CN102604747A - 蚕蛹生产α-亚麻酸、蚕蛹蛋白和蚕蛹多肽的生产技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蚕蛹的综合利用方法，以新鲜蚕蛹、干燥蚕蛹、缫丝后蚕蛹为原料，使用有机溶剂提取出蚕蛹毛油，精制后采用尿素包埋和分子蒸馏相结合的技术，提取出纯度达到85％以上的蚕蛹α-亚麻酸，再以脱脂蚕蛹粉为原料制取蚕蛹蛋白并进一步加工成水溶性蚕蛹多肽。本制备方法生产工艺简单，对原料和能源的利用率高，生产成本低，适合于大规模生产。产品可以满足日化品、食品、保健品、药品等行业的需求，具有广泛的应用前景。

Description

蚕蛹生产α-亚麻酸、蚕蛹蛋白和蚕蛹多肽的生产技术

技术领域

本发明属于动物有效成分提取领域，涉及一种蚕蛹α-亚麻酸和蚕蛹蛋白的提取方法以及蚕蛹蛋白水解物的制备方法。

技术背景

α-亚麻酸(Linolenic acid)，学名为全顺式-9，12，15-十八碳三烯酸(cis9，12，15-octadecatrienoic acid)，分子式为C₁₈H₃₀O₂，是一种保持人体健康的必需脂肪酸。α-亚麻酸在体内参与磷脂的合成代谢，可转化为人体必需的生命活性因子DHA与EPA。大量基础研究、流行病调查、动物实验、人体实验及临床观察表明，α-亚麻酸具有多方面的生理作用，为国内外医学界及营养学界所公认。其功能包括增长智力，保护视力，降低血脂、胆固醇，延缓衰老，抗过敏，抑制癌症的发生和转移等。α-亚麻酸在人体内不能合成，必需从体外摄取。人体一旦长期缺乏α-亚麻酸，将会导致脑器官、视觉器官的功能衰老，并引起高血压、高血脂及癌症的发生。对α-亚麻酸的特需人群主要包括高血脂人群、青少年儿童及婴儿、孕妇及哺乳期妇女。

目前，α-亚麻酸尚未实现大规模人工合成，其主要的生产方式是从富含α-亚麻酸的植物中提取，这类植物包括唇形科(Labi.atae)、亚麻科(Linceae)、胡桃科(Juglandaceae)、十字花科(Cruciferae)等的部分植物，具有代表性的植物有亚麻和紫苏等。欧洲人在80年代发现月见草油中含有7.8％的α-亚麻酸.使月见草油身价陡增。90年代初.黑加仑油被发现含有13％的α-亚麻酸，也成为医药行业的极受欢迎的产品。美国巴林公司经反复提纯，获得57％的α-亚麻酸制品，主要用途为降血脂和抗血栓。日本油脂公司开发的α-亚麻酸制品主要用于抗癌、抗过敏、控制糖尿病及并发症。韩国以α-亚麻酸为主进行防治循环系统病症的药物研究也刚刚兴起。事实上，部分动物中也含有丰富的α-亚麻酸，如以蚕蛹为原料提炼的蚕蛹油中含有75％的不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸占30％以上。因此，蚕蛹也可以作为提取α-亚麻酸的好原料。国内的蚕蛹α-亚麻酸产品普遍存在含量偏低的缺点，影响了α-亚麻酸功效的发挥，因此国内的研究方向重点集中在提高α-亚麻酸含量上。如何在生产规模上制备出纯度高达85％以上的蚕蛹α-亚麻酸产品，是目前的研究重点之一。此外，蚕蛹的蛋白质含量十分丰富，脱脂蛹中粗蛋白含量可达77％。蚕蛹蛋白含磷量高，且主要为球蛋白，可部分溶解于水，人体吸收利用率高。蚕蛹蛋白经水解制成蚕蛹蛋白水解物，含有活性多肽和人体生长发育所需的十八种氨基酸，八种必需氨基酸占总氨基酸40％以上，营养价值可与鸡蛋、牛奶媲美，十八种氨基酸的配比和必需氨基酸的含量均符合WHO/FAO所规定的理想蛋白质模式。蚕蛹蛋白及其水解物可作为营养补充剂、保健品原料和食品原料，具有广泛的应用价值。

发明内容

本发明的目的是：提供一套充分利用蚕蛹原料、制作成本低、绿色环保的制备工艺，内容包括：采用尿素包埋法和分子蒸馏技术制备含量在85％以上的α-亚麻酸，经脱色、除臭工艺精制蚕蛹蛋白，并将蚕蛹蛋白水解制取小分子蚕蛹多肽。

本发明是这样实现的：

本技术以新鲜蚕蛹、干燥蚕蛹或缫丝后蚕蛹为原料，采用溶剂提取出蚕蛹毛油，经过除杂后采用尿素包埋法和分子蒸馏技术制取含量在85％以上的α-亚麻酸：以脱脂的蚕蛹粉为原料精制出蚕蛹蛋白，再经过酶水解后制成蚕蛹多肽，其特征在α-亚麻酸提取、蚕蛹蛋白提取和蚕蛹多肽制取工序，具体操作如下：

1.α-亚麻酸提取工序

4)原材料预处理当原料为新鲜蚕蛹、缫丝后含水蚕蛹时，首先将蚕蛹在80℃的烘箱中干燥，除去其中可见杂物后，用粉碎机粉碎，制成蚕蛹粉，过40目筛备用。

5)蚕蛹毛油浸提将预处理后的蚕蛹粉置于提取罐中，加入4～10倍量的有机溶剂，在温度为50～80℃的情况下，浸提时间为1～3小时，浸提次数为2～4次。

6)蚕蛹毛油精制浸提步骤结束后，过滤收集、合并滤液，回收溶剂，得到蚕蛹毛油。将蚕蛹毛油放入分离罐中，加入1～3倍量的稀碱溶液，常温搅拌1～3小时，静置，待油水分离后从分离罐下方放出稀碱溶液，得到精制蚕蛹油。

4)蚕蛹脂肪酸的制备称取精制蚕蛹油1份，加入4.0％氢氧化钠乙醇溶液5份，置于反应罐中，于60～75℃搅拌反应1～3小时，静置至室温，加水至溶液澄清透明，用盐酸调pH为2～3，于分离罐中用3份正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性。油层经无水硫酸钠脱水后于40～50℃回收正己烷，即得混合脂肪酸。

5)尿素包埋将3～5尿素加入8～12份甲醇中，65℃水浴中搅拌使溶解，加入一份脂肪酸，搅拌60分钟混匀，取出冷至室温。在-10～-25℃静置包合16～36小时，取出后迅速减压抽滤，滤液用10％盐酸调至pH3.0，转移至分离罐中，用2～3倍量正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性，油层用无水硫酸钠脱水后，于40～50℃回收正己烷，即得纯度达70％以上的α-亚麻酸。

6)分子蒸馏使用刮膜式分子蒸馏设备，采用多级操作方式，蒸馏温度95℃～110℃，操作压力0.3Pa～2.0Pa，进料温度60℃，进料速率85mL/h～95mL/h，刮膜器转速150r/min。经过四级分子蒸馏，可以将α-亚麻酸的纯度由原来的70～75％提纯至85～95％。

2.蚕蛹蛋白提纯工序

取一份脱脂后的蚕蛹粉，加入10份pH值为8.5的碱性溶液，在65～75℃加热搅拌5～10h。提取结束后，过滤，得蚕蛹蛋白溶液。用稀盐酸调节至pH 4.5，此时立即出现絮状沉淀，置于4～10℃中静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀，加入2倍量pH6.0的缓冲液，加入双氧水，在60～70℃搅拌2～4小时后，加热煮沸10分钟，冷却至室温后用稀盐酸调节至pH 4.5，置于4～10℃中静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀、干燥，得精制脱臭蚕蛹蛋白。

3.蚕蛹蛋白水解工序

取一份精制脱臭蚕蛹蛋白，加入10份缓冲液，搅拌均匀后再加入蛋白水解酶，在40～55℃保温搅拌4～6小时。水解反应结束后加热煮沸10分钟，冷却到室温后过滤、浓缩、干燥，得水溶性蚕蛹多肽粉。

以上所述的原材料，是新鲜蚕蛹、干燥蚕蛹以及缫丝后的蚕蛹。

以上所述的蚕蛹毛油浸提工艺中使用的有机溶剂，是石油醚和丙酮的混合物。

以上所述的蚕蛹毛油精制步骤中，所用的稀碱溶液为浓度为0.1～0.3mol/L的氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠溶液。

以上所述的分子蒸馏步骤中，使用的是刮膜式分子蒸馏设备，采用多级操作方式，蒸馏温度95℃～110℃，操作压力0.3Pa～2.0Pa，进料速率85mL/h～95mL/h。

以上所述的蚕蛹蛋白提纯工序中，使用的pH8.5的溶液包括Tris-盐酸缓冲液、Tris-甘氨酸缓冲液、Tris-醋酸缓冲液、磷酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液。

以上所述的蚕蛹蛋白提纯工序中，双氧水的终浓度为2.0～10.0％。

以上所述的蚕蛹蛋白水解工序中，使用的蛋白酶包括胃蛋白酶、胰酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶。

以上所述的提取罐，包括搪瓷提取罐、不锈钢提取罐、搪玻璃反应罐。

本发明的优点和积极效果

本发明采用了尿素包埋法和分子蒸馏法相结合提纯蚕蛹α-亚麻酸的办法，工艺流程易于掌握，提取得率高，蚕蛹α-亚麻酸的纯度能达到85～95％，产品色泽浅，无特殊异味。以脱脂后的蚕蛹粉为原料，用简单的工艺提取、精制蚕蛹蛋白，并进一步将其水解成小分子蚕蛹多肽。本发明提供了一种充分的、全面的利用蚕蛹原料的方法，非常适合于大规模生产，产品包括蚕蛹α-亚麻酸、蚕蛹蛋白和蚕蛹多肽，可作为食品、保健品、营养添加剂的原料。

附图说明

图1：为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明，具体实施例仅是对本发明作出更清楚的说明，而不是对本发明的限制。

实施例1

取干燥后的蚕蛹，除去其中可见杂物后，用粉碎机粉碎，过40目筛。取10份重量的蚕蛹粉于不锈钢提取罐中，加入60份重量的石油醚，迅速加热升温，将温度控制在65～70℃，搅拌2小时。提取结束后过滤取滤液，重复一次浸提步骤，合并两次滤液。滤液在溶剂回收器中回收溶剂，得到蚕蛹毛油；滤渣在50℃烘箱中烘干、备用。将蚕蛹毛油放入分离罐中，加入2倍量的0.1mol/L氢氧化钠溶液，常温搅拌2小时，静置待油水分离后从分离罐下方放出稀碱溶液，得到精制蚕蛹油。

称取精制蚕蛹油1份，加入4.0％氢氧化钠乙醇溶液5份，置于反应罐中，于70～75℃搅拌反应2小时，静置至室温，加水至溶液澄清透明，用盐酸调pH为2～3，于分离罐中用3份正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性。油层经无水硫酸钠脱水后于40～50℃回收正己烷，即得混合脂肪酸。

将3尿素加入10份甲醇中，65℃水浴中搅拌使溶解，加入一份混合脂肪酸，搅拌60分钟混匀，取出冷至室温。在-20℃静置包合24小时，取出后迅速减压抽滤，滤液用10％盐酸调至pH3.0，转移至分离罐中，用2倍量正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性，油层用无水硫酸钠脱水后，于40～50℃回收正己烷，即得纯度达70％以上的α-亚麻酸。

使用刮膜式分子蒸馏设备，采用多级操作方式，蒸馏温度105℃，操作压力0.8Pa～1.5Pa，进料温度60℃，进料速率95mL/h，刮膜器转速150r/min。经过四级分子蒸馏，得到纯度在85％以上的α-亚麻酸。

取一份脱脂蚕蛹粉，加入10份pH值为8.5的Tris-盐酸溶液，在70～75℃加热搅拌6h。提取结束后，过滤，得蚕蛹蛋白溶液。用稀盐酸调节至pH 4.5，置于4～10℃中冰箱冷藏室静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀，加入2倍量pH6.0的磷酸缓冲液，再加入双氧水，使之终浓度为3.0％，在65～70℃搅拌4小时后，加热煮沸10分钟，冷却至室温后用稀盐酸调节至pH 4.5，置于4～10℃冰箱冷藏室中静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀、干燥，得精制脱臭蚕蛹蛋白。

取一份精制脱臭蚕蛹蛋白，加入10份pH8.0的磷酸缓冲液，搅拌均匀后再加入1.0％胰蛋白酶(活力大于2000U/mg)，在45～50℃保温搅拌5小时。水解反应结束后加热煮沸10分钟，冷却到室温后过滤，取滤液浓缩、干燥，得水溶性蚕蛹多肽粉。

实施例2

取新鲜蚕蛹，在80℃的烘箱中烘干，除去其中可见杂物后，用粉碎机粉碎，过40目筛。取10份重量的蚕蛹粉于不锈钢提取罐中，加入60份重量的提取溶剂(石油醚∶丙酮＝1∶1)，迅速加热升温，将温度控制在65～70℃，搅拌2小时。提取结束后过滤取滤液，重复一次浸提步骤，合并两次滤液。滤液在溶剂回收器中回收溶剂，得到蚕蛹毛油；滤渣在50℃烘箱中烘干、备用。将蚕蛹毛油放入分离罐中，加入2倍量的0.1mol/L碳酸钠溶液，常温搅拌2小时，静置待油水分离后从分离罐下方放出稀碱溶液，得到精制蚕蛹油。

称取精制蚕蛹油1份，加入4.0％氢氧化钠乙醇溶液5份，置于反应罐中，于70～75℃搅拌反应2小时，静置至室温，加水至溶液澄清透明，用盐酸调pH为2～3，于分离罐中用3份正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性。油层经无水硫酸钠脱水后于40～50℃回收正己烷，即得混合脂肪酸。

将4尿素加入10份甲醇中，65℃水浴中搅拌使溶解，加入一份混合脂肪酸，搅拌60分钟混匀，取出冷至室温。在-20℃静置包合24小时，取出后迅速减压抽滤，滤液用10％盐酸调至pH3.0，转移至分离罐中，用2倍量正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性，油层用无水硫酸钠脱水后，于40～50℃回收正己烷，即得纯度达70％以上的α-亚麻酸。

使用刮膜式分子蒸馏设备，采用多级操作方式，蒸馏温度105℃，操作压力0.5Pa～1.8Pa，进料温度60℃，进料速率90mL/h，刮膜器转速150r/min。经过四级分子蒸馏，得到纯度在85％以上的α-亚麻酸。

取一份脱脂蚕蛹粉，加入10份pH值为8.5的Tris-甘氨酸溶液，在70～75℃加热搅拌6h。提取结束后，过滤，得蚕蛹蛋白溶液。用稀盐酸调节至pH 4.5，置于4～10℃中冰箱冷藏室静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀，加入2倍量pH6.0的磷酸缓冲液，再加入双氧水，使之终浓度为4.0％，在65～70℃搅拌4小时后，加热煮沸10分钟，冷却至室温后用稀盐酸调节至pH 4.5，置于4～10℃冰箱冷藏室中静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀、干燥，得精制脱臭蚕蛹蛋白。

取一份精制脱臭蚕蛹蛋白，加入10份pH8.0的磷酸缓冲液，搅拌均匀后再加入1.5％菠萝蛋白酶(活力大于2000U/mg)，在45～50℃保温搅拌5小时。水解反应结束后加热煮沸10分钟，冷却到室温后过滤，取滤液浓缩、干燥，得水溶性蚕蛹多肽粉。

实施例3

取缫丝后蚕蛹，在80℃的烘箱中烘干，除去其中可见杂物后，用粉碎机粉碎，过40目筛。取10份重量的蚕蛹粉于不锈钢提取罐中，加入60份重量的提取溶剂(丙酮∶乙醇＝1∶1)，迅速加热升温，将温度控制在65～70℃，搅拌2小时。提取结束后过滤取滤液，重复一次浸提步骤，合并两次滤液。滤液在溶剂回收器中回收溶剂，得到蚕蛹毛油；滤渣在50℃烘箱中烘干、备用。将蚕蛹毛油放入分离罐中，加入2倍量的0.1mol/L碳酸钠-氢氧化钠溶液，常温搅拌2小时，静置待油水分离后从分离罐下方放出稀碱溶液，得到精制蚕蛹油。

称取精制蚕蛹油1份，加入4.0％氢氧化钠乙醇溶液5份，置于反应罐中，于70～75℃搅拌反应2小时，静置至室温，加水至溶液澄清透明，用盐酸调pH为2～3，于分离罐中用3份正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性。油层经无水硫酸钠脱水后于40～50℃回收正己烷，即得混合脂肪酸。

将4尿素加入12份甲醇中，65℃水浴中搅拌使溶解，加入一份混合脂肪酸，搅拌60分钟混匀，取出冷至室温。在-20℃静置包合36小时，取出后迅速减压抽滤，滤液用10％盐酸调至pH3.0，转移至分离罐中，用2倍量正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性，油层用无水硫酸钠脱水后，于40～50℃回收正己烷，即得纯度达70％以上的α-亚麻酸。

使用刮膜式分子蒸馏设备，采用多级操作方式，蒸馏温度110℃，操作压力0.3Pa～1.0Pa，进料温度60℃，进料速率85mL/h，刮膜器转速150r/min。经过四级分子蒸馏，得到纯度在85％以上的α-亚麻酸。

取一份脱脂蚕蛹粉，加入10份pH值为8.5的硼酸盐缓冲液，在70～75℃加热搅拌6h。提取结束后，过滤，得蚕蛹蛋白溶液。用稀盐酸调节至pH 4.5，置于4～10℃中冰箱冷藏室静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀，加入2倍量pH6.0的磷酸缓冲液，再加入双氧水，使之终浓度为5.0％，在65～70℃搅拌4小时后，加热煮沸10分钟，冷却至室温后用稀盐酸调节至pH 4.5，置于4～10℃冰箱冷藏室中静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀、干燥，得精制脱臭蚕蛹蛋白。

取一份精制脱臭蚕蛹蛋白，加入10份pH8.0的磷酸缓冲液，搅拌均匀后再加入3％胰酶(活力大于2000U/g)，在45～50℃保温搅拌5小时。水解反应结束后加热煮沸10分钟，冷却到室温后过滤，取滤液浓缩、干燥，得水溶性蚕蛹多肽粉。

实施例制备产品的技术指标：

Claims (9)

1.一种蚕蛹的综合利用方法，以蚕蛹为原料，使用有机溶剂提取出蚕蛹毛油，精制后采用尿素包埋和分子蒸馏相结合的技术，提取出纯度达到85％以上的蚕蛹α-亚麻酸，再以脱脂蚕蛹粉为原料制取蚕蛹蛋白并进一步加工成蚕蛹多肽。其特征在α-亚麻酸提取、蚕蛹蛋白提取和水解工序，具体操作如下：

1)原材料预处理当原料为新鲜蚕蛹、缫丝后含水蚕蛹时，首先将蚕蛹在80℃的烘箱中干燥，除去其中可见杂物后，用粉碎机粉碎，制成蚕蛹粉，过40目筛备用。

2)蚕蛹毛油浸提将预处理后的蚕蛹粉置于提取罐中，加入4～10倍量的有机溶剂，在温度为50～80℃的情况下，浸提时间为1～3小时，浸提次数为2～4次。

3)蚕蛹毛油精制浸提步骤结束后，过滤收集、合并滤液，回收溶剂，得到蚕蛹毛油。将蚕蛹毛油放入分离罐中，加入1～3倍量的稀碱溶液，常温搅拌1～3小时，静置，待油水分离后从分离罐下方放出稀碱溶液，得到精制蚕蛹油。

4)蚕蛹脂肪酸的制备称取精制蚕蛹油1份，加入4.0％氢氧化钠乙醇溶液5份，置于反应罐中，于60～75℃搅拌反应1～3小时，静置至室温，加水至溶液澄清透明，用盐酸调pH为2～3，于分离罐中用3份正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性。油层经无水硫酸钠脱水后于40～50℃回收正己烷，即得混合脂肪酸。

5)尿素包埋将3～5尿素加入8～12份甲醇中，65℃水浴中搅拌使溶解，加入一份脂肪酸，搅拌60分钟混匀，取出冷至室温。在-10～-25℃静置包合16～364时，取出后迅速减压抽滤，滤液用10％盐酸调至pH3.0，转移至分离罐中，用2～3倍量正己烷萃取，弃水层，水洗油层至中性，油层用无水硫酸钠脱水后，于40～50℃回收正己烷，即得纯度达70％以上的α-亚麻酸。

6)分子蒸馏使用刮膜式分子蒸馏设备，采用多级操作方式，蒸馏温度95℃～110℃，操作压力0.3Pa～2.0Pa，进料温度60℃，进料速率85mL/h～95mL/h，刮膜器转速150r/min。经过四级分子蒸馏，可以将α-亚麻酸的纯度由原来的70～75％提纯至85～95％。

7)蚕蛹蛋白提纯 取一份脱脂后的蚕蛹粉，加入10份pH值为8.5的碱性溶液，在65～75℃加热搅拌5～10h。提取结束后，过滤，得蚕蛹蛋白溶液。用稀盐酸调节至pH 4.5，此时立即出现絮状沉淀，置于4～10℃中静置12小时后，用滤布过滤，收集沉淀，加入2倍量pH6.0的缓冲液，加入双氧水，在60～70℃搅拌2～4小时后，加热煮沸10分钟，重复上述调节pH、静置、过滤、收集沉淀步骤，干燥后得精制脱臭蚕蛹蛋白。

8)蚕蛹蛋白水解 取一份精制脱臭蚕蛹蛋白，加入10份缓冲液，搅拌均匀后再加入蛋白水解酶，在40～55℃保温搅拌4～6小时。水解反应结束后加热煮沸10分钟，冷却到室温后过滤、浓缩、干燥，得水溶性蚕蛹多肽粉。

2.根据权利要求1所述的蚕蛹的综合利用方法，其特征在于原材料是新鲜蚕蛹、干燥蚕蛹以及缫丝后的蚕蛹。

3.根据权利要求1所述的蚕蛹的综合利用方法，蚕蛹毛油浸提工艺中使用的有机溶剂，是乙醇、石油醚、丙酮及其混合物。

4.根据权利要求1所述的蚕蛹的综合利用方法，蚕蛹毛油精制步骤中，所用的稀碱溶液为浓度为0.1～0.3mol/L的氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠溶液。

5.根据权利要求1所述的蚕蛹的综合利用方法，分子蒸馏步骤中，使用的是刮膜式分子蒸馏设备，采用多级操作方式，蒸馏温度95℃～110℃，操作压力0.3Pa～2.0Pa，进料速率85mL/h～95mL/h。

6.根据权利要求1所述的蚕蛹的综合利用方法，蚕蛹蛋白提纯工序中，使用的pH8.5的溶液包括Tris-盐酸缓冲液、Tris-甘氨酸缓冲液、Tris-醋酸缓冲液、磷酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液。

7.根据权利要求1所述的蚕蛹的综合利用方法，蚕蛹蛋白提纯工序中，双氧水的终浓度为2.0～10.0％。

8.根据权利要求1所述的蚕蛹的综合利用方法，蚕蛹蛋白水解工序中，使用的蛋白酶包括胃蛋白酶、胰酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶。

9.根据权利要求1所述的蚕蛹的综合利用方法，提取罐包括搪瓷提取罐、不锈钢提取罐、搪玻璃反应罐。

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