專利名稱：一種用于生物材料的絲膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絲膠，具體涉及一種用于生物材料的絲膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
蠶絲纖維的主體是絲素，在絲素外圍包覆著絲膠，絲膠對絲素起著保護(hù)作用和膠粘作用。絲膠是一種性能優(yōu)良的生物材料，為開發(fā)新功能生物材料提供了極為重要的應(yīng)用素材。例如，絲膠可以作為合成高分子材料的添加劑，所得的高分子材料的物理性能不僅能得到改善，而且其高分子材料能被微生物迅速降解，成為優(yōu)異的環(huán)保材料；由絲膠和絲素混合組成的絲蛋白膜將是一種有開發(fā)前途的人工皮膚；此外，絲膠還可以作為固定化酶的載體，用絲膠載體制成的固定化酶其熱穩(wěn)定性、操作穩(wěn)定性、抗蛋白酶水解能力等方面都優(yōu)于其他載體；絲膠對細(xì)胞和蛋白質(zhì)具有很強(qiáng)的抗凍保護(hù)作用，作為新功能生物材料具有重要的應(yīng)用價值?，F(xiàn)有的制備絲膠的方法可以參見中國發(fā)明專利CN101348821B，其公開了一種用蠶繭繭衣制備高純絲膠粉的方法，主要包括清洗、常壓脫膠、脫色、酶解、濃縮、離子交換樹脂純化、噴霧干燥、高溫蒸汽滅菌、鋁膜袋真空干燥包裝。由其制得的絲膠粉具有較低的鉛、汞、砷及灰分含量，菌落總數(shù)和大腸桿菌含量也較低。然而，當(dāng)應(yīng)用于生物材料時，要求絲膠中的各項(xiàng)指標(biāo)(如鉛、汞、砷及灰分含量、菌落總數(shù)和大腸桿菌含量等)更低。此外，在加工過程中應(yīng)盡量保留絲膠原有的生物活性。因此，開發(fā)新的制備絲膠的方法，以進(jìn)一步提高絲膠的品質(zhì)和生物活性，將其應(yīng)用于生物材料，具有積極的意義。另一方面，桑蠶繭在繅絲過程中經(jīng)索緒、理緒取下一些亂絲頭，用這種亂絲加工成的絹紡原料稱為長吐。發(fā)明人經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)，長吐中的絲膠含量較高，且長吐本身雜質(zhì)含量較少，因而可以作為制備用于生物材料的絲膠的原料，比蠶繭繭衣更合適。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種用于生物材料的絲膠及其制備方法，以獲得高品質(zhì)的絲膠。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于生物材料的絲膠的制備方法，包括如下步驟
(a)以長吐為原料，除雜、漂洗后，加入純凈水浸泡至少30min，浴比為1(Γ201 ；然后脫水，得到洗凈的長吐；
(b)將上述洗凈的長吐進(jìn)行高溫高壓脫膠，壓力為0.15^0. 3MPa，溫度為12(Tl40°C，脫膠時間為1. 5^2小時，得到脫膠液；
(c)在上述脫膠液采用中性蛋白酶進(jìn)行酶解，酶用量為60(Γ800活力單位/g絲膠，酶解溫度為35 40°C，酶解時間為1. 5^3小時，pH值控制在6. 5^7. 5 ；
(d)依次采用大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂、大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、陰陽離子混合型交換樹脂處理上述脫膠液；
(e)濃縮至固含量疒12%(重量比);
(f)精密過濾、冷凍干燥，即可獲得所述絲膠，鋁膜袋真空干燥包裝、輻射滅菌；所述冷凍干燥的溫度為-3(T-20°C，壓力為3 5Pa，蒸發(fā)液層厚度2 5mm。上文中，所述步驟(C)中的中性蛋白酶是現(xiàn)有技術(shù)。所述步驟(d)中的大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂、大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、陰陽離子混合型交換樹脂均為現(xiàn)有技術(shù)。所述步驟(f)中的精密過濾可以采用1微米熔噴濾芯進(jìn)行。上述技術(shù)方案中，所述步驟(d)之前，對步驟(C)獲得的脫膠液進(jìn)行脫色處理。脫色處理可以為加入絲膠溶液重量廣3%的活性炭，水溫控制在45 75°C，攪拌5(Γ90分鐘，然后過濾除去活性炭；該脫色處理至少進(jìn)行2次。上述脫色處理，可以進(jìn)一步提高絲膠的白度。本發(fā)明同時請求保護(hù)采用上述制備方法得到的用于生物材料的絲膠。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明采用高溫高壓脫膠，升溫速率快，保溫效果好，并使保溫時間大大縮短，同時蒸汽及助劑消耗減少，具有節(jié)能減排、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。2.本發(fā)明以長吐為原料，經(jīng)除雜、漂洗后再用純凈水浸泡再脫膠，其脫膠液采用中性蛋白酶進(jìn)行酶解，沒有加入額外的酸或堿，因此不會產(chǎn)生額外的鹽分，再加上精密過濾步驟，使最終產(chǎn)物的灰分小于等于1. 3%。3.本發(fā)明采用本身雜質(zhì)含量較少的長吐，經(jīng)過清洗、脫膠后，將脫膠液直接用離子交換樹脂進(jìn)行處理，而不是先濃縮然后用離子交換樹脂處理，實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明得到的最終產(chǎn)物的灰分、鉛、汞、砷、菌落總數(shù)和大腸桿菌含量的各項(xiàng)指標(biāo)均大大減低，取得了意想不到的效果，更適用于生物材料。4.本發(fā)明采用冷凍干燥的方法制備絲膠，因而獲得的絲膠具有更高的抗氧化作用和生物活性，避免了現(xiàn)有的噴霧干燥方法中進(jìn)風(fēng)溫度過高(17(T250°C )而造成絲膠生物活性降低。5.本發(fā)明將脫膠液進(jìn)行酶解之后再脫色，而現(xiàn)有技術(shù)中都是將脫膠液先脫色后再酶解，由于酶解過程中會產(chǎn)生一部分顏色，因此本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步提高絲膠的白度。6.本發(fā)明制得的絲膠采用輻射滅菌方法，而不是采用現(xiàn)有的高溫蒸汽滅菌方法，因而獲得的絲膠中的菌落總數(shù)和大腸桿菌含量均大幅度降低，更適用于生物材料。7.本發(fā)明的制備方法簡單，易于操作，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一
一種用于生物材料的絲膠的制備方法，包括如下步驟
(a)以長吐為原料，除雜、漂洗后，加入純凈水浸泡40min，浴比為151 ；然后脫水，得到洗凈的長吐；
(b)將上述洗凈的長吐進(jìn)行高溫高壓脫膠，壓力為0.2MPa，溫度為120°C，脫膠時間為1.5小時，得到脫膠液；
(c)在上述脫膠液采用木瓜蛋白酶進(jìn)行酶解，酶用量為700活力單位/g絲膠，酶解溫度為40°C，pH值控制在6. 7，酶解時間2小時；
(d)將上述脫膠液脫色后，依次采用大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂、大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、陰陽離子混合型交換樹脂處理上述脫膠液；所述陰陽離子混合型交換樹脂中陰離子和陽離子的比例為2 1 ；
(e)濃縮至固含量10%(重量比)；
(f)精密過濾、冷凍干燥，即可獲得所述絲膠；鋁膜袋真空干燥包裝、輻射滅菌；所述冷凍干燥的溫度為-3(T-20°C，壓力為3 5Pa，蒸發(fā)液層厚度2 5mm。本實(shí)施獲得的絲膠總氮含量大于等于15. 1%，灰分小于等于1. 3%，砷小于等于0. 5mg/kg，鉛小于等于5mg/kg，汞小于等于0. 05mg/kg，菌落總數(shù)小于等于30cfu/g，大腸桿菌小于等于10MPN/100g ；本發(fā)明的絲膠呈白色晶體形狀。對比例一
按照中國發(fā)明專利CN101348821B的方法用蠶繭繭衣制備高純絲膠粉，具體詳見上述專利的實(shí)施例一。其得到的高純絲膠粉的各項(xiàng)參數(shù)如下總氮含量大于等于14. 8%，灰分小于等于3%，砷小于等于lmg/kg，鉛小于等于8mg/kg，汞小于等于0. 08mg/kg，菌落總數(shù)小于等于lOOcfu/g，大腸桿菌小于等于15MPN/100g。該絲膠粉呈淡黃色粉末?？梢姡捎帽景l(fā)明的制備方法得到的最終產(chǎn)物絲膠的灰分、鉛、汞、砷、菌落總數(shù)和大腸桿菌含量的各項(xiàng)指標(biāo)均大大減低，取得了意想不到的效果，因而更適用于生物材料。然后對實(shí)施例一和對比例一的絲膠配置成絲膠溶液進(jìn)行抗氧化作用的測試，檢測其對黑色素生產(chǎn)的抑制作用，結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種用于生物材料的絲膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(a)以長吐為原料，除雜、漂洗后，加入純凈水浸泡至少30min，浴比為1(Γ20:1 ；然后脫水，得到洗凈的長吐；(b)將上述洗凈的長吐進(jìn)行高溫高壓脫膠，壓力為0.15^0. 3MPa，溫度為12(Tl40°C，脫膠時間為1. 5^2小時，得到脫膠液；(c)在上述脫膠液采用中性蛋白酶進(jìn)行酶解，酶用量為60(Γ800活力單位/g絲膠，酶解溫度為35、0°C，酶解時間為1. 5^3小時，pH值控制在6. 5^7. 5 ；(d)依次采用大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂、大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、陰陽離子混合型交換樹脂處理上述脫膠液；(e)濃縮至固含量疒12%(重量比);(f)精密過濾、冷凍干燥，即可獲得所述絲膠，鋁膜袋真空干燥包裝、輻射滅菌；所述冷凍干燥的溫度為-3(T-20°C，壓力為3 5Pa，蒸發(fā)液層厚度2 5mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于生物材料的絲膠的制備方法，其特征在于所述步驟(d)之前，對步驟(c)獲得的脫膠液進(jìn)行脫色處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于生物材料的絲膠的制備方法，其特征在于所述步驟(c)中的中性蛋白酶為木瓜蛋白酶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法得到的用于生物材料的絲膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于生物材料的絲膠的制備方法，包括如下步驟(a)以長吐為原料，除雜、漂洗后，加入純凈水浸泡，得到洗凈的長吐；(b)將洗凈的長吐進(jìn)行高溫高壓脫膠得到脫膠液；(c)酶解；(d)依次采用大孔弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂、大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、陰陽離子混合型交換樹脂純化；(e)濃縮；(f)精密過濾、冷凍干燥，獲得絲膠。本發(fā)明采用本身雜質(zhì)含量較少的長吐，經(jīng)過清洗、脫膠后，將脫膠液直接用離子交換樹脂進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明得到的最終產(chǎn)物的灰分、鉛、汞、砷、菌落總數(shù)和大腸桿菌含量的各項(xiàng)指標(biāo)均大大減低，且具有較高的生物活性，取得了意想不到的效果，更適用于生物材料。
文檔編號C12P21/06GK102559824SQ20121000720
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者俞鈺順, 李民旭, 盛家鏞 申請人:湖州南方生物科技有限公司