CN110452826A - 一种用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液的制备方法 - Google Patents

一种用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液的制备方法，所述用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液中的蛋白的含量为15‑20%，其蛋白分子量集中在30000—80000之间。生产方法主要有以下步骤（1）按面包或啤酒酵母常规生产工艺制备面包或啤酒酵母，（2）洗涤制备干净的酵母，（3）酶解或碱溶或机械破壁，离心或过滤取上清液，（4）用3—10%稀酸加入步骤（3）的上清液，控制PH至4.0‑5.0，提取沉淀的酵母蛋白，（5）将步骤（4）制备的酵母蛋白泥加3‑10%碱液，调PH至9‑15，（6）将步骤（5）中加入增溶剂，（7）将步骤（6）制备的蛋白溶液过滤或离心，获得所需蛋白溶液。

Description

一种用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液的制备 方法
技术领域：
本发明涉及一种人造生物蛋白溶液，特别是一种用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液的制备方法。
背景技术：
纺织工业中使用的纤维主要分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维又分为天然纤维素纤维和天然蛋白质纤维，如蚕丝、羊毛、兔毛等， 该纤维服用性优良，但总产量较低，其价格较高，数量占纤维总量的5 ％，不能满足消费生产的需求。羊毛是我国供求缺口最大的畜产品，其中国产羊毛仅能满足1/3左 右，2/3的羊毛依赖进口。化学纤维分为人造纤维和合成纤维两大类，合成纤维一般为涤纶、丙纶和尼龙等，人造纤维是采用天然高聚物为原料制备的纤维素纤维和人造蛋白质纤维。目前，世界范围内的能源日趋紧张，开发新型纤维素纤维和蛋白质纤维，具有广阔的发展空间。
随着我国社会的飞速发展，中高档天然蛋白纤维面料越来越受广大民众的青睐，但是由于蚕丝、羊毛、羊绒等天然蛋白纤维的价格居高不下，使得普通大众难以接受。酵母中含有丰富的蛋白质，高达40%~60%。酵母中的蛋白质的消化率可达酵母含有完整的氨基酸群，包括人体必需的8种氨基酸，特别是在谷物蛋白中含量较少的赖氨酸，在酵母中含量较高。此外，酵母中的氨基酸比例接近联合国粮农组织(FAO)推荐的理想氨基酸组成值，故其营养价值较高。利用酵母蛋白开发生物蛋白纤维是一条新的产业发展选择。本发明就是根据市场需要，以容易制备的面包酵母或啤酒酿造的副产品啤酒酵母为原料，将酵母细胞破壁、提取蛋白、溶解蛋白，制备可用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)蛋白溶液，用来生产高品级的黏胶蛋白纤维。
发明内容：
本发明的目的是用容易制备的面包酵母或啤酒酿造的副产品啤酒酵母为原料，将酵母细胞破壁、提取蛋白、溶解蛋白，制备可用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液，其蛋白含量可以达到15--20%，其蛋白分子量集中在30000—80000之间，可以用来生产高品级的黏胶蛋白纤维。
实现本发明目的的技术方案是，一种用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液，其特征在于：所述用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液是通过将酵母细胞破壁、提取蛋白、溶解蛋白等方法制备，所述用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液中的蛋白的含量为15-20%，其蛋白分子量集中在30000—80000之间。
一种用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液的制备方法，其特征在于有以下主要步骤：
（1）按面包或啤酒酵母常规生产工艺制备面包或啤酒酵母；
（2）洗涤制备干净的酵母；
（3）酶解或碱溶或机械破壁，离心或过滤取上清液；
（4）用体积份数3—10%稀酸加入步骤（3）的上清液，控制PH至4.0-5.0，离心或过滤提取沉淀的酵母蛋白；
（5）将步骤（4）制备的酵母蛋白泥加体积份数3-10%碱液，调PH至9-15；
（6）将步骤（5）中加入增溶剂亚硫酸钠及CO(NH2)2尿素，搅拌均匀，50—90°C保持1.5—5小时；
（7）将步骤（6）制备的蛋白溶液用400-600目滤布过滤或12000G以上离心机离心，获得可以用于黏胶纤维纺丝的纯面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液，其蛋白含量可以达到15--20%，其蛋白分子量集中在30000—80000之间。
本发明与现有相关蛋白溶液制备方法相比较，具有蛋白溶解度高、蛋白含量高；蛋白分子量适合与黏胶纤维共混接枝、可以生产高品级黏胶蛋白纤维；原料来源十分简单和广泛、性能优良、价格低廉等十分显著的优点。
具体实施方式：
本发明有以下实施例：
实施例1：
蛋白含量15%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 蛋白溶液的制备方法
（1） 制备面包或啤酒酵母
按面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)常规生产工艺制备面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)；
（2）洗涤制备干净酵母
用脱盐水对酵母菌体进行水洗3次，洗掉附着盐分及杂质，获取干净酵母。对收集的酵母泥取样，干燥，测定酵母泥的含水量。
（3）配制蛋白提取液
按照100㎏水液，加入2.5㎏氢氧化钠，1.2㎏亚硫酸钠，搅拌均匀成溶解状态。
（4）酵母破壁
将步骤（2）获得的酵母泥加入到步骤（3）的蛋白提取液中。100㎏蛋白提取液中加入酵母泥22㎏（折合干重），同时加入氢氧化钠0.5㎏。搅拌均匀，温度75℃，保持PH12，保温时间3小时。
（5）提取粗蛋白
温度降至25℃，用10%硫酸调节pH值至9。 用离心机离心收集上清液。加10%硫酸调节pH值至4.4。离心收集蛋白沉淀，获得粗蛋白。
（6）提取纯蛋白
用10%硫酸调节脱盐水pH值至4.4，向步骤（5）获得的粗蛋白中加入150㎏的脱盐水，搅拌30分钟。离心收集蛋白沉淀，获得纯净蛋白。干燥，测定纯净蛋白含水量。用凯氏定氮法测定纯净蛋白中的蛋白含量。
（7）碱溶蛋白
根据步骤（6）获得的纯净蛋白含水量及蛋白含量，计算需加入的脱盐水用量，使蛋白溶液终浓度达到15%。用氢氧化钠溶液调节蛋白溶液pH14。70℃保温40分钟，间歇搅拌。
（8）蛋白增溶
加入增溶剂，亚硫酸钠加入0.5㎏，CO(NH2)2加入5㎏，70℃保温2小时，保持pH14，间歇搅拌。
（9）制备蛋白溶液
将步骤（8）获得的蛋白溶液，用400目滤布过滤，即制成蛋白含量15%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液。
实施例2：
蛋白含量20%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液的制备方法
（1）制备面包或啤酒酵母
按面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)常规生产工艺制备面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)；
（2）洗涤制备干净酵母
用脱盐水对酵母菌体进行水洗3次，洗掉附着盐分及杂质，获取干净酵母。对收集的酵母泥取样，干燥，测定酵母泥的含水量。
（3）配制蛋白提取液
按照100㎏水液，加入2.5㎏氢氧化钠，1.2㎏亚硫酸钠，搅拌均匀成溶解状态。
（4）酵母破壁
将步骤（2）获得的酵母泥加入到步骤（3）的蛋白提取液中。100㎏蛋白提取液中加入酵母泥22㎏（折合干重），同时加入氢氧化钠0.5㎏。搅拌均匀，温度75℃，保持PH12，保温时间3小时。
（5）提取粗蛋白
温度降至25℃，用10%硫酸调节pH值至9。 用离心机离心收集上清液。加10%硫酸调节pH值至4.4。离心收集蛋白沉淀，获得粗蛋白。
（6）提取纯蛋白
用10%硫酸调节脱盐水pH值至4.4，向步骤（5）获得的粗蛋白中加入150㎏的脱盐水，搅拌30分钟。离心收集蛋白沉淀，获得纯净蛋白。干燥，测定纯净蛋白含水量。用凯氏定氮法测定纯净蛋白中的蛋白含量。
（7）碱溶蛋白
根据步骤（6）获得的纯净蛋白含水量及蛋白含量，计算需加入的脱盐水用量，使蛋白溶液终浓度达到20%。用氢氧化钠溶液调节蛋白溶液pH14。70℃保温60分钟，间歇搅拌。（8）蛋白增溶
加入增溶剂，亚硫酸钠加入0.6㎏，CO(NH2)2加入7㎏，70℃保温3小时，保持pH14，间歇搅拌。
（9）制备蛋白溶液
将步骤（8）获得的蛋白溶液，12000g离心机间歇排渣离心，收集溶液即制成蛋白含量20%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 蛋白溶液。
实施例3：
蛋白含量15%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液的制备方法
（1）制备面包或啤酒酵母
按面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)常规生产工艺制备面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)；
（2）洗涤制备干净酵母
用脱盐水对酵母菌体进行水洗3次，洗掉附着盐分及杂质，获取干净酵母。对收集的酵母泥取样，干燥，测定酵母泥的含水量。
（3）配制蛋白提取酶液
按照100㎏水液，加入0.5㎏酵母破壁混合酶，搅拌均匀成溶解状态。
（4）酵母破壁
将步骤（2）获得的酵母泥加入到步骤（3）的蛋白提取液中。100㎏蛋白提取液中加入酵母泥22㎏（折合干重），搅拌均匀，温度55℃，保持PH5.5，保温时间7小时。
（5）提取粗蛋白
温度降至25℃，用10%氢氧化钠溶液调节pH值至9。 用离心机离心收集上清液。加10%硫酸调节pH值至4.2。离心收集蛋白沉淀，获得粗蛋白。
（6）提取纯蛋白
用10%硫酸调节脱盐水pH值至4.2，向步骤（5）获得的粗蛋白中加入150㎏的脱盐水，搅拌30分钟。离心收集蛋白沉淀，获得纯净蛋白。干燥，测定纯净蛋白含水量。用凯氏定氮法测定纯净蛋白中的蛋白含量。
（7）碱溶蛋白
根据步骤（6）获得的纯净蛋白含水量及蛋白含量，计算需加入的脱盐水用量，使蛋白溶液终浓度达到15%。用氢氧化钠溶液调节蛋白溶液pH14。70℃保温40分钟，间歇搅拌。
（8）蛋白增溶
加入增溶剂，亚硫酸钠加入0.5㎏，CO(NH2)2加入5㎏，70℃保温2小时，保持pH14，间歇搅拌。
（9）制备蛋白溶液
将步骤（8）获得的蛋白溶液，用400目滤布过滤，即制成蛋白含量15%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、产朊假丝酵母(Candida utilis)蛋白溶液。
实施例4：
蛋白含量20%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 蛋白溶液的制备方法
（1）制备面包或啤酒酵母
按面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 常规生产工艺制备面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) ；
（2）洗涤制备干净酵母
用脱盐水对酵母菌体进行水洗3次，洗掉附着盐分及杂质，获取干净酵母。对收集的酵母泥取样，干燥，测定酵母泥的含水量。
（3）配制蛋白提取酶液
按照100㎏水液，加入0.5㎏酵母破壁混合酶，搅拌均匀成溶解状态。
（4）酵母破壁
将步骤（2）获得的酵母泥加入到步骤（3）的蛋白提取液中。100㎏蛋白提取液中加入酵母泥22㎏（折合干重），搅拌均匀，温度55℃，保持PH5.5，保温时间7小时。
（5）提取粗蛋白
温度降至25℃，用10%氢氧化钠调节pH值至9。 用离心机离心收集上清液。加10%硫酸调节pH值至4.2。离心收集蛋白沉淀，获得粗蛋白。
（6）提取纯蛋白
用10%硫酸调节脱盐水pH值至4.2，向步骤（5）获得的粗蛋白中加入150㎏的脱盐水，搅拌30分钟。离心收集蛋白沉淀，获得纯净蛋白。干燥，测定纯净蛋白含水量。用凯氏定氮法测定纯净蛋白中的蛋白含量。
（7）碱溶蛋白
根据步骤（6）获得的纯净蛋白含水量及蛋白含量，计算需加入的脱盐水用量，使蛋白溶液终浓度达到20%。用氢氧化钠溶液调节蛋白溶液pH14。75℃保温60分钟，间歇搅拌。
（8）蛋白增溶
加入增溶剂，亚硫酸钠加入0.6㎏，CO(NH2)2加入7㎏，75℃保温3小时，保持pH14，间歇搅拌。
（9）制备蛋白溶液
将步骤（8）获得的蛋白溶液，12000g离心机间歇排渣离心，收集溶液即制成蛋白含量20%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 蛋白溶液。
实施例5：
蛋白含量15%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液的制备方法
（1）制备面包或啤酒酵母
按面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)常规生产工艺制备面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)；
（2）洗涤制备干净酵母
用脱盐水对酵母菌体进行水洗3次，洗掉附着盐分及杂质，获取干净酵母。对收集的酵母泥取样，干燥，测定酵母泥的含水量。
（3）酵母破壁
将步骤（2）获得的酵母泥加入到脱盐水中。100㎏脱盐水中加入酵母泥22㎏（折合干重），搅拌均匀。用高压均质机，120 MPa，均质2遍。
（4）提取粗蛋白
用10%氢氧化钠溶液调节pH值至10。 用离心机离心收集上清液。加10%硫酸调节pH值至4.4。离心收集蛋白沉淀，获得粗蛋白。
（5）提取纯蛋白
用10%硫酸调节脱盐水pH值至4.4，向步骤（4）获得的粗蛋白中加入150㎏的脱盐水，搅拌30分钟。离心收集蛋白沉淀，获得纯净蛋白。干燥，测定纯净蛋白含水量。用凯氏定氮法测定纯净蛋白中的蛋白含量。
（6）碱溶蛋白
根据步骤（5）获得的纯净蛋白含水量及蛋白含量，计算需加入的脱盐水用量，使蛋白溶液终浓度达到15%。用氢氧化钠溶液调节蛋白溶液pH14。80℃保温40分钟，间歇搅拌。
（7）蛋白增溶
加入增溶剂，亚硫酸钠加入0.5㎏，CO(NH2)2加入5㎏，80℃保温2小时，保持pH14，间歇搅拌。
（8）制备蛋白溶液
将步骤（7）获得的蛋白溶液，用600目滤布过滤，即制成蛋白含量15%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液。
实施例6：
蛋白含量20%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液的制备方法
（1）制备面包或啤酒酵母
按面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 、产朊假丝酵母(Candida utilis)常规生产工艺制备面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)；
（2）洗涤制备干净酵母
用脱盐水对酵母菌体进行水洗3次，洗掉附着盐分及杂质，获取干净酵母。对收集的酵母泥取样，干燥，测定酵母泥的含水量。
（3）酵母机械破壁
将步骤（2）获得的酵母泥加入到脱盐水中。100㎏脱盐水中加入酵母泥22㎏（折合干重），搅拌均匀。用高压均质机，120 MPa，均质2遍。
（4）提取粗蛋白
用10%氢氧化钠溶液调节pH值至10。 用离心机离心收集上清液。加10%硫酸调节pH值至4.4。离心收集蛋白沉淀，获得粗蛋白。
（5）提取纯蛋白
用10%硫酸调节脱盐水pH值至4.4，向步骤（4）获得的粗蛋白中加入150㎏的脱盐水，搅拌30分钟。离心收集蛋白沉淀，获得纯净蛋白。干燥，测定纯净蛋白含水量。用凯氏定氮法测定纯净蛋白中的蛋白含量。
（6）碱溶蛋白
根据步骤（5）获得的纯净蛋白含水量及蛋白含量，计算需加入的脱盐水用量，使蛋白溶液终浓度达到20%。用氢氧化钠溶液调节蛋白溶液pH14。80℃保温40分钟，间歇搅拌。
（7）蛋白增溶
加入增溶剂，亚硫酸钠加入0.6㎏，CO(NH2)2加入6㎏，80℃保温2小时，间歇搅拌。
（8）制备蛋白溶液
将步骤（7）获得的蛋白溶液，12000g离心机间歇排渣离心，收集溶液即制成蛋白含量20%、蛋白分子量集中在30000—80000之间、用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 蛋白溶液。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
与面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)类似的诸如产朊假丝酵母(Candida utilis)、红酵母(Rhodotorula)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)等类似酵母，参照本专利类似的制备方法获得的可以用于黏胶纤维纺丝的酵母蛋白溶液也同样都在权利要求之中。

Claims (5)

1.一种用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液，其特征在于：所述用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液是通过将酵母细胞破壁、提取蛋白、溶解蛋白等方法制备，所述用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液中的蛋白的含量为15-20%，其蛋白分子量集中在30000—80000之间。
2.一种权利要求1所述的用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母蛋白溶液的制备方法，其特征在于有以下主要步骤：
（1）按面包或啤酒酵母常规生产工艺制备面包或啤酒酵母；
（2）洗涤制备干净的酵母；
（3）酶解或碱溶或机械破壁，离心或过滤取上清液；
（4）用体积份数3—10%稀酸加入步骤（3）的上清液，控制PH至4.0-5.0，离心或过滤提取沉淀的酵母蛋白；
（5）将步骤（4）制备的酵母蛋白泥加体积份数3-10%碱液，调PH至9-15；
（6）将步骤（5）中加入增溶剂亚硫酸钠及CO(NH2)2，搅拌均匀，50—90°C保持1.5—5小时；
（7）将步骤（6）制备的蛋白溶液用400-600目滤布过滤或12000G以上离心机离心，获得可以用于黏胶纤维纺丝的纯面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白溶液，其蛋白含量可以达到15--20%，其蛋白分子量集中在30000—80000之间。
3.如权利要求2所述的用于黏胶纤维纺丝的面包-啤酒酵母蛋白溶液的制备方法，其特征在于步骤（4）中所述的稀酸为盐酸、硫酸、醋酸中的一种或多种的混合物。
4.如权利要求2所述的用于黏胶纤维纺丝的面包-啤酒酵母蛋白溶液的制备方法，其特征在于步骤（5）中所述的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种或多种的混合物。
5.一种权利要求1所述的用于黏胶纤维纺丝的面包或啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)蛋白溶液的制备方法，与面包或啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)类似的诸如产朊假丝酵母(Candida utilis)、红酵母(Rhodotorula)、热带假丝酵母(Candidatropicalis)等类似酵母，参照本专利类似的制备方法获得的可以用于黏胶纤维纺丝的酵母蛋白溶液也同样都在权利要求之中。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101294316A (zh) * 2007-04-29 2008-10-29 褚全慧 动物蛋白和植物纤维制造蛋白粘胶纤维方法
CN107805613A (zh) * 2017-11-21 2018-03-16 义马煤业集团煤生化高科技工程有限公司 一种纤维级甲醇蛋白的工业化提纯方法
CN109868522A (zh) * 2019-03-15 2019-06-11 江南大学 一种制备性能改善的谷朊蛋白纤维的方法

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