[发明专利]一种水解丝胶肽的制备方法

说明书

一种水解丝胶肽的制备方法，属于蛋白分离纯化技术领域。本发明以柞蚕茧壳或废桑蚕丝为原料，经过制备洗净蚕茧壳，制备丝胶溶液，制备水解丝胶肽溶液，装配活化大孔树脂脱色系统，制备水解丝胶肽脱色液，装配活化MCI GEL树脂系统，制备水解丝胶肽分级分离液，制备水解丝胶肽分级分离浓缩液，制备水解丝胶肽分级分离脱乙醇浓缩液和制备水解丝胶肽冻干粉的步骤，最后制备出水解丝胶肽冻干粉。本发明使用多种酶联合水解、超滤、纳滤分离、大孔树脂脱色、MCI GEL树脂分级分离、低温浓缩及冷冻干燥等现代化工技术和设备，具有操作方便，条件温和，效率高，节约能源，生产成本低等特点，采用本发明制备出的产品可广泛用于营养性日化用品及纤维改性等领域。

一、技术领域

本发明属于蛋白分离纯化技术领域，具体涉及一种水解丝胶肽的制备方法。

二、背景技术

蚕丝主要由20～30％的丝胶和70～80％的丝素构成，是制造丝绸的原料。此外，其组分丝胶和丝素也应用于医疗、保健、日化、纺织、食品、建材等行业，发挥其凝血、接骨、保水、美白、抗菌、抗紫外线、包装和涂料等作用，应用领域及用量均逐年扩大，是一种市场潜力巨大的天然资源，值得开发利用。

目前，蚕丝丝胶、丝素及其深加工产品均是以废蚕丝或蚕茧壳为原料制备的。现有制备蚕丝丝胶肽的方法，例如2015公开的米锐撰写的硕士论文《柞蚕丝肽的制备及降糖作用研究》，该论文介绍了制备柞蚕丝肽的工艺是：在磷酸浓度为14.67mol/L，料液比为1∶10，90℃的条件下反应8h，得到回收率最高为75％的柞蚕丝肽。该方法的缺陷是：使用高浓度的磷酸，价格高；中和磷酸则需要大量钙盐等，生成大量低附加值的磷酸盐且难以分离完全，严重影响产品质量；制备的柞蚕丝肽未经过水解，分子量大，难以稳定保存。又例如，申请号为CN200810162579.6、公开号为CN101544685的发明专利，该发明公开了不同分子量水溶性丝胶的制备方法，分别为(1)在煮沸的蒸馏水中进行脱胶；(2)将脱胶液置于80℃～100℃热水中处理0～12h；(3)将热水处理后的丝胶液冷冻干燥。该发明的缺陷是脱胶效率极低，此外，未进行分级分离，获得的是不同分子量丝胶的混合物，由于分子量不均一，难以在特定环境下应用并取得良好效果。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有制备水解丝胶肽方法的不足，提供一种水解丝胶肽的制备方法。该方法充分利用丝胶和丝素，可依据分子量实现水解丝胶肽的分级分离，制备出不同分子量的水解丝胶肽的冻干粉，使之能更好地应用于日化等不同领域，实现了乙醇和脱色液的回用及综合利用。

实现本发明目的的原理是：蚕丝主要是由丝胶和丝素蛋白组成，丝胶分布在丝素周围，丝胶蛋白溶解于碱性溶液，因此，用稀碳酸钠在一定温度下可将丝胶溶解，于是就获得溶解有丝胶的碳酸钠溶液和脱去丝胶的丝素蛋白。蛋白酶是专门水解蛋白质酰胺键的生物催化剂，丝胶是由18种氨基酸通过酰胺键构成的蛋白质，在适当的条件下，蛋白酶可选择性水解构成丝胶的酰胺键，生成分子量不同的水解丝胶肽。蚕丝中的色素类物质主要是黄酮类，黄酮类化合物具有2-苯基色原酮的结构，可与以苯基为吸附功能团的非极性大孔吸附树脂形成疏水相互作用；将蛋白酶水解的丝胶肽溶液通过非极性大孔吸附树脂柱，水解液中的黄酮类色素就与大孔非极性吸附树脂形成基于苯环的疏水相互作用，于是就实现了水解液的脱色。MCI GEL树脂是一类以聚苯乙烯或聚丙烯酸为骨架、基于分子筛原理分离溶质的分离介质，具有在中压条件下及在有机介质中实现高精度分离，且可反复使用的特点；将脱色的水解丝胶肽溶液通过MCI GEL树脂，并进行洗脱和分部收集，就获得不同分子量分布的水解丝胶肽分级分离液。超滤和纳滤是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离的膜分离技术，当溶液在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜，大分子溶质则被截留，于是截留液中大分子浓度逐渐提高，从而实现大、小分子的分离和浓缩；将经过MCI GEL树脂分级分离的不同分子量分布的水解丝胶肽溶液通过超滤或纳滤膜，小于超滤或纳滤膜直径的溶质滤过，大于其直径的溶质被截留，于是就获得相应的浓缩液。将获得的浓缩液用冷冻干燥机干燥，就获得水解丝胶肽的冻干粉。