专利名称：一种纯天然、高纯度、不变性绿色丝胶蛋白粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及特殊用途家蚕品种选育及日用化工研究领域，以育成的丝胶蛋白含量 99%以上、茧层量80mg以上的绿色丝胶蛋白专用型杂交种茧壳为原料，制备纯天然、高纯 度、不变性、氧化性能优的水溶性丝胶蛋白粉，为丝胶蛋白在化妆品等领域的利用提供高品 质原料。
背景技术：
我国是世界上最大的茧丝绸生产国和供应国，茧丝产量与出口量分别占全世界总 量的70%和80%以上。蚕丝是天然的动物性蛋白，主要由内层部分的丝素(Fibroin)和外 层部分的丝胶(Sericin)两种蛋白组成，丝素为高分子量的不溶性纤维蛋白，占70 80%， 现行蚕丝业主要是利用丝素制作生丝及丝绸产品；丝胶为低分子量的可溶性球状蛋白，占 20 30%。丝素和丝胶均由18种氨基酸所组成，但各氨基酸含量差异很大，丝胶中极性 氨基酸比例达75%，远高于丝素中的25%，丝胶由于其可溶的特性，在制丝过程中被脱掉， 未得到有效利用。研究表明，丝胶蛋白具有优良的保湿、抗氧化、抗菌、抗紫外线等功能，在 化妆品、医药、食品和纤维改性材料等领域具有广阔市场。如在化妆品的应用上，由于丝胶 中天然保湿成份丝氨酸的含量高达30%，有类似于皮肤角质层中天然保湿因子(Natural moistarizing factor, NMF)的作用，具有良好的调湿和保湿功能，防止皮肤起皱，使皮肤柔 软、光滑、富有弹性；同时，皮肤美白与皮基层中能产生黑色素的黑素细胞有关，而黑素细胞 内的酪氨酸酶能将皮肤中的酪氨酸转变为黑色素，紫外线能促进这一氧化反应。日本学者 Norinisa Kato (Biosci. Biotechnol. Biochem, 1998,62 (1) :145 147)研究证实 0.5% 的 丝胶溶液能有效抑制酪氨酸酶活性，同时具有抗氧化功能，其作用可与维生素C相当。因 此，使用含丝胶蛋白的化妆品能有效抑制黑色素的生成，具有美白作用，是珍贵的化妆品添 加剂。鉴于丝胶蛋白在化妆品、医药、食品等领域广阔的市场，丝胶蛋白的提取研究越来 越受到重视。目前丝胶蛋白的来源主要有两条途径，一是以下茧、废丝为原料，用热水提取、 纯化、浓缩，浓缩主要有酸析法、化学混凝法、有机溶剂法、超过滤法等；二是对制丝过程中 溶解的丝胶蛋白进行回收。从环保和资源有效利用角度考虑均不失为好的思路，但是以上 两条途径都必须经过高温或高碱性条件，获得的丝胶蛋白纯度和溶解度低，常含有酸、碱、 盐和金属离子等杂质，且丝胶蛋白易变性，失去了其天然结构，降低了生理活性和利用价 值。同时，回收工艺繁杂、纯度和溶解度低、生产成本高，限制和影响了丝胶蛋白的开发利 用。常规品种中的丝胶含量仅为20 30%，我们以一种裸蛹品种(带Nd-s基因)为 素材，与高产丝量品种杂交，利用自交、回交、标记基因选择及丝胶含量跟踪检测等方法，育 成丝胶蛋白含量99.0%以上、基因型纯合(Nd-s/Nd-s)的日系专用原种；由于丝胶Nd-s、绿 色茧Gc为显性基因，将日系专用原种与具绿色茧性状的中系常规品种(Gc/Gc)杂交，利用 杂交、回交、标记基因选择和配合力测定等方法育成了高含量绿色丝胶蛋白的专用型家蚕杂交种SC5XA3，将为丝胶蛋白的利用提供纯天然、高纯度、不变性、抗氧化性能优的高品质 原料，有效弥补上述两条途径的不足，促进丝胶蛋白的产业化进程，在此以引证的方式将中 国专利CN101664019的内容引入作为参考。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种纯天然、高纯度、不变性、抗氧化性能优的水溶性丝 胶蛋白粉的制备方法。本发明的另一目的是提供一种该制备方法制备得到的水溶性丝胶蛋白粉以及该 蛋白粉的用途。本发明的丝胶蛋白粉的制备方法，以专用型家蚕杂交种SC5XA3的茧壳为原料， 粉碎后用0. 2 0. 4% Na2C03溶液溶解，经过滤、浓缩、冷冻干燥或喷雾干燥，制备纯天然、 高纯度、不变性、抗氧化性能优的水溶性丝胶蛋白粉，所述专用型家蚕杂交种SC5XA3由以 下选育方法制备以带Nd-s基因的裸蛹品种以带Nd-s基因的裸蛹品种为素材，与高产丝量品种杂 交，利用自交、回交、标记基因选择及丝胶含量跟踪检测的方法，育成丝胶蛋白含量99.0% 以上、基因型为完全纯合的Nd-s/Nd-s的日系专用原种；将日系专用原种与具绿色茧性状 的中系常规品种(Gc/Gc)杂交而育成。本发明的方法中，每5 10g茧壳经粉碎后加入含有0. 2 0. 4wt% Na2C03溶液 中，比例为1 20 30，加热80 90°C，搅拌20 30min。更进一步地，所述选育方法具体为(1)从我国现有家蚕种质资源中选择带Nd-S基因的裸蛹品种，该品种为日本系统 (简称日系)、二化性、普通斑纹(简称普斑)，后部丝腺退化，不结茧(裸蛹)或结很薄的丝 胶茧。以裸蛹品种的雌蚕为母本，分别与二化性、日系、高产丝量的常规品种的雄蚕杂交，第 1 4代采用自交选择，后代均采用混合蚁量育，根据Nd-s基因丝胶茧、能用手轻易撒开的 表现型，各代选择结丝胶茧、具有普通斑纹性状的雌、雄个体各30个，逐个进行丝胶含量的 跟踪检测，选择丝胶蛋白含量99.0%以上、茧层量60mg以上的雌、雄个体进行交配、继代， 加速Nd-s基因型的纯合与稳定；(2)第5代分别用高产丝量的常规品种雄蚕进行回交，进一步提高其丝胶茧的茧 层量水平，之后6 10代均采用自交，进行蛾区育，各代根据Nd-s基因的表型，选择生命 力高、结丝胶茧、茧层较厚的20个蛾区进行丝胶含量的跟踪检测，取丝胶蛋白含量99. 0% 以上的10个蛾区，每个蛾区选择茧形好、茧层量70mg以上的雌、雄个体各15个交配留种， 各代在加速Nd-s基因型纯合和稳定的同时，提高丝胶茧的茧层量水平，最终育成丝胶蛋白 含量99. 0%以上、茧层量70mg以上的日系专用原种SC5、SC6、SC8，它们为基因型完全纯合 Nd-s/Nd-s ；(3)根据Nd-s和Gc为显性基因，茧层量性状具有高杂种优势率的遗传特性，将日 系专用原种SC5、SC6、SC8分别与二化性、中国系统、素斑、具有绿色茧性状的常规品种进行 杂交组配，利用顶交法测定各组合的配合力水平，从中筛选出后代个体全部为丝胶茧的专 用型家蚕杂交种，茧层量达93mg，丝胶蛋白含量99. 88%。其中，所述高产丝量的常规品种选自白玉、夏6或54A ；具有绿色茧性状的常规品种是A3。本发明的该制备方法获得的水溶性丝胶蛋白粉，在5mg/ml、10mg/ml、20mg/ml浓 度下，抗氧化性能为现有丝胶蛋白粉的2. 93,3. 93,5. 07倍。本发明提供的这种高纯度、不变性、抗氧化性能优的水溶性丝胶蛋白粉能为化妆 品领域的开发利用提供高品质原料。本发明的效果如下1、常规家蚕品种丝胶蛋白含量仅为20 30%，育成的专用型家蚕杂交种其丝胶 蛋白含量达99%以上，且分泌的绿色丝胶蛋白其抗氧化性能更优，为在化妆品上的利用提 供高品质原料，促进丝胶蛋白的开发利用，拓展了蚕丝业的应用领域，提高蚕丝业的综合经 济效益；2、以专用型家蚕杂交种茧壳为原料制备的绿色丝胶蛋白，与通过现行途径获得的 丝胶蛋白相比，具有纯天然、高纯度、不变性的特点，抗氧化性能更高，在5mg/ml、10mg/ml、 20mg/ml浓度下，其抗氧化性能分别是1. 797U/ml、5. 225U/ml、ll. 836U/ml，分别是市场上 的丝胶蛋白粉抗氧化性能的2. 93,3. 93,5. 07倍，通过丝胶蛋白的纯度检测和抗氧化性能 分析，为开发具保湿、美白和防晒、减少皮肤皱纹和老化功效的丝胶蛋白化妆品提供高品质 原料。
图1是本发明的绿色丝胶蛋白的制备方法的技术流程图。
具体实施例方式现结合以下实施例更加详细地描述本发明的纯天然、高纯度、不变性、抗氧化性能 优的水溶性丝胶蛋白粉的制备方法。提供这些实施例的目的仅在于示例性地说明本发明， 不能将其理解为是对本发明的范围和实质的限制。具体的制备方法如下1、以“中药材生产质量管理规范”(GAP)和生产技术操作规程(SOP)为指导，饲养 分泌高含量绿色丝胶蛋白的专用型家蚕杂交种SC5XA3，该品种育成的丝胶蛋白含量99% 以上、茧层量93mg;2、以获得的绿色丝胶蛋白专用型家蚕杂交种茧壳为原料，去除杂质、粉碎后用优 化的不变性技术条件(0. 2 0. 4% Na2C03溶液)进行溶解，经过滤、浓缩、冷冻干燥或喷雾 干燥制备成纯天然、高纯度、不变性、抗氧化性能优的水溶性丝胶蛋白粉；实施例1 专用型家蚕杂交种SC5 X A3的选育该专用型家蚕杂交种SC5XA3的选育方法具体参见中国专利CN101664019，在此 将其全部内容引入作为参考。实施例2 丝胶蛋白粉的制备1.育成的分泌纯天然、高含量、绿色丝胶蛋白的专用型家蚕杂交种SC5XA3，其丝 胶蛋白含量达99%以上、茧层量达93mg，并以“中药材生产质量管理规范”(GAP)和生产技 术操作规程(SOP)为指导进行饲养，以保证蚕茧的质量；2、以绿色丝胶蛋白专用型家蚕杂交种茧壳为原料，应用优化的不变性技术条件进行丝胶蛋白溶解，即选用专用型家蚕杂交种茧壳5 10g为原料，粉碎后加入含有0. 2
0.4% Na2C03溶液中，比例为1 20 30，加热80 90°C，搅拌20 30min，使其充分溶 解；3、经过滤、浓缩、冷冻干燥或喷雾干燥制备成纯天然、高纯度、不变性的水溶性丝 胶蛋白粉。实施例3 丝胶蛋白粉的检验以白色丝胶蛋白、市场上的丝胶蛋白粉为对照，对本方法所提取的绿色丝胶蛋白 粉的抗氧化性能进行分析。在5mg/ml、10mg/ml、20mg/ml浓度下，其抗氧化性能分别是
1.797U/ml、5. 225U/ml、ll. 836U/ml，分别是市场上的丝胶蛋白粉抗氧化性能的2. 93,3. 93、 5. 07倍，从而为开发具保湿、美白和防晒、减少皮肤皱纹和老化功效的丝胶蛋白化妆品提供 高品质原料。尽管上文对本实用新型的具体实施方式
给予了详细描述和说明，但是应该指明的 是，我们可以依据本实用新型的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生 的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围之内。
权利要求
一种丝胶蛋白粉的制备方法，其特征在于，以专用型家蚕杂交种SC5×A3的茧壳为原料，将茧壳经粉碎后加入Na2CO3溶液中，加热并搅拌，使其充分溶解，再经过滤、浓缩、冷冻干燥或喷雾干燥制备成水溶性丝胶蛋白粉，所述专用型家蚕杂交种SC5×A3由以下选育方法制得以带Nd-s基因的裸蛹品种以带Nd-s基因的裸蛹品种为素材，与高产丝量品种杂交，利用自交、回交、标记基因选择及丝胶含量跟踪检测的方法，育成丝胶蛋白含量99.0％以上、基因型为完全纯合的Nd-s/Nd-s的日系专用原种；将日系专用原种与具绿色茧性状的中系常规品种(Gc/Gc)杂交而育成。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每5 10g茧壳经粉碎后加入含有 0. 2 0. 4% Na2C03溶液中，比例为1 20 30，加热80 90°C，搅拌20 30min。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述选育方法具体为(1)从我国现有家蚕种质资源中选择带Nd-s基因的裸蛹品种，该品种为日本系统(简 称日系)、二化性、普通斑纹(简称普斑)，后部丝腺退化，不结茧(裸蛹)或结很薄的丝胶 茧。以裸蛹品种的雌蚕为母本，分别与二化性、日系、高产丝量的常规品种的雄蚕杂交，第 1 4代采用自交选择，后代均采用混合蚁量育，根据Nd-s基因丝胶茧、能用手轻易撒开的 表现型，各代选择结丝胶茧、具有普通斑纹性状的雌、雄个体各30个，逐个进行丝胶含量的 跟踪检测，选择丝胶蛋白含量99.0%以上、茧层量60mg以上的雌、雄个体进行交配、继代， 加速Nd-s基因型的纯合与稳定；(2)第5代分别用高产丝量的常规品种雄蚕进行回交，进一步提高其丝胶茧的茧层量 水平，之后6 10代均采用自交，进行蛾区育，各代根据Nd-s基因的表型，选择生命力高、 结丝胶茧、茧层较厚的20个蛾区进行丝胶含量的跟踪检测，取丝胶蛋白含量99. 0%以上 的10个蛾区，每个蛾区选择茧形好、茧层量70mg以上的雌、雄个体各15个交配留种，各代 在加速Nd-s基因型纯合和稳定的同时，提高丝胶茧的茧层量水平，最终育成丝胶蛋白含量 99.0%以上、茧层量70mg以上的日系专用原种SC5、SC6、SC8，它们为基因型完全纯合Nd-s/ Nd-s ；(3)根据Nd-s和Gc为显性基因，茧层量性状具有高杂种优势率的遗传特性，将日系专 用原种SC5、SC6、SC8分别与二化性、中国系统、素斑、具有绿色茧性状的常规品种进行杂交 组配，利用顶交法测定各组合的配合力水平，从中筛选出后代个体全部为丝胶茧的专用型 家蚕杂交种，茧层量达93mg，丝胶蛋白含量99. 88 %。
4.如权利要求3所述的制备方法，其中，所述高产丝量的常规品种选自白玉、夏6或54A。
5.如权利要求3或4所述的制备方法，其中具有绿色茧性状的常规品种是A3。
6.如权利要求1-5任一项所述制备方法获得的丝胶蛋白粉。
7.如权利要求6所述的丝胶蛋白粉，其特征在于，其具有高的抗氧化性能，在5mg/ml、 10mg/ml、20mg/ml 浓度下，其抗氧化性能分别是 1. 797U/ml、5. 225U/ml、ll. 836U/ml，分别 是市场上的丝胶蛋白粉抗氧化性能的2. 93,3. 93,5. 07倍。
8.如权利要求6或7所述的丝胶蛋白粉在化妆品中的用途。
全文摘要
本发明公开了一种纯天然、高纯度、不变性绿色丝胶蛋白粉的制备方法，以育成的专用型家蚕杂交种茧壳为原料，粉碎后用0.2～0.4％Na2CO3溶液，经80～90C溶解20～30min，再经过滤、浓缩、冷冻干燥或喷雾干燥，制备成水溶性丝胶蛋白粉。用该方法制备的丝胶蛋白，未经过高碱、高温条件，具有纯天然、高纯度、不变性、抗氧化性能优等特点，可为丝胶蛋白在化妆品等领域的开发利用提供高品质原料，提高产品附加值。
文档编号A61Q19/02GK101856318SQ20101016040
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者何秀玲, 刘培刚, 曹锦如, 李有贵, 王永强, 胡桂燕, 计东风, 钟石, 陈诗 申请人:浙江省农业科学院