極性吸附樹脂形成基于苯環的疏水相互作用，于是就實現了水解液的脫色。MCIGEL樹脂是一類以聚苯乙烯或聚丙烯酸為骨架、基于分子篩原理分離溶質的分離介質，具有在中壓條件下及在有機介質中實現高精度分離，且可反復使用的特點；將脫色的水解絲膠肽溶液通過MCIGEL樹脂，并進行洗脫和分部收集，就獲得不同分子量分布的水解絲膠肽分級分離液。超濾和納濾是通過膜表面的微孔結構對物質進行選擇性分離的膜分離技術，當溶液在一定壓力下流經膜表面時，小分子溶質透過膜，大分子溶質則被截留，于是截留液中大分子濃度逐漸提高，從而實現大、小分子的分離和濃縮；將經過MCIGEL樹脂分級分離的不同分子量分布的水解絲膠肽溶液通過超濾或納濾膜，小于超濾或納濾膜直徑的溶質濾過，大于其直徑的溶質被截留，于是就獲得相應的濃縮液。將獲得的濃縮液用冷凍干燥機干燥，就獲得水解絲膠肽的凍干粉。本專利技術的目的是這樣實現的：一種水解絲膠肽的制備方法，以柞蠶繭殼或廢桑蠶絲為原料，經過制備洗凈蠶繭殼，制備絲膠溶液，制備水解絲膠肽溶液，裝配活化大孔樹脂脫色系統，制備水解絲膠肽脫色液，裝配活化MCIGEL樹脂系統，制備水解絲膠肽分級分離液，制備水解絲膠肽分級分離濃縮液，制備水解絲膠肽分級分離脫乙醇濃縮液和制備水解絲膠肽凍干粉的步驟，最后制備出水解絲膠肽凍干粉。其具體步驟如下：(1)制備洗凈蠶繭殼首先用人工除去蠶繭殼上的樹枝葉、蠶蛹、石塊等雜物，再按照蠶繭殼質量與質量百分濃度為0.2～0.5％的碳酸鈉水溶液的體積之比(kg/L)為1∶20～40的比例，將該人工除雜蠶繭殼分散于質量百分濃度為0.2～0.5％的碳酸鈉水溶液中，于60～80℃下攪拌處理30～40min。過濾，分別收集過濾渣和過濾液。對收集的過濾液，泵入廢水池進行生化處理，達標后排放；對收集的過濾渣，即制備出洗凈蠶繭殼，用于下步制備脫絲膠溶液。(2)制備絲膠溶液第(1)步完成后，先按照無水碳酸鈉質量與純凈水體積之比(kg/L)為1∶20～200的比例，將無水碳酸鈉溶解于純凈水中，配制出質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液；再按照洗凈蠶繭殼質量與質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液的體積之比(kg/L)為1∶60～120的比例，將洗凈蠶繭殼分散于質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液中，攪拌下于90～100℃回流脫絲膠3～6h，過濾，分別收集脫絲膠過濾渣和過濾液。對收集的脫絲膠過濾渣，加入洗凈蠶繭殼質量20～30倍的純凈水，攪拌下洗滌15～30min，再次過濾，分別收集洗滌過濾渣和洗滌過濾液，對收集的洗滌過濾液，與收集的脫絲膠過濾液合并，即為絲膠溶液，用于下步制備水解絲膠肽溶液；對收集的洗滌濾過渣，即制備出脫絲膠絲素蛋白，用于制備水解絲素肽。(3)制備水解絲膠肽溶液第(2)步完成后，將第(2)步制備出的絲膠溶液泵入截留分子量為3500～10000Da的超濾器中，在表壓為0.1～0.4MPa的條件下進行超濾處理，直至超濾截留液體積與超濾濾過液體積之比(L/L)為1∶3～6時止。分別收集超濾截留液和超濾濾過液，對收集的超濾濾過液，含碳酸鈉，用于下批次洗滌蠶繭殼；對收集的超濾截留液，泵入水解釜，先在60～120r/min的攪拌速度下升溫至50～60℃，再用稀氫氧化鈉調節pH為8.0～9.5，接著按照諾維信堿性蛋白酶3.0T或動物蛋白水解酶與洗凈蠶繭殼質量之比(kg/kg)為1∶100～200的比例，加入諾維信堿性蛋白酶3.0T或動物蛋白水解酶，在60～120r/min的攪拌速度及50～60℃的溫度下恒溫攪拌水解1～2h；然后再按照諾維信風味蛋白酶或木瓜蛋白酶與洗凈蠶繭殼質量之比(kg/kg)為1∶80～160的比例，加入諾維信風味蛋白酶或木瓜蛋白酶，在60～120r/min的攪拌速度及50～60℃的溫度下恒溫攪拌水解1～2h。就制備出水解絲膠肽溶液，用于制備水解絲膠肽脫色液。(4)裝配活化大孔樹脂脫色系統將新購置的活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂分散于3～5倍樹脂體積的純凈水中，用蠕動泵泵入中壓層析柱中，待樹脂沉降成樹脂柱后開啟放液閥，放出多余水分，直至液面高于樹脂柱上表面2～10厘米時停止放液，就裝配出活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱。最后將該樹脂柱分別與蠕動泵、紫外檢測器及收集器連接，就裝配出活化大孔樹脂脫色系統，用于下步制備水解絲膠肽脫色液。(5)制備水解絲膠肽脫色液第(4)步完成后，將第(3)步制備出的水解絲膠肽溶液泵入截留分子量為10000～30000Da的超濾器中，在表壓為0.1～0.4MPa的條件下進行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水解絲膠肽的制備方法，其特征在于具體的工藝步驟如下：(1)制備洗凈蠶繭殼首先用人工除去蠶繭殼上的樹枝葉、蠶蛹、石塊等雜物，再按照蠶繭殼質量與質量百分濃度為0.2～0.5％的碳酸鈉水溶液的體積之比(kg/L)為1∶20～40的比例，將該人工除雜蠶繭殼分散于質量百分濃度為0.2～0.5％的碳酸鈉水溶液中，于60～80℃下攪拌處理30～40min，過濾，分別收集過濾渣和過濾液，對收集的過濾液，泵入廢水池進行生化處理，達標后排放；對收集的過濾渣，即制備出洗凈蠶繭殼，用于下步制備脫絲膠溶液；(2)制備絲膠溶液第(1)步完成后，先按照無水碳酸鈉質量與純凈水體積之比(kg/L)為1∶20～200的比例，將無水碳酸鈉溶解于純凈水中，配制出質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液；再按照洗凈蠶繭殼質量與質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液的體積之比(kg/L)為1∶60～120的比例，將洗凈蠶繭殼分散于質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液中，攪拌下于90～100℃回流脫絲膠3～6h，過濾，分別收集脫絲膠過濾渣和過濾液，對收集的脫絲膠過濾渣，加入洗凈蠶繭殼質量20～30倍的純凈水，攪拌下洗滌15～30min，再次過濾，分別收集洗滌過濾渣和洗滌過濾液，對收集的洗滌過濾液，與收集的脫絲膠過濾液合并，即為絲膠溶液，用于下步制備水解絲膠肽溶液；對收集的洗滌濾過渣，即制備出脫絲膠絲素蛋白，用于制備水解絲素肽；(3)制備水解絲膠肽溶液第(2)步完成后，將第(2)步制備出的絲膠溶液泵入截留分子量為3500～10000Da的超濾器中，在表壓為0.1～0.4MPa的條件下進行超濾處理，直至超濾截留液體積與超濾濾過液體積之比(L/L)為1∶3～6時止，分別收集超濾截留液和超濾濾過液，對收集的超濾濾過液，含碳酸鈉，用于下批次洗滌蠶繭殼；對收集的超濾截留液，泵入水解釜，先在60～120r/min的攪拌速度下升溫至50～60℃，再用稀氫氧化鈉調節pH為8.0～9.5，接著按照諾維信堿性蛋白酶3.0T或動物蛋白水解酶與洗凈蠶繭殼質量之比(kg/kg)為1∶100～200的比例，加入諾維信堿性蛋白酶3.0T或動物蛋白水解酶，在60～120r/min的攪拌速度及50～60℃的溫度下恒溫攪拌水解1～2h；然后再按照諾維信風味蛋白酶或木瓜蛋白酶與洗凈蠶繭殼質量之比(kg/kg)為1∶80～160的比例，加入諾維信風味蛋白酶或木瓜蛋白酶，在60～120r/min的攪拌速度及50～60℃的溫度下恒溫攪拌水解1～2h，就制備出水解絲膠肽溶液，用于制備水解絲膠肽脫色液；(4)裝配活化大孔樹脂脫色系統將新購置的活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂分散于3～5倍樹脂體積的純凈水中，用蠕動泵泵入中壓層析柱中，待樹脂沉降成樹脂柱后開啟放液閥，放出多余水分，直至液面高于樹脂柱上表面2～10厘米時停止放液，就裝配出活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，最后將該樹脂柱分別與蠕動泵、紫外檢測器及收集器連接，就裝配出活化大孔樹脂脫色系統，用于下步制備水解絲膠肽脫色液；(5)制備水解絲膠肽脫色液第(4)步完成后，將第(3)步制備出的水解絲膠肽溶液泵入截留分子量為10000～30000Da的超濾器中，在表壓為0.1～0.4MPa的條件下進行超濾處理，直至超濾截留液體積與超濾濾過液體積之比(L/L)為1∶6～9時止，分別收集超濾截留液和超濾濾過液，對收集的超濾截留液，泵入廢水池進行生化處理，達標后排放；對收集的超濾濾過液，泵入活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，在2～4倍樹脂柱體積/小時的流速下進行脫色處理，活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱體積與該超濾濾過液體積之比(L/L)為1∶20～40，分別收集過柱流出液和吸附色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，對收集的過柱流出液，即制備出水解絲膠肽脫色液，用于制備水解絲膠肽分級分離液；對收集的吸附色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，泵入乙醇體積百分濃度為65～85％的水溶液，在2～4倍樹脂柱體積/小時的流速下進行洗脫處理，吸附色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱與乙醇體積百分濃度為65～85％的水溶液體積之比(L/L)為1∶2～4，洗脫完成后，分別收集洗脫過柱液和卸載色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，對收集的卸載色素...

【技術特征摘要】
1.一種水解絲膠肽的制備方法，其特征在于具體的工藝步驟如下：(1)制備洗凈蠶繭殼首先用人工除去蠶繭殼上的樹枝葉、蠶蛹、石塊等雜物，再按照蠶繭殼質量與質量百分濃度為0.2～0.5％的碳酸鈉水溶液的體積之比(kg/L)為1∶20～40的比例，將該人工除雜蠶繭殼分散于質量百分濃度為0.2～0.5％的碳酸鈉水溶液中，于60～80℃下攪拌處理30～40min，過濾，分別收集過濾渣和過濾液，對收集的過濾液，泵入廢水池進行生化處理，達標后排放；對收集的過濾渣，即制備出洗凈蠶繭殼，用于下步制備脫絲膠溶液；(2)制備絲膠溶液第(1)步完成后，先按照無水碳酸鈉質量與純凈水體積之比(kg/L)為1∶20～200的比例，將無水碳酸鈉溶解于純凈水中，配制出質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液；再按照洗凈蠶繭殼質量與質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液的體積之比(kg/L)為1∶60～120的比例，將洗凈蠶繭殼分散于質量百分濃度為0.5～5％的碳酸鈉水溶液中，攪拌下于90～100℃回流脫絲膠3～6h，過濾，分別收集脫絲膠過濾渣和過濾液，對收集的脫絲膠過濾渣，加入洗凈蠶繭殼質量20～30倍的純凈水，攪拌下洗滌15～30min，再次過濾，分別收集洗滌過濾渣和洗滌過濾液，對收集的洗滌過濾液，與收集的脫絲膠過濾液合并，即為絲膠溶液，用于下步制備水解絲膠肽溶液；對收集的洗滌濾過渣，即制備出脫絲膠絲素蛋白，用于制備水解絲素肽；(3)制備水解絲膠肽溶液第(2)步完成后，將第(2)步制備出的絲膠溶液泵入截留分子量為3500～10000Da的超濾器中，在表壓為0.1～0.4MPa的條件下進行超濾處理，直至超濾截留液體積與超濾濾過液體積之比(L/L)為1∶3～6時止，分別收集超濾截留液和超濾濾過液，對收集的超濾濾過液，含碳酸鈉，用于下批次洗滌蠶繭殼；對收集的超濾截留液，泵入水解釜，先在60～120r/min的攪拌速度下升溫至50～60℃，再用稀氫氧化鈉調節pH為8.0～9.5，接著按照諾維信堿性蛋白酶3.0T或動物蛋白水解酶與洗凈蠶繭殼質量之比(kg/kg)為1∶100～200的比例，加入諾維信堿性蛋白酶3.0T或動物蛋白水解酶，在60～120r/min的攪拌速度及50～60℃的溫度下恒溫攪拌水解1～2h；然后再按照諾維信風味蛋白酶或木瓜蛋白酶與洗凈蠶繭殼質量之比(kg/kg)為1∶80～160的比例，加入諾維信風味蛋白酶或木瓜蛋白酶，在60～120r/min的攪拌速度及50～60℃的溫度下恒溫攪拌水解1～2h，就制備出水解絲膠肽溶液，用于制備水解絲膠肽脫色液；(4)裝配活化大孔樹脂脫色系統將新購置的活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂分散于3～5倍樹脂體積的純凈水中，用蠕動泵泵入中壓層析柱中，待樹脂沉降成樹脂柱后開啟放液閥，放出多余水分，直至液面高于樹脂柱上表面2～10厘米時停止放液，就裝配出活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，最后將該樹脂柱分別與蠕動泵、紫外檢測器及收集器連接，就裝配出活化大孔樹脂脫色系統，用于下步制備水解絲膠肽脫色液；(5)制備水解絲膠肽脫色液第(4)步完成后，將第(3)步制備出的水解絲膠肽溶液泵入截留分子量為10000～30000Da的超濾器中，在表壓為0.1～0.4MPa的條件下進行超濾處理，直至超濾截留液體積與超濾濾過液體積之比(L/L)為1∶6～9時止，分別收集超濾截留液和超濾濾過液，對收集的超濾截留液，泵入廢水池進行生化處理，達標后排放；對收集的超濾濾過液，泵入活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，在2～4倍樹脂柱體積/小時的流速下進行脫色處理，活化AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱體積與該超濾濾過液體積之比(L/L)為1∶20～40，分別收集過柱流出液和吸附色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，對收集的過柱流出液，即制備出水解絲膠肽脫色液，用于制備水解絲膠肽分級分離液；對收集的吸附色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，泵入乙醇體積百分濃度為65～85％的水溶液，在2～4倍樹脂柱體積/小時的流速下進行洗脫處理，吸附色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱與乙醇體積百分濃度為65～85％的水溶液體積之比(L/L)為1∶2～4，洗脫完成后，分別收集洗脫過柱液和卸載色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，對收集的卸載色素的AmberliteTMXAD7HP或AmberliteTMXAD761或HP20樹脂柱，用0.5～1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫益華，劉志軍，
申請(專利權)人：宜賓屏山輝瑞油脂有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51