CN101381758A

CN101381758A - 由蚕丝提取丝素肽的方法

Info

Publication number: CN101381758A
Application number: CNA2008101524386A
Authority: CN
Inventors: 周凤娟; 薛照辉; 寇晓虹
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2009-03-11

Abstract

本发明公开了一种由蚕丝提取丝素肽的方法，属于丝素肽的制备技术领域。该方法包括以下过程：将蚕丝加入Na₂CO₃溶液中精炼后，滤出蚕丝再将其加入CaCl₂溶液中溶解，溶解后得到的溶丝液用蛋白酶进行酶水解反应，水解液经超滤和纳滤分离后，得到的料液经喷雾干燥得到丝素肽粉末。本发明的优点在于：通过对水解液采用超滤和纳滤分离，使ACE抑制肽得到富集，脱除CaCl₂盐效率高，具有处理量大、分离条件温和、流程简单及能耗较低等优点，易于实现工业化生产。

Description

由蚕丝提取丝素肽的方法

技术领域

本发明涉及一种由蚕丝提取丝素肽的方法，属于丝素肽的制备技术领域。

背景技术

蚕丝是一种纤维蛋白，主要由丝素蛋白组成。丝素蛋白的氨基酸组成非常独特，85％左右为甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸。丝素肽(丝肽)是丝素蛋白水解的中间产物，丝素肽与丝素蛋白的氨基酸组成相同，但其分子量比丝素蛋白要小得多，因此，丝素肽具有良好的水溶性，优良的吸湿保湿功能，较好的酸、热稳定性，黏度随浓度变化迟钝等优点。其极易被人体吸收，消化率较丝素蛋白大大提高，且具有降低血液胆固醇含量、促进酒精代谢、降低血压、促进胰岛素分泌及预防老年性痴呆症等生理功能。因此，丝素肽不仅具有食用价值，而且具有药用价值，作为功能食品因子开发具有广阔的应用前景。

天然丝素蛋白不溶于水，难以被酶直接水解，一般采用酸法、碱法水解丝素蛋白或高浓度的中性盐溶液溶解丝素蛋白，脱盐后获得丝素蛋白溶液，再用酶水解来制备丝素肽。采用酸法水解丝素蛋白制取丝素肽，此法虽然简单、便宜，但是其缺点是水解度不易控制，产品分子量分布在300～5000这样一个很广的范围内，同时酸水解使色氨酸全部被破坏，丝氨酸、酪氨酸和苏氨酸部分被破坏。酶水解反应条件温和，水解度易控制，对氨基酸破坏小，而且它具有专一性，不同的酶水解丝素蛋白溶液能得到不同的中间产物，还有一个优点是酶解产物的含盐量低。因此，采用酶法水解丝素蛋白，可大大提高丝素肽的产量和质量。当前人们大多采用高浓度的CaCl₂溶液溶解丝素蛋白，待丝素蛋白溶解液冷却脱盐后，即获得无色、无味、无臭的纯净的丝素蛋白溶液。脱盐工序，通常采用超滤、电渗析等膜技术脱盐，但该法膜污染非常严重，难以实现工业化生产。

发明内容

本发明目的是提供一种由蚕丝提取丝素肽的方法。该方法具有过程简单，能耗低，产品血管紧张素转化酶(简称ACE)抑制活性强的特点。

本发明是通过下述技术方案加以实现的：一种由蚕丝提取丝素肽的方法，其特征在于包括以下过程：

将蚕丝加入50倍体积质量浓度为3～8g/L的Na₂CO₃溶液中，在温度98～100℃精炼30min后，滤出蚕丝再将其加入质量分数为30～60％的CaCl₂溶液中，在温度60～130℃溶解2～5min后，得到的溶丝液用NaOH溶液调节pH为4.0～12.0，在温度为30～70℃下用蛋白酶进行酶水解反应，蛋白酶与底物的质量含量之比为12～24AU/kg，控制水解度(DH)为15～25％；反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶5～15min，灭酶酶解液经离心和抽滤后，滤液用超滤膜材料为纤维素、聚砜、聚酰胺、聚酯或聚烯烃的超滤器，其截留相对分子质量为3000～5000Da，在操作压力为0.05～0.25MPa和温度为20～45℃进行超滤分离得到超滤料液；超滤料液经纳滤器，其截留相对分子质量为150～300Da，在操作压力0.5～1.8MPa和温度20～45℃进行脱盐得到纳滤料液，纳滤料液在进风温度为150～210℃，出风温度为60～90℃下经喷雾干燥得到丝素肽粉末。

本发明的优点在于：先用酶法水解溶丝液，再采用超滤技术分离除去料液中的大分子肽段，使ACE抑制肽得到富集，再用纳滤膜分离技术脱除酶解液中高浓度的CaCl₂盐，此法具有处理量大、分离条件温和、流程简单及能耗较低等优点，可实现工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

水解度(DH)＝16％的降血压丝素肽粉末的制备

1.35kg废蚕丝经50倍体积质量浓度为5g/L的Na₂CO₃溶液精炼后，置于沸腾的质量分数为40％的CaCl₂溶液中溶解5min，迅速冷却。溶丝液经纱布过滤后得到浓溶丝液，取8L浓溶丝液，加12L水，用NaOH溶液调节pH至8.5，在60℃下用蛋白酶(E/S＝12AU/kg)进行酶解反应，采用pH-stat法控制水解程度。反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶10min，离心、抽滤后，滤液用截留相对分子质量为5000Da的聚砜超滤膜分离，超滤工艺参数为：操作压力0.10MPa，操作温度35℃。超滤后的料液用截留相对分子质量为150Da的聚酰胺纳滤膜脱盐，纳滤工艺参数为：操作压力1.0MPa，操作温度40℃。脱盐浓缩后的料液进行喷雾干燥即制得产品降血压丝素肽粉末，干燥条件为：进风温度175～185℃，出风温度80～85℃。纳滤脱盐试验丝素肽回收率为91.5％，产品ACE活性抑制率为57.1％。

实施例2

水解度(DH)＝20％的降血压丝素肽粉末的制备

1.7kg废蚕丝经50倍体积质量浓度为5g/L的Na₂CO₃溶液精炼后，置于沸腾的质量分数为40％的CaCl₂溶液中溶解5min，迅速冷却。溶丝液经纱布过滤后得到浓溶丝液，取10L浓溶丝液，加15L水，用NaOH溶液调节pH至8.5，在60℃下用蛋白酶(E/S＝24AU/kg)进行酶解反应，采用pH-stat法控制水解程度。反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶10min，离心、抽滤后，滤液用截留相对分子质量为5000Da的聚砜超滤膜分离，超滤工艺参数为：操作压力0.15MPa，操作温度35℃。超滤后的料液用截留相对分子质量为150Da的磺化聚醚砜纳滤膜脱盐，纳滤工艺参数为：操作压力1.0MPa，操作温度40℃。脱盐浓缩后的料液进行喷雾干燥即制得产品降血压丝素肽粉末，干燥条件为：进风温度175～185℃，出风温度80～85℃。纳滤脱盐试验丝素肽回收率为93.1％，产品ACE活性抑制率为65.1％。

实施例3

水解度(DH)＝23％的降血压丝素肽粉末的制备

1.0kg废蚕丝经50倍体积质量浓度为5g/L的Na₂CO₃溶液精炼后，置于沸腾的质量分数为40％的CaCl₂溶液中溶解5min，迅速冷却。溶丝液经纱布过滤后得到浓溶丝液，取6L浓溶丝液，加10L水，按照同实施例2相同的操作条件，制得产品降血压丝素肽粉末。纳滤脱盐试验丝素肽回收率为92.7％，产品ACE活性抑制率为56.8％。

实施例4

水解度(DH)＝25％的降血压丝素肽粉末的制备

3.0kg废蚕丝经50倍体积质量浓度为5g/L的Na₂CO₃溶液精炼后，置于沸腾的质量分数为40％的CaCl₂溶液中溶解5min，迅速冷却。溶丝液经纱布过滤后得到浓溶丝液，取18L浓溶丝液，加25L水，用NaOH溶液调节pH至8.5，在60℃下用蛋白酶(E/S＝24AU/kg)进行酶解反应，采用pH-stat法控制水解程度。反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶10min，离心、抽滤后，滤液用截留相对分子质量为3000Da的聚砜超滤膜分离，超滤工艺参数为：操作压力0.10MPa，操作温度35℃。超滤后的料液用截留相对分子质量为300Da的聚酰胺纳滤膜脱盐，纳滤工艺参数为：操作压力1.2MPa，操作温度40℃。脱盐浓缩后的料液进行喷雾干燥即制得产品降血压丝素肽粉末，干燥条件为：进风温度175～185℃，出风温度80～85℃。纳滤脱盐试验丝素肽回收率为91.9％，产品ACE活性抑制率为53.6％。

酶解蛋白质的水解度测定：在中性及碱性条件下采用pH-stat法。

丝素肽回收率：指试验后样品的总氮含量与试验前样品的总氮含量之比。

血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性的测定：反相高压液相色谱法。

Claims

1.一种由蚕丝提取丝素肽的方法，其特征在于包括以下过程：将蚕丝加入50倍体积质量浓度为3～8g/L的Na₂CO₃溶液中，在温度98～100℃精炼30min后，滤出蚕丝再将其加入质量分数为30～60％的CaCl₂溶液中，在温度60～130℃溶解2～5min后，得到的溶丝液用NaOH溶液调节pH为4.0～12.0，在温度为30～70℃下用蛋白酶进行酶水解反应，蛋白酶与底物的质量含量之比为12～24AU/kg，控制水解度为15～25％；反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶5～15min，灭酶酶解液经离心和抽滤后，滤液用超滤膜材料为纤维素、聚砜、聚酰胺、聚酯或聚烯烃的超滤器，其截留相对分子质量为3000～5000Da，在操作压力为0.05～0.25MPa和温度为20～45℃进行超滤分离得到超滤料液；超滤料液经纳滤器，其截留相对分子质量为150～300Da，在操作压力0.5～1.8MPa和温度20～45℃进行脱盐得到纳滤料液，纳滤料液在进风温度为150～210℃，出风温度为60～90℃下经喷雾干燥得到丝素肽粉末。