专利名称：丝素肽的催化循环制备法的制作方法
技术领域：
本发明为一种丝素肽的催化循环制备法，属于多缩氨基酸的制造技术领域。
丝素肽(peptide)是一种多缩氨基酸。丝素肽是用蚕丝作原料生产的一种高新材料。医药上，可作人造皮肤、降低胆固醇及醒酒药；纺织上，可作维尼纶-蛋白混合纤维、纺织品整理剂；眼镜工业中，可作隐形眼镜；电子行业中，可作仿生传感器；日用化学工业中，可作防紫外线的营养型化妆品、食品添加剂。
国际上丝素肽的制备方法可归为三种类型①酸溶解法-用硫酸或盐酸溶解丝素；②盐溶解法-用溴化锂、氯化钙等无机盐溶解丝素；③酶分解法-用蛋白酶催化分解丝素。酸溶解法缺点是产品分子量分布太广，不易控制分子量。盐溶解法缺点是反应速度太慢、不易控制产品质量。酶分解法缺点是反应产物中难分离出蛋白酶本身，不易得到纯品丝素肽。
本发明的目的是克服国际上通用的丝素肽制备方法的缺点，给出一种新的丝素肽制备方法，即丝素肽催化循环制备方法。
本发明的丝素肽催化循环制备方法为废蚕丝→除杂(梳毛形式除杂)→脱脂(高温煮沸)→脱胶(碱脱胶)→催化液水解→减压过滤→渗透(自制袋)→沉降→离子交换→丝素肽本发明的丝素肽催化循环法的反应式为
下面对本发明的丝素肽催化循环法进行详细描述1、将经过除杂的废蚕丝放入装有清水的反应器中经80～100℃煮沸2～4小时脱脂，然后把水倒空将脱脂后的废蚕丝甩干；2、将上述脱脂后的废蚕丝再放入反应器中，加入浓度为2～8％的Na2CO3或NaHCO3脱胶剂经2～4小时进行脱胶，然后去掉所述碱液，并将脱胶后的蚕丝甩干，这时废蚕丝经脱脂脱胶后成为丝素；3、按1∶10～50浴比向反应器中倒入催化液，将所述丝素放入反应器中，用催化液水解丝素5分钟～70小时后得到丝素肽，催化水解反应温度为80～100℃，所述催化液由浓度为0.5～30％的酸和20～55％的盐液中的一种或两种混合配制而成，酸和盐液的混合比由混合溶液的PH值来确定，PH值的变化范围为PH1～6。所述的酸为HCl或H2SO4，所述的盐为LiBr或CaCl2。通过调节催化液中酸和盐的比例，可控制丝素的分解速度和丝素肽的分子量。
例如，催化水解反应温度为80～100℃时，用30％HCl水解丝素时，2～3分钟内可完成水解反应，得分子量约为1000～2000的丝素肽；用饱和CaCl2水解丝素时，50～70小时内完成反应，得分子量约为10000～30000的丝素肽。
通过调节上述催化液中酸和盐液的比例，制备出各种催化液。催化液能控制丝素的分解速度和丝素肽的分子量，催化液的制备是本发明的核心特点。
上述由丝素制得初产品丝素肽后，再经减压过滤、渗透、沉降、离子交换法循环分离丝素肽。渗透膜的孔细度不同则渗透效果不同，渗透膜孔细度(如分子量是1000)越细则分离效果越好，产率越高，而渗透膜孔细度(如分子量是10000)越粗则分离效果越差，产率越低。
本发明采用自制的渗透袋，所述渗透袋用火棉胶制备而成，其容积为50～5000ml(毫升)，渗透温度为15～25℃，渗透方式为流动式。
目前膜分离技术对小分子量物体分离效果欠佳。为了提高产率，本发明在渗透分离后，将大分子量部分收集在渗透袋中，而把流出的中分子量部分用高柱瓶沉降分离；再将高柱瓶内下层中分子量部分收集在渗透袋中重新渗透，最后将高柱瓶内上层小分子量部分用离子交换法分离而得到丝素肽。
所述离子交换法所用的离子交换剂为阳离子型，如大孔弱酸性树脂D113-Ⅲ、大孔强酸性树脂D001MB等。
经上述渗透、沉降、离子交换法制得的丝素肽总量即为其产品量。分离丝素肽时所用的催化液，经蒸馏、浓缩和离子交换法而分离成水、盐，再继续循环使用。这种循环使用水、盐即是本发明循环法的循环特性。
实施例1称取江苏东台地区产的废蚕丝250g，经除杂后放入装有清水的反应器中经90～100℃煮沸2小时后，把水倒空将脱脂后的废蚕丝甩干；将上述脱脂后的废蚕丝再放入反应器中，加入浓度为6％的Na2CO3脱胶剂经3小时脱胶后，去掉所述碱液，并将脱胶后的蚕丝甩干，所述废蚕丝经脱脂脱胶后成为丝素；然后按1∶15浴比，取3750ml催化液，所述催化液由浓度为55％CaCl2和5％HCl组成，其混合溶液的PH值为PH3。将所述催化液倒入5000ml反应器中，然后将上述丝素放入反应器中，催化水解反应温度为95℃，反应30小时后得到初产品丝素肽；所述丝素肽经减压过滤后，放进用火棉胶制作的渗透袋中分离，渗透袋容积为4000ml，渗透温度为20℃，渗透方式为流动式；再经所述的高柱瓶沉降分离，用大孔弱酸性树脂D113-Ⅲ进行离子交换分离，最后得到精品丝素肽，其产率为46.4％。
使用上述产品作为主原料，添加其它辅助物，可制作多功能羊绒织物整理剂，其效果良好。
实施例2称取江苏宁波地区产的废蚕丝300g，经除杂后放入装有清水的反应器中经90～100℃煮沸4小时后，把水倒空将脱脂后的废蚕丝甩干；将上述脱脂后的废蚕丝再放入反应器中，加入浓度为3％的Na2CO3脱胶剂经2.5小时脱胶后，去掉所述碱液，并将脱胶后的蚕丝甩干，所述废蚕丝经脱脂脱胶后成为丝素；然后按1∶15浴比，取4500ml催化液，所述催化液由浓度为55％CaCl2和5％HCl组成，其混合溶液的PH值为PH6。将所述催化液倒入10000ml反应器中，然后将上述丝素放入反应器中，催化水解反应温度为95℃，反应60小时后得到初产品丝素肽；所述丝素肽经减压过滤后放进用火棉胶制作的渗透袋中分离，渗透温度为20℃，渗透方式为流动式；再经所述的高柱瓶沉降分离，用大孔弱酸性树脂D113-Ⅲ进行离子交换分离，最后得到精品丝素肽，其产率为80％。
使用上述产品作为主原料，添加其它辅料，可制作毛睛织物抗起球整理剂，其效果良好。
实施例3称取山东烟台地区产的废蚕丝100g，经除杂后放入装有清水的反应器中经90～100℃煮沸4小时后，把水倒空将脱脂后的废蚕丝甩干；将上述脱脂后的废蚕丝再放入反应器中，加入浓度为5％的NaHCO3脱胶剂经3.5小时脱胶后，去掉所述碱液，并将脱胶后的蚕丝甩干，所述废蚕丝经脱脂脱胶后成为丝素；然后按1∶15浴比，取1500ml催化液倒入2000ml反应器中，所述催化液由浓度为55％CaCl2和5％HCl组成，其混合溶液的PH值为PH4；然后将上述丝素放入反应器中，催化水解反应温度为98℃，反应50小时后得到初产品丝素肽；所述丝素肽经减压过滤后放进用火棉胶制作的渗透袋中分离，渗透温度为20℃，渗透方式为流动式，再经所述的高柱瓶沉降分离，用大孔强酸性树脂D001MB进行离子交换分离，最后得到精品丝素肽，其产率为60％。
使用上述产品作为主原料，添加其它辅助物，可制作，其折光率达到约1.7左右。
本发明的催化循环法把丝绸行业的废料变为有用之物。本发明的催化循环法与上述其它方法相比，生产成本低、产品质量好、经济效果好。应用本方法生产丝素肽无环境污染，得到绿色产品，并可循环利用资源。用本方法制得的精品丝素肽作主原料制成的多功能羊绒织物整理剂、毛睛织物抗起球整理剂及隐形眼睛材料，均取得良好效果。
权利要求
1.一种丝素肽的催化循环制备法，其特征在于所述方法为(1)、将经过除杂的废蚕丝放入装有清水的反应器中经80～100℃煮沸2～4小时脱脂，然后把水倒空将脱脂后的废蚕丝甩干；(2)、将上述脱脂后的废蚕丝再放入反应器中，加入浓度为2～8％的Na2CO3或NaHCO3脱胶剂经2～4小时进行脱胶，然后去掉所述碱液，并将脱胶后的蚕丝甩干，这时废蚕丝经脱脂脱胶后成为丝素；(3)、按1∶10～50浴比向反应器中倒入催化液，将所述丝素放入反应器中，用催化液水解丝素5分钟～70小时后得到丝素肽，催化水解反应温度为80～100℃，所述催化液由浓度为0.5～30％的酸和20～55％的盐液中的一种或两种混合配制而成，酸和盐液的混合比由混合溶液的PH值来确定，PH值的变化范围为PH1～6；所述的酸为HCl或H2SO4，所述的盐为LiBr或CaCl2；通过调节催化液中酸和盐的比例，来控制丝素的分解速度和丝素肽的分子量。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于将所述丝素肽再经减压过滤、渗透、沉降、离子交换法进行循环分离，所述渗透用的渗透袋用火棉胶制备而成，其容积为50～5000ml，渗透温度为15～25℃，渗透方式为流动式。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于在渗透分离后，将大分子量部分收集在渗透袋中，而把流出的中分子量部分用高柱瓶沉降分离，再将高柱瓶内下层中分子量部分收集在渗透袋中重新渗透，最后将高柱瓶内上层小分子量部分用离子交换法分离而得到丝素肽。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于所述离子交换法所用的离子交换剂为阳离子型，如大孔弱酸性树脂D113-Ⅲ、大孔强酸性树脂D001MB等。
5.按权利要求2或3或4所述的方法，其特征在于分离丝素肽时所用的催化液，经蒸馏、浓缩和离子交换法而分离成水、盐，再继续循环使用。
全文摘要
本发明为一种丝素肽的催化循环制备法,属于多缩氨基酸的制造技术领域。将经过除杂的废蚕丝放入反应器中经80～100℃煮沸2～4小时脱脂;再加入浓度为2～8%的Na
文档编号C07K1/36GK1230548SQ9812585
公开日1999年10月6日 申请日期1998年12月22日 优先权日1998年12月22日
发明者金明官 申请人:金明官