水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹粕的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹粕的方法，該方法以蠶蛹為原料，經(jīng)過烘干粉碎和水相酶解獲得酶解液，所述酶解液經(jīng)過離心分離獲得上清液和殘渣，殘渣經(jīng)過干燥、粉碎得到蠶蛹粕，上清液經(jīng)過油水分離、超濾膜超濾、脫鹽處理后、干燥和粉碎后得到蠶蛹肽粉，具體方法包括下列步驟：（1）烘干粉碎；（2）水相酶解；（3）離心、油水分離；（4）超濾膜過濾；（5）脫鹽處理；（6）干燥和粉碎，獲得蠶蛹肽粉。本發(fā)明率先將水相生物酶法應(yīng)用于昆蟲細(xì)胞—蠶蛹細(xì)胞上，具有工藝簡單、安全環(huán)保、成本低廉、所得蠶蛹肽粉和蠶蛹粕品質(zhì)高等優(yōu)勢，本發(fā)明的方法具有脫去油脂效率高，所得蠶蛹肽粉與蠶蛹粕的殘脂含量低、寡肽含量高等特點。
【專利說明】水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹粕的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，屬于生物工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是歷史悠久的養(yǎng)蠶、繅絲和制絲大國，工業(yè)生產(chǎn)中每年干蠶蛹產(chǎn)生量約20萬噸，如此龐大的蠶蛹資源量，除一小部分加工用作食品外，絕大部分直接烘干后粉碎用作飼料。干蠶蛹油脂含量約28.9^33.1%，蠶蛹保存期很短，長時間保存極易產(chǎn)生酸敗甚至霉變等。目前繅絲后的蠶蛹資源被直接用作飼料，一方面浪費了大量的油脂資源，而且也容易使家禽養(yǎng)殖中出現(xiàn)類似黃膘豬等不利后果；另一方面，對于蠶蛹蛋白的儲藏及深度開發(fā)應(yīng)用也將帶來不利影響。
[0003]近幾年，國內(nèi)蠶蛹多肽粉的加工主要是從蠶蛹脫脂粉出發(fā)，經(jīng)過生物酶解等步驟生產(chǎn)蠶蛹多肽粉。例如專利號為ZL 201110303395.9的中國專利公開了一種復(fù)合酶水解法制備大豆與蠶蛹復(fù)合寡肽的清 潔生產(chǎn)方法；專利號為ZL 200910212947.8的中國專利公開了一種利用組合酶酶解蠶蛹蛋白制取降血壓肽的方法；專利號為ZL 200610052094.2公開了一種利用蠶蛹制取降血壓肽的方法。但主要存在以下兩個方面的問題:一方面，蠶蛹脫脂粉價格很高，平均為18000元/噸，生產(chǎn)成本高；另一方面，脫脂蠶蛹粉的生產(chǎn)大都是通過有機(jī)溶劑萃取法，生產(chǎn)過程中會有涉及有機(jī)溶劑殘留，這對生產(chǎn)環(huán)保和安全等方面也帶來巨大的壓力。
[0004]水相生物酶法是一種新興的水解含油蛋白的理想方法，它通過酶解為破壞植物細(xì)胞壁，使油脂得以釋放，保留了油脂的生物活性，作用條件溫和，工藝路線簡單，生產(chǎn)過程能耗低，但存在研究開發(fā)難度較大、得油率較低、酶解后蛋白與油脂所形成的乳狀液難以破乳等難題，水相生物酶法的研究是當(dāng)前國內(nèi)外食品工業(yè)的熱點，至今已對多種油料進(jìn)行試驗，但大都局限植物細(xì)胞范圍，尚未發(fā)現(xiàn)在高脂含量的昆蟲細(xì)胞有相關(guān)的研究報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法。利用生物酶解法直接制取蠶蛹多肽和蠶蛹柏，可以一步實現(xiàn)蠶蛹粉到蠶蛹多肽和蠶蛹柏，大大節(jié)約生產(chǎn)成本，并且具有安全環(huán)保和生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，以蠶蛹為原料，經(jīng)過烘干粉碎和水相酶解獲得酶解液，所述酶解液經(jīng)過離心分離獲得上清液和殘渣，殘渣經(jīng)過干燥、粉碎得到蠶蛹柏，上清液經(jīng)過油水分離、超濾膜超濾、脫鹽處理后、干燥和粉碎后得到蠶蛹肽粉，具體方法包括下列步驟:
(1)烘干粉碎:蠶蛹經(jīng)烘干粉碎過篩后，得到蠶蛹粉備用；
(2)水相酶解:按照料水質(zhì)量比1:3飛將蠶蛹粉與水混合均勻，然后分兩步進(jìn)行酶解:首先，按照蠶蛹粉質(zhì)量1.0-2.0%的比例加入胃蛋白酶，于3(T40°C酶解f 2h，酶解過程中控制PH值為1.0-2.0,或者按照蠶蛹粉質(zhì)量1.0-2.0%的比例加入風(fēng)味蛋白酶，于53飛3°C酶解f 2h，酶解過程中控制pH值為6.0-7.0 ;然后按照蠶蛹粉質(zhì)量1.0-2.0%的比例加入堿性蛋白酶，于55~65°C酶解2~3h，酶解過程中控制pH為9.(Tl0.0,或者按照蠶蛹粉質(zhì)量1.0-2.0%的比例加入木瓜蛋白酶，于55~65°C酶解I~2h，酶解過程中控制pH為6.0^7.0,酶解完成后酶解液加熱至8(T85°C滅酶；
(3)離心、油水分離:將酶解液用固液離心機(jī)離心分離得到殘渣和上清液，殘渣經(jīng)干燥和粉碎得到蠶蛹柏，上清液加熱至5(T60°C靜置保溫以強(qiáng)化破乳效果，待油水兩相分離后，將上清液進(jìn)一步通過管道離心泵泵入液液離心機(jī)離心分離得到蠶蛹油和蠶蛹多肽液，其中將蠶蛹多肽液收集做后續(xù)處理用，蠶蛹油收集并保存；
(4)超濾膜過濾:蠶蛹多肽液中產(chǎn)物分子量經(jīng)分析檢測后發(fā)現(xiàn)主要集中在2000Da以下，約占96%，而分子量集中在18(Tl000Da的約占52%，這表明酶解后蠶蛹多肽主要以短肽的形式存在，有效保證了蠶蛹多肽的活性，將蠶蛹多肽液調(diào)節(jié)至一定濃度和PH值，泵入超濾膜裝置中，當(dāng)溫度與流速穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)節(jié)流閥至一定壓強(qiáng)，首先，用截留分子量3KDa的超濾膜進(jìn)行一級超濾得透析液，然后用截留分子量IKDa或2KDa的超濾膜對上述透析液進(jìn)行二級超濾，收集二級超濾的滲透液備用；
(5)脫鹽處理:將二級超濾的滲透液進(jìn)行脫鹽處理，獲得脫鹽后的滲透液；
(6)干燥和粉碎:將脫鹽后的滲透液于9(T10(TC干燥5~10h，然后粉碎過篩獲得蠶蛹肽粉。
[0007]作為優(yōu)選，步驟(1)中所述蠶蛹于95~100°C條件下鼓風(fēng)干燥至含水量< 12.0%，然后粉碎后過24-40目篩?？壗z后的蠶蛹含水量較高，選用鼓風(fēng)干燥的方式，干燥效率高，節(jié)省能耗，蠶蛹干燥后不會變色或顏色較淺，后續(xù)酶解液的顏色相應(yīng)也會淺，制得的蠶蛹肽粉或蠶蛹柏顏色佳；干燥至含水量< 12.0%，一方面便于粉碎，另一方面便于后續(xù)酶解時合理添加酶的量，提高酶解效率和酶的利用率。
[0008]作為優(yōu)選，步驟(2)中酶解過程中的pH值通過稀鹽酸或氫氧化鈉水溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。酶解過程中控制pH在合理的范圍內(nèi)酶解效率高，通過稀鹽酸或氫氧化鈉水溶液來調(diào)節(jié)pH值，靈敏度高，pH波動范圍小，鹽酸和氫氧化鈉在后續(xù)的處理中易于去除，產(chǎn)品中殘留少。
[0009]作為優(yōu)選，步驟(2)中胃蛋白酶酶的酶活為:3000U/g，風(fēng)味蛋白酶的酶活為:1500U/g，堿性蛋白酶的酶活為:20萬U/g，木瓜蛋白酶的酶活為:20萬U/g。水相酶解的酶種類和酶活選擇合理，對蠶蛹粉酶解徹底，酶解液中蠶蛹多肽的分子量小，蠶蛹多肽粉的作為飼料使用時吸收利用率高。
[0010]作為優(yōu)選，步驟(4)中將蠶蛹多肽液調(diào)整至質(zhì)量濃度為5.0%和pH值為7.0進(jìn)行超濾。將蠶蛹多肽液的PH值和濃度調(diào)至適宜范圍，可以提高超濾膜的分離效率，避免超濾膜被污染，超濾完成后超濾膜易于清洗。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(5)中所述脫鹽處理采用電滲析脫鹽，在0.1Mpa的操作壓力和220V電壓下，以0.17^0.18m3/min的流速進(jìn)行電滲析。在此條件下電滲析脫鹽，脫鹽效果好，滲透液中有益成分損失少。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:(1)本發(fā)明率先將水相生物酶法應(yīng)用于昆蟲細(xì)胞一蠶蛹細(xì)胞上，通過多次試驗研究得到較好效果，具有工藝簡單、安全環(huán)保、成本低廉、所得蠶蛹肽粉和蠶蛹柏品質(zhì)高等優(yōu)勢；
(2)本發(fā)明的方法具有脫去油脂效率高，所得蠶蛹肽粉與蠶蛹柏的殘脂含量低、寡肽含量高等特點，具有良好工業(yè)生產(chǎn)實際應(yīng)用價值。
[0013](3)本發(fā)明的方法反應(yīng)條件溫和、設(shè)備要求簡單、無“三廢”排放等特點；所得蠶蛹肽粉中寡肽含量為55飛5%，酸溶蛋白含量為65~75%，粗脂肪含量為3.0-6.0% ;蠶蛹柏中寡肽含量為35~45%，酸溶蛋白含量為45~55%，粗脂肪含量為5.0~8.0%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1是水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的工藝流程圖；
附圖2是水相生物酶法酶解蠶蛹多肽Tricine-SDS-PAGE圖片；
附圖3是蠶蛹多肽液分子量分布圖。
【具體實施方式】
[0015]下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0016]胃蛋白酶、木 瓜蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶和堿性蛋白酶均系市購常規(guī)原料；
超濾采用的裝置型號LY-056，過濾面積5.0 m2，生產(chǎn)廠家:杭州力源水處理設(shè)備公
司；
電滲析設(shè)備采用型號10NLYZER-250-4016，滲析面積112 m2，生產(chǎn)廠家:杭州埃爾環(huán)?？萍加邢薰?；
粗脂肪檢測方法參照GB/T6432，酸溶蛋白和寡肽含量檢測方法參照GB/T22492。
[0017]實施例1胃蛋白酶和堿性蛋白酶雙酶解蠶蛹粉:
水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，如圖1所示，具體方法包括下列步驟:
(1)烘干粉碎:將繅絲后的蠶蛹于100°c鼓風(fēng)干燥至含水量12%，然后粉碎過24目篩后，得到蠶蛹粉備用；
(2)水相酶解:按照料水質(zhì)量比1:3將蠶蛹粉與水在反應(yīng)罐內(nèi)混合均勻，然后分兩步進(jìn)行酶解:首先，按照蠶蛹粉質(zhì)量2.0%的比例加入胃蛋白酶，于30°C酶解2h，酶解全過程中控制PH值為2.0，然后按照蠶蛹粉質(zhì)量2.0%的比例加入堿性蛋白酶，于65°C酶解3h，酶解全過程中控制pH為9.5^10.0,酶解完成后酶解液加熱至80°C滅酶；
(3)離心、油水分離:將酶解液用固液離心機(jī)離心分離得到殘渣和上清液，殘渣經(jīng)干燥和粉碎得到蠶蛹柏，上清液加熱至50°C靜置保溫以強(qiáng)化破乳效果，待油水兩相分離后，將上清液進(jìn)一步通過管道離心泵泵入液液離心機(jī)離心分離得到蠶蛹油和蠶蛹多肽液，其中將蠶蛹多肽液收集做后續(xù)處理用，蠶蛹油收集并保存；
(4)超濾膜過濾:將蠶蛹多肽液調(diào)整至質(zhì)量濃度5.0 %，pH值為7.0，泵入超濾膜裝置中，當(dāng)溫度在35°C，流速達(dá)到0.03mVmin后，調(diào)節(jié)節(jié)流閥至0.05Mpa，用截留分子量3KDa的超濾膜進(jìn)行一級超濾得透析液，然后用截留分子量2KDa的超濾膜對上述透析液進(jìn)行二級超濾，收集二級超濾的滲透液備用；
(5)脫鹽處理:將二級超濾的滲透液在0.1Mpa的操作壓力和220V電壓下，以0.17m3/min的流速進(jìn)行電滲析，獲得脫鹽后的滲透液；(6)干燥和粉碎:將脫鹽后的滲透液于90°C干燥10h，然后粉碎過篩獲得蠶蛹肽粉。
[0018]實施例1制得的香蛹妝粉和香蛹柏的質(zhì)量指標(biāo)如下表1和表2所不:
表1實施例1得到的蠶蛹肽粉質(zhì)量指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，其特征在于:以蠶蛹為原料，經(jīng)過烘干粉碎和水相酶解獲得酶解液，所述酶解液經(jīng)過離心分離獲得上清液和殘渣，殘渣經(jīng)過干燥、粉碎得到蠶蛹柏，上清液經(jīng)過油水分離、超濾膜超濾、脫鹽處理后、干燥和粉碎后得到蠶蛹肽粉，具體方法包括下列步驟: (1)烘干粉碎:蠶蛹經(jīng)烘干粉碎過篩后，得到蠶蛹粉備用； (2)水相酶解:按照料水質(zhì)量比1:3飛將蠶蛹粉與水混合均勻，然后分兩步進(jìn)行酶解:首先，按照蠶蛹粉質(zhì)量1.0-2.0%的比例加入胃蛋白酶，于3(T40°C酶解f2h，酶解過程中控制PH值為1.0-2.0，或者按照蠶蛹粉質(zhì)量1.0-2.0%的比例加入風(fēng)味蛋白酶，于53~63°C酶解f 2h，酶解過程中控制pH值為6.0-7.0 ;然后按照蠶蛹粉質(zhì)量1.0-2.0%的比例加入堿性蛋白酶，于55~65°C酶解2~3h，酶解過程中控制pH為9.(Tl0.0，或者按照蠶蛹粉質(zhì)量1.0-2.0%的比例加入木瓜蛋白酶，于55~65°C酶解I~2h，酶解過程中控制pH為6.0^7.0,酶解完成后酶解液加熱至8(T85°C滅酶； (3)離心、油水分離:將酶解液離心分離得到殘渣和上清液，殘渣經(jīng)干燥和粉碎得到蠶蛹柏，上清液加熱至5(T60°C靜置保溫以強(qiáng)化破乳效果，待油水兩相分離后，將上清液進(jìn)一步通過液液離心機(jī)離心分離得到蠶蛹油和蠶蛹多肽液； (4)超濾膜過濾:將蠶蛹多肽液調(diào)整至適宜濃度和pH值進(jìn)行超濾:首先，用截留分子量3KDa的超濾膜進(jìn)行一級超濾得透析液，然后用截留分子量IKDa或2KDa的超濾膜對上述透析液進(jìn)行二級超濾，收集二級超濾的滲透液備用； (5)脫鹽處理:將二級超濾的滲透液進(jìn)行脫鹽處理，獲得脫鹽后的滲透液； (6)干燥和粉碎:將脫鹽后的滲透液于90~100干燥5~10h，然后粉碎過篩獲得蠶蛹肽粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，其特征在于:步驟(1)中所述蠶蛹于95~100°C條件下鼓風(fēng)干燥至含水量< 12.0%，然后粉碎后過24~40目篩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，其特征在于:步驟(2)中酶解過程中的pH值通過稀鹽酸或氫氧化鈉水溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，其特征在于:步驟(2)中胃蛋白酶酶的酶活為:3000U/g，風(fēng)味蛋白酶的酶活為:1500U/g，堿性蛋白酶的酶活為:20萬U/g,木瓜蛋白酶的酶活為:20萬U/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，其特征在于:步驟(4)中將蠶蛹多肽液調(diào)整至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%和pH值為7.0進(jìn)行超濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相生物酶法生產(chǎn)蠶蛹肽粉和蠶蛹柏的方法，其特征在于:步驟(5)中所述脫鹽處理采用電滲析脫鹽，在0.1Mpa的操作壓力和220V電壓下，以0.17~0.18m3/min的流速進(jìn)行電滲析。
【文檔編號】C12P21/06GK103540639SQ201310523070
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】陳貴才, 常藝海, 侯保兵, 王麗, 聶月美, 王賢玉, 崔志文, 丁瑜 申請人:浙江匯能動物藥品有限公司, 甘肅匯能生物工程有限公司