本發(fā)明涉及有機(jī)物提取
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種絲膠蛋白的生物質(zhì)提取方法及其提取物和應(yīng)用，具體為采用殼聚糖為絮凝劑對(duì)絲膠蛋白進(jìn)行提取的方法，及提取出的殼聚糖-絲膠蛋白絮凝物和其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：絲膠蛋白是一種高分子球狀蛋白質(zhì)，具有良好的護(hù)膚、調(diào)濕、保濕、抗氧化、抗菌、生物相容、可降解性能，以及促進(jìn)細(xì)胞粘附與增殖等功能特性。中國(guó)作為世界上的蠶絲生產(chǎn)大國(guó)，每年均有數(shù)萬噸的絲膠蛋白隨生產(chǎn)廢水直接排放到環(huán)境中，由于絲膠廢水有機(jī)物含量嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致廢水高濃度的生化需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)和高含氮量，引起水體缺氧和富營(yíng)養(yǎng)化，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，增加了水處理工藝復(fù)雜性和高成本，而且浪費(fèi)了珍貴的天然蠶絲蛋白質(zhì)資源。因此，對(duì)絲膠蛋白進(jìn)行提取再利用，對(duì)于天然產(chǎn)物的循環(huán)再利用，實(shí)現(xiàn)廢物資源化，具有重要意義。目前，絲膠蛋白主要采用化學(xué)方法和物理方法進(jìn)行提取?；瘜W(xué)方法主要有化學(xué)混凝、酸沉淀和有機(jī)溶劑沉淀等方法。采用化學(xué)方法對(duì)絲膠蛋白進(jìn)行提取，操作流程復(fù)雜，步驟較多，同時(shí)使用的化學(xué)試劑易給環(huán)境造成二次污染，成本較高。如專利CN201310159100.4以聚丙烯酰胺作為絮凝劑，采用噴霧干燥法得到絲膠粗粉末，再采用乙醇沉淀提純絲膠蛋白，其優(yōu)點(diǎn)是絲膠蛋白生物活性沒有破壞，但是該方法工藝流程較多，同時(shí)使用有機(jī)溶劑及冷凍干燥裝置，其成本較高。物理方法主要有離心、超濾、冰凍等方法。如專利CN201510620681.6利用透析、噴霧干燥等方法提取絲膠蛋白，其優(yōu)點(diǎn)是所得的絲膠蛋白純度達(dá)到90～95％，但是需要使用胰蛋白酶進(jìn)行發(fā)酵，成本高。目前采用化學(xué)物理方法提取的絲膠蛋白需要進(jìn)一步分離才能使用，不能一步利用。增加的操作步驟又給絲膠蛋白的提取成本帶來一定壓力。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種絲膠蛋白的生物質(zhì)提取方法及提取物和應(yīng)用。采用殼聚糖為絮凝劑對(duì)絲膠蛋白進(jìn)行提取，提取方法簡(jiǎn)單，無污染，提取出的殼聚糖-絲膠蛋白絮凝物為純生物資源，不需分離即可直接應(yīng)用。本發(fā)明采用殼聚糖為絮凝劑對(duì)絲膠蛋白進(jìn)行提取，該殼聚糖絮凝劑含有-NH2基團(tuán)，在酸性條件下，形成-NH3+離子，帶有正電荷，在絲膠的等電點(diǎn)以上，可有效提取帶有負(fù)電荷的絲膠蛋白。殼聚糖絮凝劑絮凝機(jī)理如下：本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種絲膠蛋白的生物質(zhì)提取方法，包括以下步驟：將含有殼聚糖濃度為20-60g/L的殼聚糖乙酸溶液與所述絲膠蛋白廢水按體積比為2-5:10的比例混合，調(diào)節(jié)混合液的pH值為5-6，將所述混合液以500-1000rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌10-300min后，靜置至絮凝物完全沉淀，過濾，水洗，噴霧干燥。其中，配制含有殼聚糖濃度為20-60g/L的殼聚糖乙酸溶液，具體步驟為，將殼聚糖加入到20-30g/L乙酸水溶液中，配制成20-60g/L的殼聚糖乙酸溶液。本發(fā)明中，優(yōu)選用乙酸調(diào)節(jié)混合液的pH值。所述乙酸的濃度優(yōu)選為0.01-1mol/L，進(jìn)一步為0.05-0.5mol/L，具體為0.1mol/L。本發(fā)明中，混合液攪拌的速率為500-1000rpm/min，優(yōu)選為700-800rpm/min；攪拌時(shí)間為10-30min，優(yōu)選為5-25min，進(jìn)一步為20min。攪拌過后，將絮凝物靜置至完全沉淀。優(yōu)選靜置時(shí)間為10-60min，進(jìn)一步為20-40min，更進(jìn)一步為30min。本發(fā)明中，所述噴霧干燥的溫度為70-90℃，優(yōu)選為80℃。本發(fā)明還包括采用上述方法提取出的殼聚糖-絲膠蛋白絮凝物。本發(fā)明還包括上述殼聚糖-絲膠蛋白的應(yīng)用。該殼聚糖-絲膠蛋白具有吸濕、抗氧化、抗菌等多種功能性，可直接用于化妝品、紡織品整理應(yīng)用。本發(fā)明采用殼聚糖單一組分回收蠶絲脫膠廢水中的絲膠蛋白，在酸性條件下直接絮凝絲膠蛋白，工藝簡(jiǎn)單，易于操作。帶正電荷的殼聚糖可快速的與帶負(fù)電荷的絲膠蛋白發(fā)生凝聚，形成沉淀，處理后的蠶絲脫膠廢水中絲膠蛋白的去除率可達(dá)到84％以上。生成的殼聚糖-絲膠蛋白固體，可直接應(yīng)用，無需將絲膠蛋白與殼聚糖分離，無固體廢物排放，不會(huì)造成二次污染。此外，絲膠中含有大量的極性氨基酸如絲氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸等，具有良好的吸濕保濕和抗氧化功能，殼聚糖含有的氨基具有良好的吸濕保濕和抗菌功能，絮凝后的殼聚糖-絲膠蛋白可直接用于化妝品中保濕成分和抗菌成分的添加，以及紡織品功能整理，同時(shí)具有吸濕、抗氧化、抗菌等多種功能性。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明中的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1：(1)將殼聚糖加入到30g/L乙酸水溶液中，配成含有殼聚糖濃度為20g/L的殼聚糖乙酸溶液；(2)取上述殼聚糖乙酸溶液20mL加入到100mL蠶絲脫膠廢水中，以濃度為0.1mol/L的乙酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5-6，以800rpm的轉(zhuǎn)速攪拌20min后，靜置20min；(3)常溫過濾、水洗，90℃噴霧干燥。實(shí)施例2：(1)將殼聚糖加入到20g/L乙酸水溶液中，配成含有殼聚糖濃度為40g/L的殼聚糖乙酸溶液；(2)取上述殼聚糖乙酸溶液20mL加入到80mL蠶絲脫膠廢水中，以濃度為0.1mol/L的乙酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5-6，以600rpm的轉(zhuǎn)速攪拌30min后，靜置40min；(3)常溫過濾、水洗，70℃噴霧干燥。實(shí)施例3：(1)將殼聚糖加入到20g/L乙酸水溶液中，配成含有殼聚糖濃度為40g/L的殼聚糖乙酸溶液；(2)取上述殼聚糖乙酸溶液20mL加入到80mL蠶絲脫膠廢水中，以濃度為0.1mol/L的乙酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5-6，以900rpm的轉(zhuǎn)速攪拌40min后，靜置30min；(3)常溫過濾、水洗，80℃噴霧干燥。實(shí)施例4：(1)將殼聚糖加入到30g/L乙酸水溶液中，配成含有殼聚糖濃度為60g/L的殼聚糖乙酸溶液；(2)取上述殼聚糖乙酸溶液20mL加入到50mL蠶絲脫膠廢水中，以濃度為0.1mol/L的乙酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為5-6，以1000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌50min后，靜置50min；(3)常溫過濾、水洗，80℃噴霧干燥。取桑蠶絲皂堿法脫膠液，脫膠液中絲膠蛋白濃度為1.0g/L,COD(化學(xué)需氧量)為830mg/L,按照上述實(shí)施例1-4進(jìn)行絲膠蛋白絮凝，結(jié)果如表1所示：表1實(shí)施例1-4絮凝桑蠶絲皂堿法脫膠液后絲膠蛋白、COD去除率絮凝劑絲膠蛋白去除率(％)COD去除率(％)實(shí)施例178.559.8實(shí)施例280.660.2實(shí)施例381.261.5實(shí)施例481.561.6取柞蠶絲皂堿法脫膠液，脫膠液中絲膠蛋白濃度為0.6g/L,COD(化學(xué)需氧量)為585mg/L,按照上述實(shí)施例1-4進(jìn)行絲膠蛋白絮凝，采用重鉻酸鉀法測(cè)定脫膠液的COD值，吸光度法測(cè)定脫膠液中絲膠蛋白濃度，結(jié)果如表2所示：表2實(shí)施例1-4絮凝柞蠶絲皂堿法脫膠液后絲膠蛋白、COD去除率絮凝劑絲膠蛋白去除率(％)COD去除率(％)實(shí)施例180.558.4實(shí)施例281.159.7實(shí)施例381.660.6實(shí)施例484.761.2由表1和表2可以看出，采用殼聚糖作為絮凝劑可有效回收蠶絲脫膠廢水中的絲膠蛋白，絲膠蛋白去除率為80％左右，甚至可達(dá)到84.7％。工藝簡(jiǎn)單、易操作，對(duì)絲膠蛋白的絮凝效果好，成本低。整個(gè)回收過程無固體廢物排放，不會(huì)造成二次污染。絮凝出的殼聚糖-絲膠蛋白固體為純生物資源，不必分離可直接應(yīng)用。絲膠中含有大量的極性氨基酸如絲氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸等，具有良好的吸濕保濕和抗氧化功能，殼聚糖含有的氨基具有良好的吸濕保濕和抗菌功能。利用殼聚糖和絲膠蛋白所具有的功能，本發(fā)明的殼聚糖-絲膠蛋白可直接用于化妝品中保濕成分和抗菌成分的添加，以及紡織品功能整理，同時(shí)具有吸濕、抗氧化、抗菌等多種功能性。上述實(shí)施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或使用，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實(shí)施方式，任何符合本權(quán)利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點(diǎn)的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3