CN108546290B - 一种蚕丝的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蚕丝的提取方法,包括如下步骤:(1)蚕茧预处理:将蚕茧洗净后干燥,剪切成碎片备用;(2)脱胶处理:将蚕茧置于碱性溶液中于80~100℃下浸泡50~70min,再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于90~100℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝;(3)蚕丝处理:将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中20~30min,再用温度为50~60℃的水从洗3~5min,再用‑5~0℃的水冲洗3~5min;(4)丝胶提取:向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为6~7后置于‑5~‑10℃中冰冻10~20min后,取出后自然解冻,再抽滤即得丝胶。本发明脱胶效果好,丝素和丝胶破坏小,丝素和丝胶提取率高。
Description
技术领域
本发明涉及蚕蛹加工技术领域,具体涉及一种蚕丝的提取方法。
背景技术
蚕丝(silk)是熟蚕结茧时所分泌丝液凝固而成的连续长纤维,也称天然丝,是一种天然纤维。主要由70%~80%丝素,20%~30%丝胶及少量的蜡质和无机物组成,丝胶覆于丝素的外围,对丝素起到保护和胶粘作用。目前应用较多的脱胶方法有水浴煮沸脱胶、碳酸钠脱胶、中性皂脱胶、高温高压脱胶及酶脱胶等,丝胶蛋白中含有丰富的水溶性氨基酸,90%以上能被人体吸收且能抑制多酚氧化酶活性,吸收紫外线,并含有类黄酮等活性物质,因此丝胶作为食品添加剂具有重要的应用价值,而且在营养食品、医疗保健品和功能性材料方面均有较大的利用潜力。丝胶蛋白可以从缫丝、生丝精练等加工的改良工艺中获得。但长期以来,在制丝及纺织工艺中,丝胶没有得到较好的利用,通常是将其脱掉并随废水一起排放,既浪费资源,又对坏境造成污染,因此人们对丝胶的回收方法进行了大量的研究,目前常用的方法有:酸析法、化学混凝法、有机溶剂法、离心法、超滤法、透析法和冰冻法等。也可根据回收丝胶目的和应用的不同把这几种方法结合使用。因此将丝素和丝胶的有效分离,提高丝素和丝胶的提取率,可提高蚕丝的利用价值。
发明内容
本发明克服了丝素和丝胶提取率低的技术问题,提供一种蚕丝的提取方法。
为实现本发明的目的,采取如下技术方案:
一种蚕丝的提取方法,包括如下步骤:
(1)蚕茧预处理:将蚕茧洗净后干燥,剪切成碎片备用;
(2)脱胶处理:将蚕茧置于碱性溶液中于80~100℃下浸泡50~70min,再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于90~100℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝;
(3)蚕丝处理:将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中20~30min,再用温度为50~60℃的水从洗3~5min,再用-5~0℃的水冲洗3~5min;
(4)丝胶提取:向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为6~7后置于-5~-10℃中冰冻10~20min后,取出后自然解冻,再抽滤即得丝胶。
其中,所述的脱胶溶液为蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母的混合微生物培养液。
其中,所述的混合微生物培养液由如下方法制备得到:将蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中,在紫外线诱导下培养1~2d后,以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株,将菌株再置于pH值为9~10的培养液发酵1~2d即得所述混合微生物培养液。
其中,所述的培养基为:葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L,pH值10.2。
其中,所述的培养液为:磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L,pH值8.2。
其中,所述的混合微生物培养液的酶活不低于2638U/L。
其中,所述的蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母的活菌数量之比为1:2~6:4~7:1~3。
其中,所述的碱性溶液pH值为10.2~10.7;所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得到。
其中,所述的分散剂为三乙基己基磷酸或十二烷基硫酸钠。
本发明与现有技术相比较具有以下有益效果:
(1)本发明中的蚕茧工艺采用蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母复合发酵培养液对蚕茧进行酶解脱胶,相比于水浴煮沸脱胶、碳酸钠脱胶、中性皂脱胶、高温高压脱胶等,酶脱胶对丝胶的破坏性小,蚕丝提取率低,现有技术中采用酶脱胶的方法主要采用碱性蛋白酶进行脱胶,但仅采用碱性蛋白酶对蛋白质的降解能力差,部分胶质未能降解,脱胶效果差。本发明采用的蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母配合,浸麻芽孢杆菌杆菌具有较强的胶质降解能力,单一采用浸麻芽孢杆菌,均可将丝素和丝胶降解,对蚕丝的破坏性大,不利于提取丝素和丝胶,而克鲁维氏酵母蛋白酶分泌量大,但对培养基的氮源、碳源要求高,蜡样芽孢杆菌可产细菌蛋白酶,对胶质降解效果好,但耐酸不耐碱;放线菌最适PH为7.0-7.6,能分泌蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等多种酶,产生的酶复杂,将蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母配合发酵培养时,可提高微生物菌的环境耐受性,可将发酵分泌出高含量的蛋白酶系,调整分泌物的酶成分,四种菌种发酵培养得到的混合培养液酶环境好,对蚕丝脱胶效果好。
(2)本发明的采用紫外线将蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于含有果胶质的碱性培养基中进行诱变,未经过诱变的蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵不耐碱,在碱性条件下繁殖力较弱,甚至是死亡,经过诱变后,蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵可在碱性条件下分泌蛋白酶、果胶酶等多种酶,耐碱性大大提高,将其应用于蚕丝的脱胶,脱胶效果好。
(3)本发明将脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠后再进行冷冻提纯,柠檬酸可调节脱胶液的pH值,同时柠檬酸和氯化钠在脱胶液中形成“盐桥”,促进丝胶蛋白形成交联,现有技中采用冷冻法提取丝胶蛋白时,一般需将脱胶液冷冻至零下20℃,同时冷冻时间一般为十几个小时,本发明添加柠檬酸和氯化钠后,丝胶蛋白可在低温的冷冻液中迅速交联凝结析出。长期超低温冷冻耗能大,本发明大大降低了冷冻法提取丝胶蛋白的耗能。
具体实施方式
下面结合实施例和试验对本发明作进一步说明。
实施例1
一种蚕丝的提取方法,包括如下步骤:
(1)蚕茧预处理:将蚕茧洗净后干燥,剪切成碎片备用;
(2)脱胶处理:将蚕茧置于碱性溶液中于100℃下浸泡50min,再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于100℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝;所述的碱性溶液pH值为10.2;所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得;所述的分散剂为三乙基己基磷酸;
(3)蚕丝处理:将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中30min,再用温度为50℃的水从洗5min,再用-5℃的水冲洗5min;
(4)丝胶提取:向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为6后置于-10℃中冰冻10min后,取出后自然解冻,再抽滤即得丝胶。
所述脱胶溶液为的混合微生物培养液,所述的混合微生物培养液由如下方法制备得到:将活菌数量之比为:1:6:4:3蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中,在紫外线诱导下培养1d后,以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株,将菌株再置于pH值为10的培养液发酵1d即得所述混合微生物培养液;所述的培养基为:葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L,pH值10.2;所述的培养液为:磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L,pH值8.2;所述的混合微生物培养液的酶活3168U/L。
实施例2
一种蚕丝的提取方法,包括如下步骤:
(1)蚕茧预处理:将蚕茧洗净后干燥,剪切成碎片备用;
(2)脱胶处理:将蚕茧置于碱性溶液中于80℃下浸泡70min,再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于90℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝;所述的碱性溶液pH值为10.7;所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得到;所述的分散剂为十二烷基硫酸钠;
(3)蚕丝处理:将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中20min,再用温度为60℃的水从洗3min,再用0℃的水冲洗3min;
(4)丝胶提取:向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为7后置于-5℃中冰冻20min后,取出后自然解冻,再抽滤即得丝胶。
所述脱胶溶液为的混合微生物培养液,所述混合微生物培养液由如下方法制备得到:将活菌数量之比为:1:2:7:1蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中,在紫外线诱导下培养2d后,以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株,将菌株再置于pH值为9的培养液发酵2d即得所述混合微生物培养液;所述的培养基为:葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L,pH值10.2;所述的培养液为:磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L,pH值8.2;所述的混合微生物培养液的酶活为2638U/L。
实施例3
一种蚕丝的提取方法,包括如下步骤:
(1)蚕茧预处理:将蚕茧洗净后干燥,剪切成碎片备用;
(2)脱胶处理:将蚕茧置于碱性溶液中于90℃下浸泡60min,再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于95℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝;所述的碱性溶液pH值为10.5;所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得到;所述的分散剂为十二烷基硫酸钠;
(3)蚕丝处理:将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中25min,再用温度为55℃的水从洗4min,再用-3℃的水冲洗4min;
(4)丝胶提取:向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为6后置于-8℃中冰冻15min后,取出后自然解冻,再抽滤即得丝胶。
所述脱胶溶液为的混合微生物培养液,所述的混合微生物培养液由如下方法制备得到:将活菌数量之比为:1:5:5:2蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中,在紫外线诱导下培养2d后,以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株,将菌株再置于pH值为8的培养液发酵2d即得所述混合微生物培养液;所述的培养基为:葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L,pH值10.2;所述的培养液为:磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L,pH值8.2;所述的混合微生物培养液的酶活2686U/L。
为了说明本发明的技术效果,设置如下对照组:
对照组1
对照组1的蚕丝提取方法与实施例1基本相同,区别在于,对照组1的混合微生物培养液由放线菌和蜡样芽胞杆菌培养制得;
对照组2
对照组2的蚕丝提取方法与实施例1基本相同,区别在于,对照组2的混合微生物培养液由浸麻芽孢杆菌发酵培养制得。
对照组3
对照组3的蚕丝提取方法与实施例1基本相同,区别在于,对照组3的混合微生物培养液由放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵发酵培养制得。
对照组4
对照组4的蚕丝提取方法与实施例1基本相同,区别在于,对照组4的混合微生物培养液由放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵发酵培养制得。
对照组5
对照组5的蚕丝提取方法与实施例1基本相同,区别在于,对照组5的脱胶溶液由纯碱调配成pH值为10.5的溶液;脱胶溶液含有5%的碱性蛋白酶。
对照组6
对照组6的蚕丝提取方法与实施例1基本相同,区别在于,对照组6的丝胶提取工艺中,不向脱胶液中添加柠檬酸和氯化钠。
蚕丝提取效果
依照实施例1~实施例3以及对照组1~对照组6的提供的蚕丝提取方法提取蚕丝,每100g蚕丝提取回收到的丝胶如下表。
表1
由表1可知,实施例1~实施例3的丝胶含量相比于对照组1~对照组5高,在相同的丝胶提取工艺下得到丝胶含量越高,说明脱胶效果越好,而实施例1与对照组6相比,实施例1的丝胶含量明显高于对照组6,说明不添加柠檬酸和氯化钠的丝胶提取工艺,丝胶的提取效果差。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围,凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (5)
1.一种蚕丝的提取方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)蚕茧预处理:将蚕茧洗净后干燥,剪切成碎片备用;
(2)脱胶处理:将蚕茧置于碱性溶液中于80~100℃下浸泡50~70min,再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于90~100℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝;所述的碱性溶液pH值为10.2~10.7;所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得到;所述的脱胶溶液为蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母的混合微生物培养液;所述的混合微生物培养液由如下方法制备得到:将蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中,在紫外线诱导下培养1~2d后,以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株,将菌株再置于pH值为9~10的培养液发酵1~2d即得所述混合微生物培养液;所述的混合微生物培养液的酶活不低于2638U/L;
(3)蚕丝处理:将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中20~30min,再用温度为50~60℃的水冲洗3~5min,再用-5~0℃的水冲洗3~5min;
(4)丝胶提取:向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为6~7后置于-5~-10℃中冰冻10~20min后,取出后自然解冻,再抽滤即得丝胶。
2.根据权利要求1所述的一种蚕丝的提取方法,其特征在于,所述的培养基为:葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L,pH值10.2。
3.根据权利要求1所述的一种蚕丝的提取方法,其特征在于,所述的培养液为:磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L,pH值8.2。
4.根据权利要求1所述的一种蚕丝的提取方法,其特征在于,所述的蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母的活菌数量之比为1:2~6:4~7:1~3。
5.根据权利要求1所述的一种蚕丝的提取方法,其特征在于,所述的分散剂为三乙基己基磷酸或十二烷基硫酸钠。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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