本發(fā)明涉及絲素蛋白提取領(lǐng)域,尤其涉及一種柞蠶絲素蛋白的提取方法。
背景技術(shù):
柞蠶絲主要由絲素蛋白和絲膠蛋白組成,其中絲素蛋白的含量約70%,是蠶絲的主要成分。絲膠和絲素具有不同的結(jié)構(gòu)和性能:絲膠為球狀蛋白,組成氨基酸中含有大量極性親水側(cè)基,穩(wěn)定性差,可溶于熱水、酸、堿、蛋白酶以及低濃度碳酸鈉等溶液中;而絲素為纖維狀蛋白,天然絲素纖維含有大量分子內(nèi)和分子間氫鍵,結(jié)晶度較高而難溶解于一般溶劑。絲膠包圍在絲素纖維表層,起膠粘作用。絲膠和絲素具有不同的結(jié)構(gòu)和性能:絲膠為球狀蛋白,二級(jí)結(jié)構(gòu)以無(wú)規(guī)卷曲為主,穩(wěn)定性差,可溶于熱水、酸、堿、蛋白酶以及低濃度碳酸鈉等溶液中;絲素為纖維狀蛋白,含有大量的結(jié)晶結(jié)構(gòu),性能穩(wěn)定,可溶于高濃度氯化鈣、氯化鈣乙醇水混合液和溴化鋰等溶液中。因此,可以根據(jù)蠶絲蛋白在不同溶液中的溶解性差異和實(shí)際應(yīng)用需求,選擇合適的溶解液進(jìn)行提取處理,獲得各種具有不同結(jié)構(gòu)與性能的蠶絲蛋白,用于加工制備化妝品和食品添加劑、生物組織修復(fù)材料、高吸水材料、藥物載體和細(xì)胞培養(yǎng)基等不同形態(tài)功能材料。
目前已有的方法常采用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高濃度的鹽溶液如高濃度cacl2溶液、銅氨溶液、溴化鋰溶液、硫氰化鋰溶液等對(duì)柞蠶絲絲素蛋白進(jìn)行溶解,但是采用以上的方法提取蠶絲蛋白往往不徹底,不能將蠶繭中的蠶絲蛋白完全提取出來(lái),從而造成了材料的浪費(fèi),因此需要開(kāi)發(fā)一種能夠盡可能完全提取蠶繭中蠶絲蛋白的方法,提高原材料的利用率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種柞蠶絲素蛋白的提取方法。本發(fā)明提供的方法制備蠶絲蛋白過(guò)程簡(jiǎn)單,蛋白質(zhì)的提取率高。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種柞蠶絲素蛋白的提取方法,包括以下步驟:
a)稱取柞蠶絲并將其以1:45-55的浴比添加至去離子水中,用鹽酸調(diào)節(jié)ph至2.5-3.0,于98-102℃水浴中恒溫加熱55-65min進(jìn)行脫膠,然后加入nahco3調(diào)節(jié)ph至中性,按上述方法至少重復(fù)脫膠一次;將脫膠后的柞蠶絲加入至去離子水中浸泡1.5-2.5h,然后在55-65℃下烘干,制得柞蠶絲素蛋白樣品。
b)稱取9-11gfecl2,加入48-52ml去離子水溶解后再滴加14-16ml的亞氨基二琥珀酸四鈉,充分混合后定容至100ml,得到混合溶液。
本發(fā)明采取fecl2與亞氨基二琥珀酸四鈉混合配比溶液較現(xiàn)有方法具有以下優(yōu)點(diǎn):易生物降解,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)無(wú)毒無(wú)害;亞氨基二琥珀酸四鈉對(duì)金屬離子螯合能力強(qiáng)使試劑對(duì)蛋白質(zhì)的提取效果更優(yōu)。
c)將步驟a)所得柞蠶絲素蛋白樣品按固液比0.9-1.1g/15ml加入到步驟b)所得混合溶液中,在55-65℃水浴中攪拌保溫55-65min。
d)取出待冷卻后,將溶液置于超聲波下處理,同時(shí)用乙酸緩慢調(diào)節(jié)ph為8.5-9.0;超聲處理結(jié)束后將溶液ph調(diào)節(jié)至中性。
本發(fā)明在提取過(guò)程中使用超聲處理,與傳統(tǒng)方法相比就具有提取得率更高和生產(chǎn)周期更短的優(yōu)點(diǎn)。
e)將中和后的溶液用超濾裝置進(jìn)行超濾,對(duì)超濾后得到的剩余溶液進(jìn)行冷凍干燥,得到純化的柞蠶絲素蛋白,磨成粉末備用。
本發(fā)明利用超濾裝置對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行純化,較現(xiàn)有的透析方法具有操作簡(jiǎn)單,所需時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。
作為優(yōu)選,步驟e)中,所述超濾裝置為聚醚砜超濾膜。
作為優(yōu)選,所述聚醚砜超濾膜截留量為5000。
作為優(yōu)選,步驟d)中,超聲波頻率為30-50khz,超聲處理時(shí)間為25-35min。
與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比,本發(fā)明的有益效果是:
1、采取fecl2與亞氨基二琥珀酸四鈉混合配比溶液體系,其易生物降解,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)無(wú)毒無(wú)害且對(duì)蛋白質(zhì)提取能力強(qiáng)。
2、在提取過(guò)程中使用超聲處理,與傳統(tǒng)方法相比就具有提取得率更高和生產(chǎn)周期更短的優(yōu)點(diǎn)。
3、利用超濾裝置對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行純化,較現(xiàn)有的透析方法具有操作簡(jiǎn)單,所需時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。
4、本發(fā)明提供的方法提取工藝簡(jiǎn)單,提取方法環(huán)保,蠶絲蛋白的提取率高,能減少蠶絲蛋白資源的浪費(fèi)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施方式一
a)稱取10g柞蠶絲以1:50的浴比加入去離子水中,用鹽酸調(diào)節(jié)ph至2.5,于95℃水浴下恒溫60min進(jìn)行脫膠,水浴結(jié)束后加入nahco3調(diào)節(jié)ph至中性,反復(fù)操作3次。脫膠后的柞蠶絲加入至200ml去離子水中浸泡2h,然后在60℃下烘干。
b)稱取10gfecl2,加入50ml去離子水溶解后滴加15ml的亞氨基二琥珀酸四鈉,充分混合后定容至100ml。
c)稱取1g步驟a)中所得烘干后蠶絲樣品,加入15ml步驟b)中配得的混合溶液,在60℃水浴上攪拌保溫60min。
d)取出待冷卻后,將溶液置于30khz的超聲波下處理30min,同時(shí)用乙酸緩慢調(diào)節(jié)ph為8.5,超聲處理結(jié)束后將溶液ph調(diào)節(jié)至中性。
e)中和后的溶液用超濾裝置進(jìn)行超濾,所選用的聚醚砜超濾膜截留量為5000,對(duì)超濾后得到的剩余溶液進(jìn)行冷凍干燥,得到純化的柞蠶絲素蛋白,磨成粉末備用。
實(shí)施方式二
a)稱取10g柞蠶絲以1:50的浴比加入去離子水中,用鹽酸調(diào)節(jié)ph至2.7,于95℃水浴下恒溫60min進(jìn)行脫膠,水浴結(jié)束后加入nahco3調(diào)節(jié)ph至中性,反復(fù)操作3次。脫膠后的柞蠶絲加入至200ml去離子水中浸泡2h,然后在60℃下烘干。
b)稱取10gfecl2,加入50ml去離子水溶解后滴加15ml的亞氨基二琥珀酸四鈉,充分混合后定容至100ml。
c)稱取1g步驟a)中所得烘干后蠶絲樣品,加入15ml步驟b)中配得的混合溶液,在60℃水浴上攪拌保溫60min。
d)取出待冷卻后,將溶液置于40khz的超聲波下處理30min,同時(shí)用乙酸緩慢調(diào)節(jié)ph為8.8,超聲處理結(jié)束后將溶液ph調(diào)節(jié)至中性。
e)中和后的溶液用超濾裝置進(jìn)行超濾,所選用的聚醚砜超濾膜截留量為5000,對(duì)超濾后得到的剩余溶液進(jìn)行冷凍干燥,得到純化的柞蠶絲素蛋白,磨成粉末備用。
實(shí)施方式三
a)稱取10g柞蠶絲以1:50的浴比加入去離子水中,用鹽酸調(diào)節(jié)ph至3,于95℃水浴下恒溫60min進(jìn)行脫膠,水浴結(jié)束后加入nahco3調(diào)節(jié)ph至中性,反復(fù)操作3次。脫膠后的柞蠶絲加入至200ml去離子水中浸泡2h,然后在60℃下烘干。
b)稱取10gfecl2,加入50ml去離子水溶解后滴加15ml的亞氨基二琥珀酸四鈉,充分混合后定容至100ml。
c)稱取1g步驟a)中所得烘干后蠶絲樣品,加入15ml步驟b)中配得的混合溶液,在60℃水浴上攪拌保溫60min。
d)取出待冷卻后,將溶液置于50khz的超聲波下處理30min,同時(shí)用乙酸緩慢調(diào)節(jié)ph為9,超聲處理結(jié)束后將溶液ph調(diào)節(jié)至中性。
e)中和后的溶液用超濾裝置進(jìn)行超濾,所選用的聚醚砜超濾膜截留量為5000,對(duì)超濾后得到的剩余溶液進(jìn)行冷凍干燥,得到純化的柞蠶絲素蛋白,磨成粉末備用。
本發(fā)明提取得到的柞蠶絲素蛋白提取率在78%以上。
本發(fā)明中所用原料、設(shè)備,若無(wú)特別說(shuō)明,均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備;本發(fā)明中所用方法,若無(wú)特別說(shuō)明,均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變換,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。