专利名称：由蚕丝提取丝素肽的方法
技术领域：
本发明涉及一种由蚕丝提取丝素肽的方法，属于丝素肽的制备技术领域。
背景技术：
蚕丝是一种纤维蛋白，主要由丝素蛋白组成。丝素蛋白的氨基酸组成非常独特，85% 左右为甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸。丝素肽(丝肽)是丝素蛋白水解的中间产物， 丝素肽与丝素蛋白的氨基酸组成相同，但其分子量比丝素蛋白要小得多，因此，丝素肽具 有良好的水溶性，优良的吸湿保湿功能，较好的酸、热稳定性，黏度随浓度变化迟钝等优 点。其极易被人体吸收，消化率较丝素蛋白大大提高，且具有降低血液胆固醇含量、促进 酒精代谢、降低血压、促进胰岛素分泌及预防老年性痴呆症等生理功能。因此，丝素肽不 仅具有食用价值，而且具有药用价值，作为功能食品因子开发具有广阔的应用前景。
天然丝素蛋白不溶于水，难以被酶直接水解， 一般采用酸法、碱法水解丝素蛋白或高 浓度的中性盐溶液溶解丝素蛋白，脱盐后获得丝素蛋白溶液，再用酶水解来制备丝素肽。 采用酸法水解丝素蛋白制取丝素肽，此法虽然简单、便宜，但是其缺点是水解度不易控制， 产品分子量分布在300-5000这样一个很广的范围内，同时酸水解使色氨酸全部被破坏， 丝氨酸、酪氨酸和苏氨酸部分被破坏。酶水解反应条件温和，水解度易控制，对氨基酸破 坏小，而且它具有专一性，不同的酶水解丝素蛋白溶液能得到不同的中间产物，还有一个 优点是酶解产物的含盐量低。因此，采用酶法水解丝素蛋白，可大大提高丝素肽的产量和 质量。当前人们大多采用高浓度的CaCl2溶液溶解丝素蛋白，待丝素蛋白溶解液冷却脱盐 后，即获得无色、无味、无臭的纯净的丝素蛋白溶液。脱盐工序，通常采用超滤、电渗析 等膜技术脱盐，但该法膜污染非常严重，难以实现工业化生产。
发明内容
本发明目的是提供一种由蚕丝提取丝素肽的方法。该方法具有过程简单，能耗低，产 品血管紧张素转化酶(简称ACE)抑制活性强的特点。
本发明是通过下述技术方案加以实现的 一种由蚕丝提取丝素肽的方法，其特征在于 包括以下过程
将蚕丝加入50倍体积质量浓度为3~8g/L的Na2C03溶液中，在温度98 100'C精炼 30min后，滤出蚕丝再将其加入质量分数为30~60%的CaCl2溶液中，在温度60 13(TC溶 解2 5min后，得到的溶丝液用NaOH溶液调节pH为4.(M2.0，在温度为30 70。C下用蛋
白酶进行酶水解反应，蛋白酶与底物的质量含量之比为12~24AU/kg，控制水解度(DH) 为15~25%;反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶5 15min，灭酶酶解液经离心和抽滤后， 滤液用超滤膜材料为纤维素、聚砜、聚酰胺、聚酯或聚烯烃的超滤器，其截留相对分子质 量为3000 5000Da，在操作压力为0.05~0.25MPa和温度为20 45。C进行超滤分离得到超 滤料液；超滤料液经纳滤器，其截留相对分子质量为150~300Da，在操作压力0.5~1.8MPa 和温度20 45'C进行脱盐得到纳滤料液，纳滤料液在进风温度为150~210°C，出风温度为 60~90°C下经喷雾干燥得到丝素肽粉末。
本发明的优点在于先用酶法水解溶丝液，再采用超滤技术分离除去料液中的大分子 肽段，使ACE抑制肽得到富集，再用纳滤膜分离技术脱除酶解液中高浓度的CaCl2盐， 此法具有处理量大、分离条件温和、流程简单及能耗较低等优点，可实现工业化生产。
具体实施例方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。 实施例1
水解度(DH)' =16%的降血压丝素肽粉末的制备
1.35kg废蚕丝经50倍体积质量浓度为5g/L的Na2C03溶液精炼后，置于沸腾的质量 分数为40。/。的CaCl2溶液中溶解5min，迅速冷却。溶丝液经纱布过滤后得到浓溶丝液，取 8L浓溶丝液，加12L水，用NaOH溶液调节pH至8.5，在6(TC下用蛋白酶(E/S-12AU/kg) 进行酶解反应，采用pH-stat法控制水解程度。反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶10min， 离心、抽滤后，滤液用截留相对分子质量为5000Da的聚砜超滤膜分离，超滤工艺参数为
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胺纳滤膜脱盐，纳滤工艺参数为操作压力l.OMPa，操作温度4(TC。脱盐浓缩后的料液 进行喷雾干燥即制得产品降血压丝素肽粉末，干燥条件为进风温度175 185'C，出风温 度80~85°C。纳滤脱盐试验丝素肽回收率为91.5%，产品ACE活性抑制率为57.1%。 实施例2
水解度(DH) =20%的降血压丝素肽粉末的制备
1.7kg废蚕丝经50倍体积质量浓度为5g/L的Na2C03溶液精炼后，置于沸腾的质量分 数为40%的CaCl2溶液中溶解5min,迅速冷却。溶丝液经纱布过滤后得到浓溶丝液，取 1OL浓溶丝液，加15L水，用NaOH溶液调节pH至8.5，在60'C下用蛋白酶(E/S=24AU/kg) 进行酶解反应，釆用pH-stat法控制水解程度。反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶10min， 离心、抽滤后，滤液用截留相对分子质量为5000Da的聚砜超滤膜分离，超滤工艺参数为 操作压力0.15MPa，操作温度35'C。超滤后的料液用截留相对分子质量为150Da的磺化 聚醚砜纳滤膜脱盐，纳滤工艺参数为操作压力l.OMPa，操作温度4(TC。脱盐浓縮后的
料液进行喷雾干燥即制得产品降血压丝素肽粉末，干燥条件为进风温度175 185'C，出 风温度80~85°C。纳滤脱盐试验丝素肽回收率为93.1%，产品ACE活性抑制率为65.1%。 实施例3
水解度(DH) =23%的降血压丝素肽粉末的制备
1.0kg废蚕丝经50倍体积质量浓度为5g/L的Na2C03溶液精炼后，置于沸腾的质量分 数为40。/。的CaCl2溶液中溶解5min，迅速冷却。溶丝液经纱布过滤后得到浓溶丝液，取 6L浓溶丝液，加10L水，按照同实施例2相同的操作条件，制得产品降血压丝素肽粉末。 纳滤脱盐试验丝素ftt回收率为92.7%，产品ACE活性抑制率为56.8%。 实施例4
水解度(DH) =25%的降血压丝素肽粉末的制备
3.0kg废蚕丝经50倍体积质量浓度为5g/L的Na2C03溶液精炼后，置于沸腾的质量分 数为40%的CaCl2溶液中溶解5min，迅速冷却。溶丝液经纱布过滤后得到浓溶丝液，取 18L浓溶丝液，加25L水，用NaOH溶液调节pH至8.5，在6(TC下用蛋白酶(E/S-24AU/kg) 进行酶解反应，采用pH-stat法控制水解程度。反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶10min， 离心、抽滤后，滤液用截留相对分子质量为3000Da的聚砜超滤膜分离，超滤工艺参数为 操作压力0.10MPa，操作温度35'C。超滤后的料液用截留相对分子质量为300Da的聚酰 胺纳滤膜脱盐，纳滤工艺参数为操作压力1.2MPa,操作温度4(TC。脱盐浓缩后的料液 进行喷雾干燥即制得产品降血压丝素肽粉末，干燥条件为进风温度175 185。C，出风温 度80~85°C。纳滤脱盐试验丝素肽回收率为91.9%，产品ACE活性抑制率为53.6%。 酶解蛋白质的水解度测定在中性及碱性条件下采用pH-stat法。 丝素肽回收率指试验后样品的总氮含量与试验前样品的总氮含量之比。 血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性的测定反相高压液相色谱法。
权利要求
1. 一种由蚕丝提取丝素肽的方法，其特征在于包括以下过程将蚕丝加入50倍体积质量浓度为3～8g/L的Na2CO3溶液中，在温度98～100℃精炼30min后，滤出蚕丝再将其加入质量分数为30～60％的CaCl2溶液中，在温度60～130℃溶解2～5min后，得到的溶丝液用NaOH溶液调节pH为4.0～12.0，在温度为30～70℃下用蛋白酶进行酶水解反应，蛋白酶与底物的质量含量之比为12～24AU/kg，控制水解度为15～25％；反应结束后酶解液加热至沸腾，灭酶5～15min，灭酶酶解液经离心和抽滤后，滤液用超滤膜材料为纤维素、聚砜、聚酰胺、聚酯或聚烯烃的超滤器，其截留相对分子质量为3000～5000Da，在操作压力为0.05～0.25MPa和温度为20～45℃进行超滤分离得到超滤料液；超滤料液经纳滤器，其截留相对分子质量为150～300Da，在操作压力0.5～1.8MPa和温度20～45℃进行脱盐得到纳滤料液，纳滤料液在进风温度为150～210℃，出风温度为60～90℃下经喷雾干燥得到丝素肽粉末。
全文摘要
本发明公开了一种由蚕丝提取丝素肽的方法，属于丝素肽的制备技术领域。该方法包括以下过程将蚕丝加入Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>溶液中精炼后，滤出蚕丝再将其加入CaCl<sub>2</sub>溶液中溶解，溶解后得到的溶丝液用蛋白酶进行酶水解反应，水解液经超滤和纳滤分离后，得到的料液经喷雾干燥得到丝素肽粉末。本发明的优点在于通过对水解液采用超滤和纳滤分离，使ACE抑制肽得到富集，脱除CaCl<sub>2</sub>盐效率高，具有处理量大、分离条件温和、流程简单及能耗较低等优点，易于实现工业化生产。
文档编号C12P21/06GK101381758SQ200810152438
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月23日 优先权日2008年10月23日
发明者周凤娟, 寇晓虹, 薛照辉 申请人:天津大学