专利名称：一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技术的制作方法
技术领域：
本发明属于蛋白质提取技术领域，具体涉及一种采用碱性蛋白酶法提 取松毛虫蛹中蛋白质的技术。
背景技术：
蛋白质资源短缺已成为当今世界，尤其是第三世界国家普遍存在的问 题。我国是一个人口大国，动物蛋白质资源短缺状况严重。目前我国人均 膳食中动物性蛋白质的摄取量与世界水平相去甚远，仅相当于经济发达国
家的1/5-1/8。因此，在当前形势下开发新的优质蛋白质资源具有重要意义。 昆虫是地球上最大的生物类群，具有食物转化率高、繁殖速度快和蛋 白质含量高等特点，被认为是目前最大且最具开发潜力的动物蛋白质来 源。松毛虫(Z)e"dra//m^ spp)是我国最严重的森林害虫，堪称不冒烟的 森林火灾。但事实上松毛虫是富含高品质蛋白质的资源。在我国云南的少 数民族地区及日本、朝鲜等国的一些人们常把松毛虫蛹当作一种食物。据 我们的研究，松毛虫蛹中蛋白质含量高达60.50%，而且其氨基酸组成模式 祖与联合国粮农组织(FAO)制定的蛋白质中必需氨基酸的比例模式非常 接近。因此，松毛虫是一类高品质的优质蛋白质资源。
发明人所在的课题组对松毛虫蛋白质的提取方法进行了一系列研究， 涉及提取方法有稀碱法(刘高强，魏美才，王晓玲等.稀碱法提取昆虫马尾 松毛虫幼虫中蛋白质的研究.食品科技，2006, (5): 57-59)、稀盐法(刘高 强，魏美才，王晓玲.盐法提取害虫马尾松毛虫幼虫中蛋白质的研究.食 品工业科技，2007，28 (8) : 151-152, 156)等，在松毛虫蛋白质提取工艺方 面取得了一定进展。但是，迄今为止尚没有采用碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白 质的技术，将森林大害虫变为生产优质蛋白质的生物资源。
本发明采用松毛虫(Dew/ra/z>m ，"cto^)蛹为原料，按以下步骤提 取蛋白质
1) 用打浆机将松毛虫蛹制成浆状，其中虫蛹和水的质量体积比为 1:10 1:40 (w/v)，打浆后盛于反应器中；本发明技术采用打浆机功率为 3kw，打浆时间6分钟；所述反应器优选普通密封容皿。
2) 酶振荡提取加入碱性蛋白酶，其添加量为虫蛹质量的1 3%， 在回转式振荡器中于30 5(TC下振荡提取l 4小时，提取液pH为8 ll; 所述碱性蛋白酶的酶活优选为2万单位/克。
3) 蛋白质沉淀将提取液pH调至4.0 6.0进行虫蛹蛋白沉淀；
4) 离心分离通过离心将松毛虫蛋白质和水提液分开，离心条件优
选为室温下、5000转/分，离心15分钟。
5) 蛋白质精制通过透析和再次离心精制蛋白质，45'C真空干燥后 获得产品蛋白质。采用透析膜的截留分子量优选为1000，透析时间为24 小时；离心条件优选为室温下、5000转/分，离心15分钟。所述产品蛋白 质外观淡白色，蛋白质含量为92 96%。
本发明具有以下优势
1) 变害为宝松毛虫被规模化开发利用后，可显著减少其在自然界
中的危害量，减少林业损失；同时也避免了大量化学农药的使用，可显著 减少环境污染，具有较好的生态效益。
2) 资源广泛、成本低廉松毛虫在自然界中的资源量十分巨大，过
去作为害虫和垃圾对待而未得到利用，本发明将其视作有价值的资源加以 利用，具有较好的经济效益。
3)与稀碱法或稀盐法相比采用酶法提取条件温和、能耗低、无碱 液或盐液排出，不需废液环保处理；在收率方面与稀碱法和稀盐法接近， 且所得产品的蛋白质含量较高，是一种廉价的生产昆虫蛋白质的实用技 术。
具体实施例方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，本发明可 以按发明内容所述的任一方式实施。 实施例1:
在2kg松毛虫蛹中加入20L水，采用功率为3kw的打浆机打浆6分钟， 将虫蛹制成浆状并盛于密闭反应器中;在反应器中添加20g的碱性蛋白酶， 酶活为2万单位/克，将提取液的起始pH调为8，在回转式振荡器中于30 'C下振荡提取4小时；提取结束后将发应液的pH调至4.0，以沉淀虫蛹蛋 白质；于室温下5000转/分钟离心15分钟获得粗蛋白质，采用截留分子量 为1000的透析膜进行透析，并再次于室温下5000转/分钟离心15分钟进 行精制，45t:真空干燥后，获得淡白色产品蛋白质0.52kg，蛋白得率为26。/c)， 采用凯氏定氮法测得蛋白质含量为92.3%。
实施例2:
在2kg松毛虫蛹中加入30L水，采用功率为3kw的打浆机打浆6分钟， 将虫蛹制成浆状并盛于密闭反应器中；在反应器中添加24g的碱性蛋白酶 酶活为2万单位/克，将提取液的起始pH调为9，在回转式振荡器中于40 t:下振荡提取4小时；提取结束后将发应液的pH调至4.5，以沉淀虫蛹蛋
白质；于室温下5000转/分钟离心15分钟获得粗蛋白质，采用截留分子量 为1000的透析膜进行透析，并再次于室温下5000转/分钟离心15分钟进 行精制，45'C真空干燥后，获得淡白色产品蛋白质0.64kg，蛋白得率为32%， 采用凯氏定氮法测得蛋白质含量为93.1%。
实施例3:
在2kg松毛虫蛹中加入40L水，采用功率为3kw的打浆机打浆6分钟， 将虫蛹制成浆状并盛于密闭反应器中；在反应器中添加30g的碱性蛋白酶 酶活为2万单位/克，将提取液的起始pH调为10，在回转式振荡器中于 45'C下振荡提取3小时；提取结束后将发应液的pH调至4.5，以沉淀虫蛹 蛋白质；于室温下5000转/分钟离心15分钟获得粗蛋白质，采用截留分子 量为1000的透析膜进行透析，并再次于室温下5000转/分钟离心15分钟 进行精制，45'C真空干燥后，获得淡白色产品蛋白质0.68kg，蛋白得率为 34%，采用凯氏定氮法测得蛋白质含量为92.7%。
实施例4:
在2kg松毛虫蛹中加入50L水，采用功率为3kw的打浆机打浆6分钟， 将虫蛹制成浆状并盛于密闭反应器中；在反应器中添加32g的碱性蛋白酶 酶活为2万单位/克，将提取液的起始pH调为11，在回转式振荡器中于45 'C下振荡提取2小时；提取结束后将发应液的pH调至4.5，以沉淀虫蛹蛋 白质；于室温下5000转/分钟离心15分钟获得粗蛋白质，采用截留分子量 为1000的透析膜进行透析，并再次于室温下5000转/分钟离心15分钟进 行精制，45。C真空干燥后，获得淡白色产品蛋白质0.71kg，蛋白得率为 35.5%，采用凯氏定氮法测得蛋白质含量为93.4%。
实施例5:
在2kg松毛虫蛹中加入60L水，采用功率为3kw的打浆机打浆6分钟， 将虫蛹制成桨状并盛于密闭反应器中；在反应器中添加30g的碱性蛋白酶 酶活为2万单位/克，将提取液的起始pH调为11，在回转式振荡器中于45 'C下振荡提取3小时；提取结束后将发应液的pH调至4.5，以沉淀虫蛹蛋 白质；于室温下5000转/分钟离心15分钟获得粗蛋白质，采用截留分子量 为1000的透析膜进行透析，并再次于室温下5000转/分钟离心15分钟进 行精制，45"C真空干燥后，获得淡白色产品蛋白质0.75kg，蛋白得率为 37.5%，采用凯氏定氮法测得蛋白质含量为94.6%。
实施例6:
在2kg松毛虫蛹中加入70L水，采用功率为3kw的打浆机打浆6分钟， 将虫蛹制成浆状并盛于密闭反应器中；在反应器中添加60g的碱性蛋白酶 酶活为2万单位/克，将提取液的起始pH调为10，在回转式振荡器中于 5(TC下振荡提取3小时；提取结束后将发应液的pH调至5.0,以沉淀虫蛹 蛋白质；于室温下5000转/分钟离心15分钟获得粗蛋白质，采用截留分子 量为1000的透析膜进行透析，并再次于室温下5000转/分钟离心15分钟 进行精制，45。C真空干燥后，获得淡白色产品蛋白质0.48kg，蛋白得率为 24%,采用凯氏定氮法测得蛋白质含量为92.6%。
实施例7-
在2kg松毛虫蛹中加入80L水，采用功率为3kw的打浆机打浆6分钟， 将虫蛹制成浆状并盛于密闭反应器中；在反应器中添加26g的碱性蛋白酶 酶活为2万单位/克，将提取液的起始pH调为11,在回转式振荡器中于40 'C下振荡提取3小时；提取结束后将发应液的pH调至6.0，以沉淀虫蛹蛋
白质；于室温下5000转/分钟离心15分钟获得粗蛋白质，采用截留分子量 为1000的透析膜进行透析，并再次于室温下5000转/分钟离心15分钟进 行精制，45"C真空干燥后，获得淡白色产品蛋白质0.41kg，蛋白得率为 20.5%，采用凯氏定氮法测得蛋白质含量为92.8%。
权利要求
1、一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技术，其特征在于，包括以下步骤1)虫蛹制浆用打浆机将松毛虫蛹制成浆状，其中虫蛹和水的质量体积比为1∶10～1∶40(w/v)，打浆后盛于反应器中；2)酶振荡提取加入碱性蛋白酶，其添加量为虫蛹质量的1～3％，在回转式振荡器中于30～50℃下振荡提取1～4小时，提取液pH为8～11；3)蛋白质沉淀将提取液pH调至4.0～6.0进行虫蛹蛋白沉淀；4)离心分离通过离心将松毛虫蛋白质和水提液分开；5)蛋白质精制通过透析和再次离心精制蛋白质，45℃真空干燥后获得产品蛋白质。
2、 根据权利要求1所述的一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技 术，其特征在于打浆机功率为3kw，打浆时间为6分钟。
3、 根据权利要求1所述的一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技术，其特征在于1)步骤中反应器为普通密封容皿。
4、 根据权利要求1所述的一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技术，其特征在于2)步骤中碱性蛋白酶的酶活为2万单位/克。
5、 根据权利要求1所述的一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技 术，其特征在于4)步骤中离心条件为室温下、5000转/分，离心15分钟。
6、 根据权利要求1所述的一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技 术，其特征在于5)步骤中采用透析膜的截留分子量为1000，透析时间为 24小时。
7、 根据权利要求1所述的一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技 术，其特征在于5)步骤中离心转速为5000转/分，离心时间为15分钟。
8、 根据权利要求1所述的一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技 术，其特征在于产品蛋白质外观淡白色，蛋白质含量为92 96%。
全文摘要
本发明公开了一种碱性蛋白酶法提取松毛虫蛹中蛋白质的技术，包括以下工艺步骤1)将松毛虫蛹制成浆状后盛于反应器中；2)加入1～3％的碱性蛋白酶振荡提取1～4小时；3)将pH调至4.0～6.0进行虫蛹蛋白沉淀；4)离心得粗蛋白；5)经透析和再次离心精制蛋白质。本发明的蛋白提取技术条件温和、能耗低、不需废液环保处理，且所得产品的蛋白质含量较高，是一种廉价的生产昆虫蛋白质的实用技术。
文档编号C12P21/06GK101353684SQ200810032128
公开日2009年1月28日 申请日期2008年8月22日 优先权日2008年8月22日
发明者刘高强, 虎 周, 牛耕耘, 王晓玲, 魏美才 申请人:中南林业科技大学