本发明涉及蚕蛹加工技术领域，具体涉及一种蚕丝的提取方法。
背景技术：
蚕丝(silk)是熟蚕结茧时所分泌丝液凝固而成的连续长纤维，也称天然丝，是一种天然纤维。主要由70％～80％丝素，20％～30％丝胶及少量的蜡质和无机物组成，丝胶覆于丝素的外围，对丝素起到保护和胶粘作用。目前应用较多的脱胶方法有水浴煮沸脱胶、碳酸钠脱胶、中性皂脱胶、高温高压脱胶及酶脱胶等，丝胶蛋白中含有丰富的水溶性氨基酸，90％以上能被人体吸收且能抑制多酚氧化酶活性，吸收紫外线，并含有类黄酮等活性物质，因此丝胶作为食品添加剂具有重要的应用价值，而且在营养食品、医疗保健品和功能性材料方面均有较大的利用潜力。丝胶蛋白可以从缫丝、生丝精练等加工的改良工艺中获得。但长期以来，在制丝及纺织工艺中，丝胶没有得到较好的利用，通常是将其脱掉并随废水一起排放，既浪费资源，又对坏境造成污染，因此人们对丝胶的回收方法进行了大量的研究，目前常用的方法有：酸析法、化学混凝法、有机溶剂法、离心法、超滤法、透析法和冰冻法等。也可根据回收丝胶目的和应用的不同把这几种方法结合使用。因此将丝素和丝胶的有效分离，提高丝素和丝胶的提取率，可提高蚕丝的利用价值。
技术实现要素：
本发明克服了丝素和丝胶提取率低的技术问题，提供一种蚕丝的提取方法。
为实现本发明的目的，采取如下技术方案：
一种蚕丝的提取方法，包括如下步骤：
(1)蚕茧预处理：将蚕茧洗净后干燥，剪切成碎片备用；
(2)脱胶处理：将蚕茧置于碱性溶液中于80～100℃下浸泡50～70min，再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于90～100℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝；
(3)蚕丝处理：将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中20～30min，再用温度为50～60℃的水从洗3～5min，再用-5～0℃的水冲洗3～5min；
(4)丝胶提取：向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为6～7后置于-5～-10℃中冰冻10～20min后，取出后自然解冻，再抽滤即得丝胶。
其中，所述的脱胶溶液为蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母的混合微生物培养液。
其中，所述的混合微生物培养液由如下方法制备得到：将蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中，在紫外线诱导下培养1～2d后，以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株，将菌株再置于pH值为9～10的培养液发酵1～2d即得所述混合微生物培养液。
其中，所述的培养基为：葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L，pH值10.2。
其中，所述的培养液为：磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L，pH值8.2。
其中，所述的混合微生物培养液的酶活不低于2638U/L。
其中，所述的蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母的活菌数量之比为1：2～6:4～7:1～3。
其中，所述的碱性溶液pH值为10.2～10.7；所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得到。
其中，所述的分散剂为三乙基己基磷酸或十二烷基硫酸钠。
本发明与现有技术相比较具有以下有益效果：
(1)本发明中的蚕茧工艺采用蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母复合发酵培养液对蚕茧进行酶解脱胶，相比于水浴煮沸脱胶、碳酸钠脱胶、中性皂脱胶、高温高压脱胶等，酶脱胶对丝胶的破坏性小，蚕丝提取率低，现有技术中采用酶脱胶的方法主要采用碱性蛋白酶进行脱胶，但仅采用碱性蛋白酶对蛋白质的降解能力差，部分胶质未能降解，脱胶效果差。本发明采用的蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母配合，浸麻芽孢杆菌杆菌具有较强的胶质降解能力，单一采用浸麻芽孢杆菌，均可将丝素和丝胶降解，对蚕丝的破坏性大，不利于提取丝素和丝胶，而克鲁维氏酵母蛋白酶分泌量大，但对培养基的氮源、碳源要求高，蜡样芽孢杆菌可产细菌蛋白酶，对胶质降解效果好，但耐酸不耐碱；放线菌最适PH为7.0-7.6，能分泌蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等多种酶，产生的酶复杂，将蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母配合发酵培养时，可提高微生物菌的环境耐受性，可将发酵分泌出高含量的蛋白酶系，调整分泌物的酶成分，四种菌种发酵培养得到的混合培养液酶环境好，对蚕丝脱胶效果好。
(2)本发明的采用紫外线将蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于含有果胶质的碱性培养基中进行诱变，未经过诱变的蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵不耐碱，在碱性条件下繁殖力较弱，甚至是死亡，经过诱变后，蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵可在碱性条件下分泌蛋白酶、果胶酶等多种酶，耐碱性大大提高，将其应用于蚕丝的脱胶，脱胶效果好。
(3)本发明将脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠后再进行冷冻提纯，柠檬酸可调节脱胶液的pH值，同时柠檬酸和氯化钠在脱胶液中形成“盐桥”，促进丝胶蛋白形成交联，现有技中采用冷冻法提取丝胶蛋白时，一般需将脱胶液冷冻至零下20℃，同时冷冻时间一般为十几个小时，本发明添加柠檬酸和氯化钠后，丝胶蛋白可在低温的冷冻液中迅速交联凝结析出。长期超低温冷冻耗能大，本发明大大降低了冷冻法提取丝胶蛋白的耗能。
具体实施方式
下面结合实施例和试验对本发明作进一步说明。
实施例1
一种蚕丝的提取方法，包括如下步骤：
(1)蚕茧预处理：将蚕茧洗净后干燥，剪切成碎片备用；
(2)脱胶处理：将蚕茧置于碱性溶液中于100℃下浸泡50min，再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于100℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝；所述的碱性溶液pH值为10.2；所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得；所述的分散剂为三乙基己基磷酸；
(3)蚕丝处理：将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中30min，再用温度为50℃的水从洗5min，再用-5℃的水冲洗5min；
(4)丝胶提取：向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为6后置于-10℃中冰冻10min后，取出后自然解冻，再抽滤即得丝胶。
所述脱胶溶液为的混合微生物培养液，所述的混合微生物培养液由如下方法制备得到：将活菌数量之比为：1：6:4:3蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中，在紫外线诱导下培养1d后，以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株，将菌株再置于pH值为10的培养液发酵1d即得所述混合微生物培养液；所述的培养基为：葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L，pH值10.2；所述的培养液为：磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L，pH值8.2；所述的混合微生物培养液的酶活3168U/L。
实施例2
一种蚕丝的提取方法，包括如下步骤：
(1)蚕茧预处理：将蚕茧洗净后干燥，剪切成碎片备用；
(2)脱胶处理：将蚕茧置于碱性溶液中于80℃下浸泡70min，再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于90℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝；所述的碱性溶液pH值为10.7；所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得到；所述的分散剂为十二烷基硫酸钠；
(3)蚕丝处理：将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中20min，再用温度为60℃的水从洗3min，再用0℃的水冲洗3min；
(4)丝胶提取：向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为7后置于-5℃中冰冻20min后，取出后自然解冻，再抽滤即得丝胶。
所述脱胶溶液为的混合微生物培养液，所述混合微生物培养液由如下方法制备得到：将活菌数量之比为：1：2:7:1蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中，在紫外线诱导下培养2d后，以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株，将菌株再置于pH值为9的培养液发酵2d即得所述混合微生物培养液；所述的培养基为：葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L，pH值10.2；所述的培养液为：磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L，pH值8.2；所述的混合微生物培养液的酶活为2638U/L。
实施例3
一种蚕丝的提取方法，包括如下步骤：
(1)蚕茧预处理：将蚕茧洗净后干燥，剪切成碎片备用；
(2)脱胶处理：将蚕茧置于碱性溶液中于90℃下浸泡60min，再将蚕茧取出后置于脱胶溶液中于95℃下脱胶得到脱胶液和蚕丝；所述的碱性溶液pH值为10.5；所述的碱性溶液由质量之比为3:4:7:8的分散剂、纯碱、磷酸三钠、硅酸钠调配得到；所述的分散剂为十二烷基硫酸钠；
(3)蚕丝处理：将步骤(2)得到的蚕丝浸泡于小苏打溶液中25min，再用温度为55℃的水从洗4min，再用-3℃的水冲洗4min；
(4)丝胶提取：向脱胶液中添加柠檬酸、氯化钠调整丝胶液的pH值为6后置于-8℃中冰冻15min后，取出后自然解冻，再抽滤即得丝胶。
所述脱胶溶液为的混合微生物培养液，所述的混合微生物培养液由如下方法制备得到：将活菌数量之比为：1：5:5:2蜡样芽孢杆菌、放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵母置于培养基中，在紫外线诱导下培养2d后，以刚果红溶液为测试剂挑选出产果胶酶菌株，将菌株再置于pH值为8的培养液发酵2d即得所述混合微生物培养液；所述的培养基为：葡萄糖0.5g、酵母膏5g、果胶质0.5g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、琼脂25g、水1L，pH值10.2；所述的培养液为：磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.4g、硝酸钠0.4g、硫酸铁0.4g、蔗糖0.4g、水1L，pH值8.2；所述的混合微生物培养液的酶活2686U/L。
为了说明本发明的技术效果，设置如下对照组：
对照组1
对照组1的蚕丝提取方法与实施例1基本相同，区别在于，对照组1的混合微生物培养液由放线菌和蜡样芽胞杆菌培养制得；
对照组2
对照组2的蚕丝提取方法与实施例1基本相同，区别在于，对照组2的混合微生物培养液由浸麻芽孢杆菌发酵培养制得。
对照组3
对照组3的蚕丝提取方法与实施例1基本相同，区别在于，对照组3的混合微生物培养液由放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵发酵培养制得。
对照组4
对照组4的蚕丝提取方法与实施例1基本相同，区别在于，对照组4的混合微生物培养液由放线菌、浸麻芽孢杆菌、克鲁维氏酵发酵培养制得。
对照组5
对照组5的蚕丝提取方法与实施例1基本相同，区别在于，对照组5的脱胶溶液由纯碱调配成pH值为10.5的溶液；脱胶溶液含有5％的碱性蛋白酶。
对照组6
对照组6的蚕丝提取方法与实施例1基本相同，区别在于，对照组6的丝胶提取工艺中，不向脱胶液中添加柠檬酸和氯化钠。
蚕丝提取效果
依照实施例1～实施例3以及对照组1～对照组6的提供的蚕丝提取方法提取蚕丝，每100g蚕丝提取回收到的丝胶如下表。
表1
由表1可知，实施例1～实施例3的丝胶含量相比于对照组1～对照组5高，在相同的丝胶提取工艺下得到丝胶含量越高，说明脱胶效果越好，而实施例1与对照组6相比，实施例1的丝胶含量明显高于对照组6，说明不添加柠檬酸和氯化钠的丝胶提取工艺，丝胶的提取效果差。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。