一种弱碱微波水解蚕茧的方法技术

本发明专利技术公开了一种弱碱微波水解蚕茧的方法，包括如下步骤：（1）清洗烘干；（2）切割分离；（3）一次水解脱胶，将蚕茧片与由碳酸氢钠和氯化钠混合的弱碱混合液加入到微波反应器中，在80℃温度的常压下水解110—130min，水解后得到粗丝胶肽溶液和蚕丝蛋白纤维固体,抽出粗丝胶肽溶液并进行超滤过滤，得到丝胶肽蛋白；（4）二次水解提取丝素肽蛋白，再次向微波反应器中加入弱碱混合液，然后在100℃温度的常压下水解110—130min，并保温8—11h，蚕丝蛋白纤维固体被完全水解成粗丝素溶液，对粗丝素液进行超滤过滤，得到丝素肽蛋白。本发明专利技术能一次性有效地制备出丝胶肽蛋白和丝素肽蛋白，达到了提高制备效率和产品利用率的目的。

A Method of Microwave Hydrolysis of Silkworm Cocoon with Weak Alkali

The invention discloses a method for weak alkali microwave hydrolysis of silkworm cocoons, which comprises the following steps: (1) cleaning and drying; (2) cutting and separating; (3) hydrolysis degumming at one time, adding the cocoon slices and weak alkali mixture mixed with sodium bicarbonate and sodium chloride to the microwave reactor, hydrolyzing at 80 C for 110-130 minutes at atmospheric pressure, and obtaining crude sericin peptide solution and silk protein fiber after hydrolysis. Ultrafiltration was carried out to obtain sericin peptide protein by extracting crude sericin peptide solution from vitamin solid. (4) Secondary hydrolysis was used to extract sericin peptide protein, then weak alkali mixed solution was added to microwave reactor, then hydrolyzed for 110-130 minutes at 100 ~C atmospheric pressure, and kept for 8-11h. Silk protein fiber solid was completely hydrolyzed into crude Sericin Solution and ultrafiltration was carried out to obtain crude sericin solution. To silk fibroin peptide protein. The invention can effectively prepare sericin peptide protein and sericin peptide protein at one time, and achieves the purpose of improving the preparation efficiency and product utilization ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种弱碱微波水解蚕茧的方法
本专利技术涉及蚕丝蛋白
，尤其涉及一种弱碱微波水解蚕茧的方法。
技术介绍
起源于我国的蚕丝业拥有几千年的悠久历史，然而对于蚕丝的应用主要是将丝素纤维用作衣料，随着社会的进步和现代科学技术的发展，对蚕丝新功能的开发利用越来越成为一种趋势。20世纪20年代未，蚕丝业全球第一次出现生产过剩，从1933年起，人们率先将蚕丝应用于非衣料服饰领域并通过研究使用之后，至此开始了蚕丝蛋白的多功能开发利用。经研究发现，蚕丝主要由20～30％的丝胶肽蛋白和70～80％的丝素肽蛋白构成，是制造丝绸的原料。此外，其组分丝胶肽蛋白和丝素肽蛋白也能应用于医疗、保健、日化、纺织、食品、建材等行业，发挥其凝血、接骨、保水、美白、抗菌、抗紫外线、包装和涂料等作用，应用领域及用量均逐年扩大，是一种市场潜力巨大的天然资源，值得开发利用。目前，人们通常通过水解制备丝胶肽蛋白或丝素肽蛋白，分别如下：如中国专利公告号为CN107937460A的现有技术在2018年4月20日公开了一种水解丝胶肽的制备方法，该专利以柞蚕茧壳或废桑蚕丝为原料，经过制备洗净蚕茧壳，制备丝胶溶液，制备水解丝胶肽溶液，装配活化大孔树脂脱色系统，制备水解丝胶肽脱色液，装配活化MCIGEL树脂系统，制备水解丝胶肽分级分离液，制备水解丝胶肽分级分离浓缩液，制备水解丝胶肽分级分离脱乙醇浓缩液和制备水解丝胶肽冻干粉的步骤，最后制备出水解丝胶肽冻干粉。又如中国专利公告号为CN107722116A的现有技术在2018年2月23日公开了一种小分子量的丝素肽的分离方法，该专利将家蚕蚕丝脱胶、溶解，得到溶解液；将溶解液加入葡聚糖G10柱中，用灭菌水洗脱，收集得到脱盐的丝素蛋白水溶液；将脱盐的丝素蛋白水溶液冻干，得到冻干后的丝素蛋白；将冻干的丝素蛋白溶解液加入葡聚糖G50柱中，用灭菌水洗脱丝素蛋白，分管收集；筛选收集管中1500Da以下的丝素肽，再次加入葡聚糖G15柱中，用灭菌水洗脱丝素肽，分管收集，分离得到1500Da以下的各级小分子量丝素肽。上述专利都能够较好地制备出丝胶肽蛋白或丝素肽蛋白，但由于丝胶与丝素是相辅相成的，上述专利仅能制备丝胶肽蛋白或丝素肽蛋白中的一种，而不能同时制备两种，其存在着制备效率低和产品利用率低等缺陷。并且，上述两件在制备过程中均使用了强酸或者强碱（氢氧化钠），水解后需要增加对水解液酸或者碱进行中和以及丝素丝胶肽蛋白的物理提取，废液处理排放量也增大，加大后工序的污染治理，增加工序效率就低。因此，存在着制备效率低、制造成本较高、污染较大、蛋白质破坏较大等缺陷，导致产品的品质得不到保证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种弱碱微波水解蚕茧的方法，本专利技术能够一次性有效地制备出丝胶肽蛋白和丝素肽蛋白，达到了提高制备效率和产品利用率的目的。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种弱碱微波水解蚕茧的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）清洗烘干先对蚕茧清洗除杂，再将蚕茧加热烘干至烘干率为55%—60%为止；（2）切割分离将烘干后的蚕茧切割成物理性状为1—2mm的蚕茧片，并分离蚕茧片中的杂质；（3）一次水解脱胶将蚕茧片与由碳酸氢钠和氯化钠混合的弱碱混合液按1：8—12的质量比加入到微波反应器中，然后在80℃温度的常压下水解110—130min，水解后得到粗丝胶肽溶液和蚕丝蛋白纤维固体,抽出粗丝胶肽溶液并进行超滤过滤，得到丝胶肽蛋白；（4）二次水解提取丝素肽蛋白按蚕丝蛋白纤维固体与弱碱混合液质量比为1：8—12的比例再次向微波反应器中加入弱碱混合液，然后在100℃温度的常压下水解110—130min，并保温8—11h，蚕丝蛋白纤维固体被完全水解成粗丝素溶液，对粗丝素液进行超滤过滤，得到丝素肽蛋白。所述弱碱混合液的PH值为8—8.3，浓度质量百分比10%—20%。所述步骤（1）中的烘干过程包括预热、等速干燥和减速干燥三个阶段，预热阶段是采用热风转筒器对蚕茧加热，使热能通过茧层透入茧腔内杀死蛹体，使蛹体水分进入蒸发期；等速干燥阶段是使蛹体水分的扩散速度与茧层表面蒸发速度处于平衡状态，一直持续到蛹体水分扩散速度逐渐落后于茧层表面蒸发速度时为止；减速干燥阶段是指蚕茧中水分逐渐减少，最终将蚕茧加热烘干至烘干率为55%—60%为止。所述步骤（1）中的清洗过程为：采用喷雾的方式去除蚕茧上的杂质。所述步骤（2）中采用机械定距离切割方法进行切割，切割后采用金火探测仪检测蚕茧片中的金属杂质并通过重物分离器分离杂质。所述步骤（3）中的蚕茧片采用螺旋推进装置送入微波反应器中。所述蚕茧的消耗系数为1.02—1.03。采用本专利技术的优点在于：1、本专利技术采用上述特定的工序处理蚕茧，使得丝胶肽蛋白与丝素肽蛋白的获得能够在同一生产平台上的工艺生产的实现，能够一次性有效地制备出丝胶肽蛋白和丝素肽蛋白，达到了提高制备效率和产品利用率的目的，并且还便于实现自动控制。而在上述特定工艺中，本专利技术的重点改进之处在于弱碱水解以及水解时采用微波加热。其中，蚕茧蛋白含丝胶与丝素蛋白属于天然蛋白质，但它不是一种单一蛋白质，是几种性质相似、但组分和结构不完全相同的蚕丝蛋白质的混合物。因此，使用微波反应器加热水解时，微波可直接穿透原料，使原料内部分子震动升温，导致原料里外同时加热，瞬间达到一定温度将蛋白质水解成肽，且不破坏各氨基酸组成，有效缩短水解处理时间和反应均匀性，同时实现相同工艺技术下的较低温水解技术。而使用弱碱水解的弱碱环境，不仅能够极大地保护蚕茧中的蛋白，还能够降低酸水解对丝胶蛋白质裂解肽链时对有效氨基酸的破坏，同时较生物酶解法生产蛋白肽效率更高，且还更易于工厂化生产。另外，经测试采用本专利技术所述特定工艺，能使丝胶与丝素总得率达到97%以上。2、本专利技术步骤（1）中通过预热、等速干燥和减速干燥三个阶段将蚕茧加热烘干至烘干率为55%—60%为止，其优点在于使蚕茧含水适中，能够在消耗较少能源的前提下，达到宜储存和不易霉变的效果。3、本专利技术步骤（2）中将蚕茧切割成物理性状1—2mm的蚕茧片，由于蚕茧片愈小其比表面积愈大，其化学反应速度越快，生产效率也越高；但蚕茧物理过小，也不利于规模化连续化生产和管理。因此将蚕茧切割成物理性状1—2mm的蚕茧片，既有利于提高化学反应速度和生产效率，又有利于规模化连续化生产和管理。4、本专利技术步骤（3）的一次水解脱胶中，将蚕茧片与弱碱混合液的质量比设为1：8—12，将水解温度设为80℃，将水解时间设为110—130min。由于蚕丝胶是包于蚕丝蛋白纤维外的一层40%的胶体蛋白，因此在该步骤的特定参数下能使得蚕茧片脱胶最为彻底，经济。5、本专利技术步骤（4）的二次水解提取丝素肽蛋白中，将蚕丝蛋白纤维固体与弱碱混合液质量比设为1：8—12，将水解温度设为100℃，将水解时间设为110—130min，还需要保温8—11h。在该步骤的特定参数下能使脱胶后的蚕丝蛋白纤维充分水解成丝素肽蛋白，从而提高产品的得率。6、本专利技术中弱碱混合液的PH值为8—8.3，浓度质量百分比10%—20%。采用该PH值和浓度质量百分比的弱碱混合液有利于最大限度保护蚕丝纤维蛋白的水解损坏，同时保证其反应速度合理。7、本专利技术中蚕茧的消耗系数为1.02—1.03，其优点在于对蚕茧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弱碱微波水解蚕茧的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）清洗烘干先对蚕茧清洗除杂，再将蚕茧加热烘干至烘干率为55%—60%为止；（2）切割分离将烘干后的蚕茧切割成物理性状为1—2mm的蚕茧片，并分离蚕茧片中的杂质；（3）一次水解脱胶将蚕茧片与由碳酸氢钠和氯化钠混合的弱碱混合液按1：8—12的质量比加入到微波反应器中，然后在80℃温度的常压下水解110—130min，水解后得到粗丝胶肽溶液和蚕丝蛋白纤维固体,抽出粗丝胶肽溶液并进行超滤过滤，得到丝胶肽蛋白；（4）二次水解提取丝素肽蛋白按蚕丝蛋白纤维固体与弱碱混合液质量比为1：8—12的比例再次向微波反应器中加入弱碱混合液，然后在100℃温度的常压下水解110—130min，并保温8—11h，蚕丝蛋白纤维固体被完全水解成粗丝素溶液，对粗丝素液进行超滤过滤，得到丝素肽蛋白。

【技术特征摘要】
1.一种弱碱微波水解蚕茧的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）清洗烘干先对蚕茧清洗除杂，再将蚕茧加热烘干至烘干率为55%—60%为止；（2）切割分离将烘干后的蚕茧切割成物理性状为1—2mm的蚕茧片，并分离蚕茧片中的杂质；（3）一次水解脱胶将蚕茧片与由碳酸氢钠和氯化钠混合的弱碱混合液按1：8—12的质量比加入到微波反应器中，然后在80℃温度的常压下水解110—130min，水解后得到粗丝胶肽溶液和蚕丝蛋白纤维固体,抽出粗丝胶肽溶液并进行超滤过滤，得到丝胶肽蛋白；（4）二次水解提取丝素肽蛋白按蚕丝蛋白纤维固体与弱碱混合液质量比为1：8—12的比例再次向微波反应器中加入弱碱混合液，然后在100℃温度的常压下水解110—130min，并保温8—11h，蚕丝蛋白纤维固体被完全水解成粗丝素溶液，对粗丝素液进行超滤过滤，得到丝素肽蛋白。2.如权利要求1所述的一种弱碱微波水解蚕茧的方法，其特征在于：所述弱碱混合液的PH值为8—8.3，浓度质量百分比10%—20%。3.如权利要求1所述的一种弱碱微波水解蚕茧的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙益华，
申请(专利权)人：宜宾屏山辉瑞油脂有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51