本发明涉及食品、化妆品的加工技术领域，特别涉及一种蜘蛛丝的水解方法。
背景技术：
蜘蛛丝，性微寒，归肝经，止血、消疣赘，具有抗氧化、增强免疫力、消炎止血等功效。蜘蛛丝的主要化学成分是丙氨酸(nh2-ch[ch3]-cooh)、丝氨酸(nh2-ch[ch2oh]-cooh)及甘氨酸(nh2-ch2-cooh)，加上其它氨基酸单体蛋白质分子链构成。蜘蛛丝俗称“生物刚”，强度大，韧性强，并有较好的生物相容性，用途非常广泛，例如可用于制备蜘蛛丝人造皮肤、肌腱、心脏支架、血管、超细手术缝合线等新型医用材料，以及军用领域的防弹衣、降落伞等。
蜘蛛丝应用前景广泛，但其降解工艺较难，常规的酶或稀酸、稀碱难以将其降解。已有技术用硫酸水解蚕蛹，罗贵伦于2003年05期发表文献《蚕蛹硫酸水解制备复合氨基酸的研究》，用的是稀释硫酸(蚕蛹与硫酸比为1:3)加热(高压加热超过100摄氏度)水解蚕蛹获取蚕蛹蛋白水解物。曹新志于2013年26期发表的论文《硫酸水解蚕丝蛋白制备丝素肽的研究》，该方法采用30％硫酸水解，固液比为1:40。前一种方法硫酸水解蚕蛹方法中，尽管硫酸用量比较低，但需要高温高压条件，对设备要求很高；后一种硫酸水解蚕丝，与蜘蛛丝比较接近，但消耗的硫酸多，蚕丝：硫酸比高达12(40x30％)，需要用到的中和物料多，中和ph值不易控制，且该方法难以水解蜘蛛丝。至今尚未有操作简便、能耗低、得率较高的蜘蛛丝降解的现有技术。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种蜘蛛丝的水解方法。该水解方法可降解蜘蛛丝，得率较高(以氨基酸总量计)，且保持了蜘蛛丝固有的优势特性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种蜘蛛丝的水解方法，包括如下步骤：
步骤1：将蜘蛛丝浸泡于质量百分浓度为80％～90％的硫酸溶液，搅拌20～40min，缓慢加入水混匀，在80～90℃水浴加热，水解100～180min；
步骤2：水解结束后，加入碳酸钙，边加边搅拌，直至ph值为5～7；
步骤3：待水解液冷却至室温后，采用水对加入碳酸钙后形成的硫酸钙盐沉淀进行洗脱，收集洗脱液；
步骤4：对洗脱液进行浓缩，过滤。
本发明将蜘蛛丝浸泡于质量百分浓度为80％～90％的硫酸溶液，搅拌20～40min，缓慢加入水混匀，在80～90℃条件下水浴加热100～180min；水浴结束后，加入碳酸钙，边加边搅拌，直至ph值为5～7；待水解液冷却至室温后，水多次洗涤硫酸钙盐的沉淀，收集洗脱液；洗脱液经浓缩，过滤，即得蜘蛛丝水解液。本发明制备方法制得的蜘蛛丝水解液的氨基酸水解得率高，丙氨酸、丝氨酸等含量较高，可以作为保健食品或化妆品营养添加物用，提高蜘蛛丝美容和保健功效。
在本发明提供的实施例中，蜘蛛丝与硫酸溶液的用量比例为1：(6.0～10.0)，水解的时间为100～180min，水解的温度为80～90℃，步骤1搅拌的速度为20～30r/min。
作为优选，步骤1中硫酸的质量分数为85％。
作为优选，以g/ml计，步骤1中蜘蛛丝与硫酸溶液的用量比例为1：8。
作为优选，步骤1中搅拌的速度为25r/min。
作为优选，步骤1中硫酸溶液与水的体积比为1：(0.5～2.0)。
在本发明提供的实施例中，步骤1中硫酸溶液与水的体积比为1：1.5。
作为优选，步骤2中所述碳酸钙的加入速度为20～50g/min。
作为优选，以g/ml计，蜘蛛丝与步骤3中水的用量比例为1：(200～400)。
作为优选，步骤3中所述洗脱的次数为5～8次。
作为优选，步骤3中的室温为15～35℃。
作为优选，步骤4中过滤后还包括浓缩、定容、再次过滤的步骤。
作为优选，浓缩为旋转蒸发浓缩。
作为优选，浓缩温度为50～80℃。
作为优选，以g/ml计，步骤1中蜘蛛丝与步骤4浓缩后洗脱液的比例为1：(80～150)。
本发明提供了一种蜘蛛丝的水解方法，该方法包括如下步骤：将蜘蛛丝浸泡于质量百分浓度为80％～90％的硫酸溶液，搅拌20～40min，加入水混匀，在80～100℃条件下水解100～180min；水解完毕后，然后加入碳酸钙，搅拌，直至ph值为5～7；冷却至室温后，浓缩，过滤。本发明具有如下技术效果：
1、本发明制备方法制得的蜘蛛丝水解液的氨基酸得率高，其中富含甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸等氨基酸成分，营养及美容价值高。
2、本发明方法蜘蛛丝营养损失小，提高了蜘蛛丝的营养价值和应用价值，可以作为保健食品或化妆品营养添加物用。
具体实施方式
本发明公开了一种蜘蛛丝的水解方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供的蜘蛛丝的水解方法中所用试剂或仪器均可由市场购得，蜘蛛丝由海南蛛王药业有限公司提供。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
将蜘蛛丝100g放入2l玻璃反应釜内，加入质量分数为80％的600ml浓硫酸溶液，浸泡蜘蛛丝20min，并不断搅拌，搅拌速度25r/min(下同)，再缓慢加入300ml水，搅拌，然后80℃水浴加热，并保温100min。水浴加热完毕后，缓慢加入碳酸钙，加入速度20g/min，边加边搅拌。检测ph，ph在5-7即停止加碳酸钙。冷却至室温后，用20l纯水分5次，进行洗脱，收集洗脱液。将洗脱液用旋转蒸发仪浓缩到至8l，即得蜘蛛丝水解液，用作化妆品、保健品。按gb5009.124-2016方法测定水解液中氨基酸的含量，结果见表1：
表1蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
实施例2
将蜘蛛丝100g放入5l玻璃反应釜内，加入质量分数为85％的800ml浓硫酸溶液，浸泡蜘蛛丝30min，并不断搅拌，搅拌速度25r/min(下同)，再缓慢加入1200ml水，搅拌，然后85℃水浴加热，并保温150min。水浴加热完毕后，缓慢加入碳酸钙，加入速度20g/min，边加边搅拌。检测ph，ph在5-7即停止加碳酸钙。冷却至室温后，用30l纯水分6次，进行洗脱，收集洗脱液。将洗脱液用旋转蒸发仪浓缩到至12l，即得蜘蛛丝水解液，用作化妆品、保健品。按gb5009.124-2016方法测定水解液中氨基酸的含量，结果见表2：
表2蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
实施例3
将蜘蛛丝100g放入5l玻璃反应釜内，加入质量分数为90％的1000ml浓硫酸溶液，浸泡蜘蛛丝40min，并不断搅拌，搅拌速度25r/min(下同)，再缓慢加入2000ml水，搅拌，然后90℃水浴加热，并保温180min。水浴加热完毕后，缓慢加入碳酸钙，加入速度20g/min，边加边搅拌。检测ph，ph在5-7即停止加碳酸钙。冷却至室温后，用40l纯水分8次，进行洗脱，收集洗脱液。将洗脱液用旋转蒸发仪浓缩到至15l，即得蜘蛛丝水解液，用做化妆品、保健品。按gb5009.124-2016方法测定水解液中氨基酸的含量，结果见表3：
表3蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
对比例1
将硫酸的质量分数调整为75％，其他参数同实施例2，结果见表4。
对比例2
将硫酸的质量分数调整为95％，其他参数同实施例2，结果见表4。
表4蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
由表4可以得出，硫酸质量分数低于80％或者高于90％，氨基酸得率均低于实施例1。
对比例3
将硫酸浸泡蜘蛛丝的时间调整为15min，其他参数同实施例2，结果见表5。
对比例4
将硫酸浸泡蜘蛛丝的时间调整为50min，其他参数同实施例2，结果见表5。
表5蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
由表5可以得出，硫酸浸泡蜘蛛丝的时间小于20min，氨基酸得率会显著性降低。同时，硫酸浸泡蜘蛛丝的时间大于40min，不仅影响生产效率，而且氨基酸得率反而有所降低。
对比例5
将浸泡蜘蛛丝用硫酸的用量调整为500ml，其他参数同实施例2，结果见表6。
对比例6
将浸泡蜘蛛丝用硫酸的用量调整为1100ml，其他参数同实施例2，结果见表6。
表6蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
由表6可以得出，所述硫酸溶液用量与蜘蛛丝比例小于6:1，由于酸性不足，蜘蛛丝降解不彻底，氨基酸得率显著性降低。同时，所述硫酸溶液用量与蜘蛛丝比例大于10:1，反而由于后续碳酸钙用量较大、沉淀较多、浓缩时间延长等原因导致生产操作繁琐，氨基酸损失及生产能耗提高。
对比例7
将浸泡蜘蛛丝用硫酸的水浴加热温度调整为75℃，其他参数同实施例2，结果见表7。
对比例8
将浸泡蜘蛛丝用硫酸的水浴加热温度调整为95℃，其他参数同实施例2，结果见表7。
表7蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
由表7可以得出，水浴温度低于80℃或者高于90℃，氨基酸水解得率均低于实施例1。
对比例9
将浸泡蜘蛛丝用硫酸的水浴加热时间调整为90min，其他参数同实施例2，结果见表8。
对比例10
将浸泡蜘蛛丝用硫酸的水浴加热时间调整为190min，其他参数同实施例2，结果见表8。
表8蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
由表8可以得出，水浴时间低于100min，由于酸解时间不足，导致水解氨基酸得率较低。同时，水解时间高于180min，氨基酸得率并未提高，反而生产过程增加了能耗和降低了生产效率。
对比例11
将洗脱次数调整为4次，其他参数同实施例2，结果见表9。
对比例12
将洗脱次数调整为9次，其他参数同实施例2，结果见表9。
表9蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
由表9可以得出，洗脱次数小于5次，氨基酸得率较低。同时，洗脱次数大于8次，氨基酸得率没有得到显著性的提高，反而增加了后期浓缩的时间与能耗。
对比例13
按照曹新志等发表的《硫酸水解蚕丝蛋白制备丝素肤的研究》，制备蜘蛛丝水解液，检测氨基酸含量，结果见表10。
表10蜘蛛丝水解液氨基酸检测结果
由上述结果可以看出，当硫酸浓度为80％～90％，硫酸酸解20～40min、水浴温度在80～90℃、水浴时间在100～180min，洗脱5～8次，洗脱用纯水比例200～400时蜘蛛丝的水解率显著高于其他工艺参数的水解率。
实施例4
模拟人体肠胃吸收环境，建立模型，考察蜘蛛丝水解液在人体胃和肠的吸收情况。
1、胃模拟消化模型
取蜘蛛丝水解液50ml，加入到250ml锥形瓶中，用1mol/lhcl调节ph＝1.3～1.5，再加入的胃模拟液2.0ml(0.2gsigmap7000胃蛋白酶溶于5ml0.01mol/lhcl)，密封，36～38℃，振荡100～120min，震荡速率在60～80r/min，得到胃模拟消化物。0.01mol/lhcl溶液做空白组。
2、小肠模拟消化模型
用1mol/l的nahco3溶液将胃模拟消化物中和至ph＝5.0～5.5，加入2.0ml肠模拟液(4gsigmap7500胰蛋白酶，25gsigmab8631胆盐溶于1l0.1mon/lnahco3),密封，36～38℃，振荡100～120min，震荡速率在60～80r/min，过程用0.1moi/l维持ph＝7.0，得到肠模拟消化物。5000r/min离心，过滤，取上清液，用氨基酸分析仪进行氨基酸总含量的检测。0.1mon/lnahco3溶液做空白组。
3、体内吸收率q＝(c0-c1)/c0，结果见表11。
表11体内吸收率
由上述结果可以看出，实施例1～3中，蜘蛛丝水解液的氨基酸体内吸收率显著高于对比例13和空白组。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。