CN101544685A - 不同分子量水溶性丝胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了不同分子量水溶性丝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)取茧层，放入煮沸的蒸馏水中进行脱胶，浴比为1∶30，脱胶时间为30min；(2)将上述制得的脱胶液置于80℃～100℃热水中进行0～12h的水浴处理；(3)将步骤(2)水浴处理后制得的丝胶液冷冻干燥后，得不同分子量水溶性丝胶。本发明采用热水处理法进行不同分子量水溶性丝胶的制备，不添加任何化学物质，满足环保的要求；丝胶制备条件温和，制备工艺简单，设备要求低；丝胶的分子量分布与其它方法制备的丝胶不同，为丝胶的利用提供了新的依据。
Description
技术领域
本发明涉及蚕丝丝胶的加工利用领域，特别涉及采用热水处理法将茧层丝胶制备成不同分子量水溶性丝胶的方法。
背景技术
蚕丝丝胶作为一种天然生物高分子材料，具有反应活性、生物相容性和生物降解性等多种优良性能，而且易被制成溶液、粉末、膜、凝胶和纤维等多种形态，在工业、农业、医药、营养和美容等领域内具有广泛的应用前景。丝胶的分子量大小对其应用范围有着较大的影响，如高分子量的丝胶适用于功能性生物膜、生物医用材料、弹性凝胶和功能纤维等材料的研制，而低分子量丝胶则适用于化妆品、食品和药物等的制备。因此，不同分子量的丝胶具有重要的使用价值和应用前景。
由于丝胶在热水、盐、酸、碱和酶等溶液中具有不稳定性，这些方法通常被用于蚕丝丝胶的提取，但也可用于进行满足特殊要求的不同分子量水溶性丝胶的制备。例如，将高温高压提取的难溶性丝胶经碱解处理后，可以获得不同分子量的水溶性丝胶(2005，CN 1209395C)；用弱碱性有机溶剂对茧衣进行脱胶，制备的丝胶溶液经碱性蛋白酶降解后，可以获得速溶性丝胶蛋白，其分子量为2000～8000道尔顿(2005，CN 1219118C)。上述方法制备的丝胶具有不同的分子量分布和性能，但添加了碱、有机溶剂和酶等试剂，增加了操作的复杂性和成本，也造成对丝胶的影响和环境的污染。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种操作简单，不受化学试剂污染的不同分子量水溶性丝胶的制备方法。
本发明的不同分子量水溶性丝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)取茧层，放入煮沸的蒸馏水中进行脱胶，浴比为1:30，脱胶时间为30min；
(2)将上述制得的脱胶液置于80℃～100℃热水中进行0～12h的水浴处理；
(3)将步骤(2)水浴处理后制得的丝胶液冷冻干燥后，得不同分子量水溶性丝胶。
所述步骤(1)中所用茧层在脱胶前，先进行去除杂质处理，并剪成碎片。
所述步骤(2)中热水温度为80℃、90℃或100℃。
所述步骤(3)中所用冷冻干燥方法为将丝胶液于-20℃冰箱中预冻3h后，于-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24h。
所述步骤(3)中所得不同分子量水溶性丝胶，再经研制成粉，放入干燥器中贮存备用。
本发明的优点：本发明采用热水处理法进行不同分子量水溶性丝胶的制备，不添加任何化学物质，满足环保的要求；丝胶制备条件温和，制备工艺简单，设备要求低；丝胶的分子量分布与其它方法制备的丝胶不同，为丝胶的利用提供了新的依据。
具体实施方式
以下通过实施例进一步对本发明进行描述：
实施例1：
取若干干燥茧层，除去赃物并剪成碎片，称取一定量的碎茧片，放入含30倍量(V/W)沸蒸馏水的烧杯中，加热煮沸30min。然后放置室温冷却，挤出丝胶液。得经80℃、90℃或100℃热水中进行0h水浴处理的丝胶液，用纱布将其过滤除杂。取少量丝胶溶液进行SDS-PAGE电泳分析，测定丝胶分子量。其余溶液置于-20℃冰箱中预冻3h后，于-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24h，然后研制成粉，放入干燥器中贮存。
用分析天平精确称量300mg丝胶粉，放入精确称量的干燥离心管(W1)中，并往离心管中加入一定量蒸馏水，进行80℃热水处理2h后，离心沉淀，倾去上清，并将沉淀物与离心管一同放入80℃烘箱烘至恒重(W2)，按公式(1)计算丝胶粉溶解率(S)。
SDS-PAGE检测结果，该丝胶的分子量较大，集中分布在43kD以上，其中分子量大于212kD的丝胶肽含量也较多。该丝胶粉在80℃条件下溶解2h后的溶解率为60.2±2.4％。
实施例2：
取若干干燥茧层，除去脏物并剪成碎片，称取一定量的碎茧片，放入含30倍量(V/W)沸蒸馏水的烧杯中，加热煮沸30min。然后放置室温冷却，挤出丝胶液。然后将所得丝胶液置于80℃热水中水浴6h后冷却，用纱布过滤除杂，得80℃热水水浴6h丝胶液。取少量丝胶溶液进行SDS-PAGE电泳分析，测定丝胶分子量。其余溶液置于-20℃冰箱中预冻3h后，于-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24h，然后研制成粉，放入干燥器中贮存。
用分析天平精确称量300mg丝胶粉，放入精确称量的干燥离心管中，并往离心管中加入一定量蒸馏水，进行80℃热水处理2h后，离心沉淀，倾去上清，并将沉淀物与离心管一同放入80℃烘箱烘至恒重，按公式(1)计算丝胶粉溶解率。
SDS-PAGE检测结果，该丝胶的分子量较大，集中分布在43kD以上，其中分子量大于212kD的丝胶肽含量也较多。与实施例1所得丝胶比较，该丝胶的电泳条带稍浅，即所得丝胶中分子量较高的丝胶肽的含量有所减少。该丝胶粉在80℃条件下溶解2h后的溶解率为60.8±2.7％。
实施例3：
取若干干燥茧层，除去脏物并剪成碎片，称取一定量的碎茧片，放入含30倍量(V/W)沸蒸馏水的烧杯中，加热煮沸30min。然后放置室温冷却，挤出丝胶液。然后将所得丝胶液置于80℃热水中水浴12h后冷却，用纱布过滤除杂，得80℃热水水浴12h丝胶液。取少量丝胶溶液进行SDS-PAGE电泳分析，测定丝胶分子量。其余溶液置于-20℃冰箱中预冻3h后，于-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24h，然后研制成粉，放入干燥器中贮存。
用分析天平精确称量300mg丝胶粉，放入精确称量的干燥离心管中，并往离心管中加入一定量蒸馏水，进行80℃热水处理2h后，离心沉淀，倾去上清，并将沉淀物与离心管一同放入80℃烘箱烘至恒重，按公式(1)计算丝胶粉溶解率。
SDS-PAGE检测结果，该丝胶的分子量较大，集中分布在43kD以上。分子量大于212kD的丝胶肽含量明显少于实施例1和实施例2所制备的丝胶。该丝胶粉在80℃条件下溶解2h后的溶解率为61.7±3.9％。
实施例4：
取若干干燥茧层，除去脏物并剪成碎片，称取一定量的碎茧片，放入含30倍量(V/W)沸蒸馏水的烧杯中，加热煮沸30min。然后放置室温冷却，挤出丝胶液。然后将所得丝胶液置于90℃热水中水浴6h后冷却，用纱布过滤除杂，得90℃热水水浴6h丝胶液。取少量丝胶溶液进行SDS-PAGE电泳分析，测定丝胶分子量。其余溶液置于-20℃冰箱中预冻3h后，于-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24h，然后研制成粉，放入干燥器中贮存。
用分析天平精确称量300mg丝胶粉，放入精确称量的干燥离心管中，并往离心管中加入一定量蒸馏水，进行80℃热水处理2h后，离心沉淀，倾去上清，并将沉淀物与离心管一同放入80℃烘箱烘至恒重，按公式(1)计算丝胶粉溶解率。
SDS-PAGE检测结果，该丝胶的分子量主要集中分布在56～116kD范围内。该丝胶粉在80℃条件下溶解2h后的溶解率为69.7±1.4％。
实施例5：
取若干干燥茧层，除去脏物并剪成碎片，称取一定量的碎茧片，放入含30倍量(V/W)沸蒸馏水的烧杯中，加热煮沸30min。然后放置室温冷却，挤出丝胶液。然后将所得丝胶液置于90℃热水中水浴12h后冷却，用纱布过滤除杂，得90℃热水水浴12h丝胶液。取少量丝胶溶液进行SDS-PAGE电泳分析，测定丝胶分子量。其余溶液置于-20℃冰箱中预冻3h后，于-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24h，然后研制成粉，放入干燥器中贮存。
用分析天平精确称量300mg该丝胶粉，放入精确称量的干燥离心管中，并往离心管中加入一定量蒸馏水，进行80℃热水处理2h后，离心沉淀，倾去上清，并将沉淀物与离心管一同放入80℃烘箱烘至恒重，按公式(1)计算丝胶粉溶解率。
SDS-PAGE检测结果，该丝胶分子量主要集中分布在56～97kD范围内，其电泳条带明显比实施例4所制丝胶的浅，说明该分子量范围内丝胶肽的含量比实施例4所制丝胶的要少。该丝胶粉在80℃条件下溶解2h后的溶解率为88.61±1.31％。
实施例6：
取若干干燥茧层，除去脏物并剪成碎片，称取一定量的碎茧片，放入含30倍量(V/W)沸蒸馏水的烧杯中，加热煮沸30min。然后放置室温冷却，挤出丝胶液。然后将所得丝胶液分成7部分，分别置于100℃热水中水浴1h、2h、4h、6h、8h、10h和12h后冷却，用纱布过滤除杂，得100℃热水水浴1h、2h、4h、6h、8h、10h和12h的丝胶液。取少量各丝胶溶液进行SDS-PAGE电泳分析，测定丝胶分子量。其余溶液置于-20℃冰箱中预冻3h后，于-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24h，然后研制成粉，放入干燥器中贮存。
用分析天平精确称量300mg经100℃热水水浴6h制备的丝胶粉，放入精确称量的干燥离心管中，并往离心管中加入一定量蒸馏水，进行80℃热水处理2h后，离心沉淀，倾去上清，并将沉淀物与离心管一同放入80℃烘箱烘至恒重，按公式(1)计算丝胶粉溶解率。
SDS-PAGE检测结果，100℃热水水浴1h制备的丝胶分子量分布与实施例1制备的丝胶相近，变化不明显，随着水浴时间的延长，所得丝胶的分子量明显下降。100℃热水水浴2h制备的丝胶中分子量大于212kD的多肽含量有所减少。100℃热水水浴4h制备丝胶的分子量基本上位于212kD以下。100℃热水水浴6h制备丝胶的分子量分布主要集中在116kD以下。100℃热水水浴8h制备丝胶的分子量大部分小于66kD。100℃热水水浴10h制备丝胶的分子量进一步减小。100℃热水水浴10h制备的丝胶中分子量位于27kD的丝胶肽含量也较少。溶解率研究结果显示100℃热水水浴6h制备的丝胶粉在80℃条件下溶解2h后的溶解率为98.0±1.7％，明显大于实施例4所制丝胶的溶解率。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1、一种不同分子量水溶性丝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)取茧层，放入煮沸的蒸馏水中进行脱胶，浴比为1:30，脱胶时间为30min；
(2)将上述制得的脱胶液置于80℃～100℃热水中进行0～12h的水浴处理；
(3)将步骤(2)水浴处理后制得的丝胶液冷冻干燥后，得不同分子量水溶性丝胶。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所用茧层在脱胶前，先进行去除杂质处理，并剪成碎片。
3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中热水温度为80℃、90℃或100℃。
4、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所用冷冻干燥方法为将丝胶液于-20℃冰箱中预冻3h后，于-50℃冷冻干燥机中冷冻干燥24h。
5、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所得不同分子量水溶性丝胶，再经研制成粉，放入干燥器中贮存备用。
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