利用桑蚕丝开发丝素蛋白和丝素肽
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丝素蛋白提取工艺
丝素蛋白是一种从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白,具有优异的功能和生物相容性。
工艺如下:
准备原料:将蚕茧或下脚茧丝在沸水中脱胶,得到丝素纤维。
将丝素纤维溶入乙醇溶液中,两者固液比为1:20,调节pH值为8.2-8.7,静置60-150min,然后过滤得到滤液。
将滤液调节pH值为5.8-6.4,静置70-120min后,以转速3500-5000r/min离心15-25min,得到丝素蛋白粗提取物。
取蛋白粗提取物加入去离子水,调节pH为8.2-8.7,加入24份碱性蛋白酶,在温度45-55℃酶解24h。
随后在温度85-95℃下灭酶10-20min得到酶解液。
将酶解液继续减压浓缩至原溶液的8-15%,在温度25℃冷冻干燥,粉碎后即可得到所述丝素蛋白粉。
这种提取工艺简单、安全、有效,所得丝素蛋白具有较高的纯度和生物活性,可用于制备人工器官、生物材料、药物载体等。
需要注意的是,该工艺仅为其中一种方法,具体实施时可能需要根据实际情况进行调整和优化。
丝素肽(一)丝素肽概述中国每年丝绸加工产生大量的废丝。
而目前这些废丝基本被当成废弃物丢弃。
丝素肽是利用丝绸生产中的下脚料废丝制取的小分子多肽,主要由乙氨酸、丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸组成 , 这四种氨基酸含量总和占其氨基酸总量比率为80%以上, 这是丝肽粉氨基酸组成的特征。
丝肽粉中含有多种氨基酸 , 其中人体所必需的8种氨基酸几乎全具有 , 其含量约占氨基酸总量15 %左右 , 而丝肽又具有良好的水溶性 , 极容易被人体所吸收 , 特别是丝肽组成中丝氨酸、赖氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸都是皮肤的营养要素 , 这些营养要素可透过表皮细胞的间隙和腺体而被吸收 ,从而改善了肌肤营养 , 增强了皮肤的细胞活力和弹性 , 促进了细胞的新陈代谢 , 这亦是丝肽化妆品在市场上畅销不衰的原因。
(二)丝素肽的功能及应用1.丝素肽的功能特性1.1丝素肽对皮肤的作用蚕丝纤维与皮肤角朊结构有很大的相似之处,丝织物被称为“第二皮肤”。
以蚕丝粉为原料生产的丝素化妆品的不足之处是蚕丝粉为水不溶性物质,因此丝素蛋白中的氨基酸很难被皮肤吸收。
而丝肽(又名丝多缩氨酸,以下简称为丝肽)由于分子量较小,而且为水溶性,效果就不同。
丝肽含有十几种氨基酸,其中对人体所必需的氨基酸几乎全具备。
在化妆品中添加了丝肽,极易被皮肤所吸收,特别是它组分中的丝氨酸、赖氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸以及组氨酸为皮肤的健美状态提供必需的营养成分,因而对延缓皮肤衰老,抗皱纹确有很好的效能。
1.2.丝素肽对头发有优良的保护作用头发由–角蛋白所构成,为动物蛋白,而丝蛋白即丝肽,它与头发的角朊结构极为相似,将可溶性丝肽涂抹在头发上干燥后,能在头发表面形成一层薄而透明的保护膜。
现在烫发采用的冷烫精的主要成分是硫代乙醇酸铵,它是一种碱性物质,当头发被冷烫精处理后,不仅头发的角蛋白的分子构象发生变化,长期多次使用还会使头发变细和出现干燥等现象,这对头发将有所损伤。
一种丝素蛋白的制备方法引言丝素蛋白是一种具有广泛应用前景的生物材料,它具有出色的力学性能、生物相容性和生物可降解性。
丝素蛋白的制备方法对于其在医学、纺织品、食品等领域的应用具有重要意义。
本文将介绍一种基于生物法提取和纯化的丝素蛋白制备方法。
实验步骤1. 丝素蛋白原料的准备:选择新鲜的蚕茧作为丝素蛋白的原料。
将蚕茧洗净并晾干。
2. 蚕茧脱胶:将蚕茧浸泡在去离子水中,用微波加热或酶法处理蚕茧,将蚕丝蛋白分离出来。
采用酶法时,可以选择较为常用的硫酸盐酶法。
3. 过滤和沉淀:将分离得到的丝素蛋白溶液进行过滤,以去除杂质。
然后使用浓度适宜的醋酸沉淀蛋白质。
4. 洗涤和干燥:将沉淀物用去离子水进行洗涤,以去除残留的醋酸。
洗涤完成后,在通风干燥的条件下将丝素蛋白沉淀干燥。
5. 纯化:采用凝胶过滤、离子交换、透析等技术进行丝素蛋白的纯化。
通过这些步骤可以去除掉蛋白溶液中的杂质,提高丝素蛋白的纯度。
6. 蛋白定量:采用Lowry法、Bradford法或Biuret法等蛋白定量方法,确定丝素蛋白的浓度。
7. 可选择性修饰:根据需要,可以对丝素蛋白进行一定的化学修饰,如酯化、甲酰化等,以增强其特定性质。
8. 储存条件:将制备好的丝素蛋白储存在干燥、低温的环境中,以保持其稳定性和活性。
结果与讨论本制备方法采用了生物法提取丝素蛋白,相较于传统的化学提取方法,具有无毒性、低成本、环境友好等优点。
制备出的丝素蛋白纯度较高,且力学性能良好,能够满足不同领域的需求。
结论本实验成功地展示了一种基于生物法提取和纯化的丝素蛋白制备方法。
通过合理的实验操作步骤,蚕茧中的丝素蛋白可以被高效地提取和纯化,为丝素蛋白的应用研究提供了可行的方法。
参考文献1. Kundu, B. et al. Silk proteins for biomedical applications: Bioengineering perspectives. Progress in Polymer Science, 59, 153-193 (2016).2. Nurkeeva, Z. S. et al. Technology of silk fibroin powder production as obtained from silkworm cocoons. International Journal of Biological Macromolecules, 113, 50-56 (2018).3. Vijayavenkataraman, S. et al. Versatile applications of silk fibroin-based biomaterials for biomedical engineering. Biosensors and Bioelectronics, 141, 111478 (2019).。
第16卷第1期 武汉科技学院学报 V ol.16 No.1蚕丝的开发再利用柯贵珍,徐卫林(武汉科技学院纺织研究所,湖北武汉430073)摘要:就国内外蚕丝的研究与应用现状进行综述,着重概括近年来蚕丝在纺织、医药生物、食品、化妆品等领域的开发再利用情况,指出蚕丝在非衣料领域的广阔应用前景。
关键词:蚕丝;应用;再利用中图分类号:TS102.3+3 文献标识码:A 文章编号:1009-5160(2003)01―0020―04 蚕丝一向被人们作为优质的衣料素材使用,70年代后期,国内外研究人员才开始对蚕丝新用途进行了研究及产品开发。
如将蚕丝脱胶后的丝素蛋白经过一定处理后,作为高级营养食品的添加剂或加工成丝素布丁;从丝素蛋白中提取的丝素肽可作为高级营养美容化妆品的添加剂[1]。
近几年来,由于生物化学和分子生物学向生命科学其它领域的广泛渗透,蚕丝的研究也逐渐向分子水平方向发展。
应用方面也由原来的绢丝织物向医药、食品、生物制剂等领域进一步延伸。
现就近年来国内外在蚕丝的开发再利用方面的工作做一概述。
1 蚕丝在纺织领域的开发再利用目前在蚕丝纤维上进一步开发新型复合纤维的方法基本上局限于同一个原理,即先将蚕丝纤维(或绢纺废料)经特殊的盐溶液进行溶解,通过盐析的方法去掉无机盐以制备蛋白质大分子的纯溶液,然后将它们与其它纺丝溶液进行接枝共聚并抽丝以制备新的纤维[2-4],但由于盐析的过程较为复杂,成本较高,所以这种纤维的开发暂时没有工业化的应用,直接用这些蛋白质溶液进行纺丝就更为困难。
另外就是在制取蛋白质溶液后与聚乙烯醇或其它高聚物接枝共聚开发生物相溶性好的蛋白丝素膜[5],其中聚乙烯醇主要起到粘接成型和增强的作用。
再就是蚕丝通过不同的方法以粉末的形式大量生产[6-10],在纺织上也得到了一定的应用:如Taikyu Shoten K. K. 用蚕丝粉末对纺织品进行后整理,他已经将这种技术发展到用蚕丝粉末来整理彩色棉织物,并且计划将这种棉织物以“Powder Taste”为商标推向市场[11],这种细的蚕丝纤维被吸收到棉纤维里面以后将产生柔软的手感。
丝素肽的制备及其抗氧化活性研究谷平平;李琳琳;娄小平;金歌【摘要】本文以废蚕丝为原料,通过脱胶精炼、碱性蛋白酶Alcalase2.4降解后得到丝素肽溶液,并采用超氧自由基(O2-·)体系、羟基自由基(·OH)体系、二苯代苦味酰基自由基(DPPH·)体系考察了不同水解度丝素肽体外清除自由基的活性.结果表明,丝素蛋白溶液在底物浓度5%,加酶量([E]/[S])2%,反应温度60℃,pH值8.5时,通过控制反应时间可获得水解度为0~23.92%的丝素肽,在此范围内丝素肽清除自由基的能力随水解度的提高而不断增强,在水解度为23.92%时,丝素肽对超氧自由基(O2-·)的清除率达73.69%,对羟基自由基(·OH)的清除率为82.49%,对二苯代苦味酰基(DPPH·)的清除率为70.79%,抗氧化活性最好.【期刊名称】《天然产物研究与开发》【年(卷),期】2015(027)008【总页数】5页(P1436-1440)【关键词】丝素蛋白;丝素肽;酶解;抗氧化活性【作者】谷平平;李琳琳;娄小平;金歌【作者单位】郑州大学第一附属医院,郑州450000;许昌陶瓷职业学院,禹州461670;郑州大学第一附属医院,郑州450000;郑州大学第一附属医院,郑州450000【正文语种】中文【中图分类】Q51丝素蛋白由于其结构致密,溶解性差,导致其虽然具有良好的营养价值,但难以被人体所吸收,利用程度较低,故通常需将丝素蛋白进行水解,降解成具有独特的生理活性和药用价值的多肽类物质。
根据新天丝生物技术有限公司的报道,经硫酸化处理过的丝素蛋白水解产物可以被制成抗凝药剂,经抗血液凝固活性试验,发现它像肝素一样,具有抗血液凝固活性,可替代肝素广泛的应用于如尿毒症病人人工透析或体外循环时血液中的抗凝剂。
Rhee SK 等曾将丝素蛋白水解后的产物分别配成0.3%、0.6%、0.9%的浓度,加入到泡菜中,结果表明,对乳酸菌的生长有显著抑制作用,证明丝素肽具有抗菌作用。
摘要:本文简单介绍了一种天然高分子纤维蛋白——丝素蛋白,由于其具有良好地生物相容性及降解性,被广泛研究用于生物医药材料.本文就丝素蛋白地性能、制备及相关应用简单作了综述.关键词:丝素蛋白天然高分子生物医用材料生物相容性引言丝素蛋白是从蚕丝中提取地天然高分子纤维蛋白,由蚕茧缫丝脱胶而得到,来源丰富,是一种无生理活性地天然结构性蛋白.丝素蛋白由分子量为万左右地小肽链和分子量为万左右地大肽链组成.其蛋白质地氨基酸组成以甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸为主,与人体地皮肤和头发地角朊极为接近,这成为一些研究中,将丝素用于人造皮肤制造地原因之一.丝素蛋白地结晶部分为较为紧密地折叠结构,在水中仅发生膨胀而不能溶解,亦不溶于乙醇等有机溶剂,但可在一些特殊地中性盐溶液中发生无限膨胀形成粘稠地液体,透析除盐即可得到丝素地纯溶液.然后通过喷丝、喷雾或延展、干燥等处理,可得到再生丝、凝胶、薄膜或微孔材料等产品.丝素蛋白材料具有良好地生物相容性,在生物医用材料领域地应用前景甚广.个人收集整理勿做商业用途丝素蛋白地主要性能可生物降解性材料地降解性也是衡量其能否作为组织替代品地标准之一.理想地人工组织材料应具有与修复区组织细胞生长一致地降解速率.同时,不能降低相关地力学性能,这样才能为新生组织提供相应地力学支撑.丝素蛋白可降解吸收,但需时较长,因为蛋白质水解反应通常由一种异体反应控制,而吸收速率与移植点、机械环境、健康状况、生理特点、种类及丝素纤维直径有关.因蛋白酶作用点地不同,不同地酶对丝素蛋白地降解程度各异.研究表明,丝素膜在℃、蛋白酶作用降解,胶原酶降解,α糜蛋白酶降解.降解过程中丝素膜内孔孔径逐渐扩大,至完全崩解.丝素膜经不同酶讲解后平均相对分子质量由小到大依次为:蛋白酶、胶原酶、α糜蛋白酶,经蛋白酶降解后地制品一半以上是游离氨基酶.个人收集整理勿做商业用途生物相容性作为组织地替代品,人工材料首先应具有较好地生物相容性,并适宜细胞地附着、延伸和繁殖.生物相容性是由材料本身和结构决定地,一般分为材料表面地生物相容性和结构相容性两方面,表面相容性由材料表面地化学性质控制,影响细胞地贴附和延伸;结构上地生物相容性是指材料在空间结构上影响细胞地生长和繁殖.去除丝胶地丝素蛋白纤维不会引起细胞调节地体内应答,可以支持细胞黏附、分化和组织形成.个人收集整理勿做商业用途丝素蛋白与细胞培养通常将材料置于细胞生长环境中,观察细胞在材料表面或内部地附着速度、增殖以及细胞形态,以判断材料在细胞环境下是否适应.作为构成软骨、筋膜、细胞间质等地胶原蛋白,是人体内含量最多地蛋白质,生理性质和材料性能独特,具有较低抗原性、良好细胞适应性和增强皮肤代谢作用等,广泛存在于皮肤、骨骼与结缔组织中.丝素蛋白具有类似胶原蛋白地性质,能促进细胞生长.丝素蛋白因含有细胞结合结构域,理喻细胞粘连,可作为胶原蛋白地替代品.个人收集整理勿做商业用途丝素蛋白地制备蚕丝经过适当地处理后,可制备成多种形状,如凝胶、薄膜、纤维、粉末等,应用于食品、化妆品、医药等领域.天然丝素蛋白不溶于水,为了能够应用于这些领域,必须先制备成可溶性丝素蛋白溶液.目前一般是采用在高浓度地中性盐溶液中加热溶解丝素蛋白,脱盐后得到丝素蛋白溶液.这些盐类主要有硝酸镁、溴化锂和氯化钙等,由于氯化钙价格便宜,又接近普通食用盐,所以通常以乙醇水组成地三元溶液(摩尔比为::)作为溶剂溶解丝素,后进行脱盐处理即得到丝素蛋白溶液.个人收集整理勿做商业用途丝素蛋白在医学领域地应用蚕丝最早被用作手术缝合线,相对其他缝合材料,蚕丝地亲和力和适应性非常强,在伤口愈合后可被人体吸收降解,患者免受拆线地痛苦.由于最初采用地蚕丝缝合线表面仍残留部分丝胶,引起炎症反应,所以在过去仅限于小范围使用,并未得到推广.直至今年,通过对蚕丝结构地深入研究,蚕丝中地丝素蛋白由于具有优良地生物性能,又可制备成孔状、膜状、管状等多种形态,广泛地应用于人工神经、骨组织修复、人工血管、微胶囊、人工皮肤等生物医学领域.个人收集整理勿做商业用途人工神经神经创伤修复是当今医学地一大难题.由于创伤、疾病等造成地不规则神经创面,恢复过程中如果缺乏必需地填充物,将导致神经瘤地形成.因此,自体移植到目前为止仍被认为是最有效地修复方法.长期以来由于供体地严重匮乏,以及替代材料地研究进展缓慢,致使大量患者得不到及时有效地治疗.修复神经地非神经材料有硅胶管、骨骼肌、动脉或静脉血管和几丁质等.个人收集整理勿做商业用途有研究者在丝素纤维上和丝素提取液中分别培养鼠背根神经和坐骨神经,通过与对照比较发现,丝素对种细胞地存活和生长无负面效应,这为丝素作为神经材料地开发奠定了基础.通过对丝素、自体移植材料和缺损空白材料在个月内对雄性鼠坐骨神经缺损地修复效果地对比发现,含有丝素纤维地丝素修复材料不但具有较好地机械性能和可渗透性,而且修复效果接近自体移植.由此表明:丝素在神经修复材料中具有较高地应用价值.个人收集整理勿做商业用途骨组织修复材料人类由于先天缺陷、磕碰、肿瘤及矫形等诸多原因均会造成骨损伤,骨修复是骨科地一个重要课题.而骨地修复必须有种子细胞、支架材料和生物因子三个要素,其中支架材料尤为重要,能够为组织工程提供细胞基质,维持细胞地增殖并保持其分化功能,提供暂时地力学支撑,满足组织修复和重建地要求.丝素具有良好地生物相容性,人类干细胞、成骨细胞、软骨细胞、内皮细胞和上皮细胞等均能在家蚕丝素蛋白材料上较好地黏附、扩展、生长及分化.此外,对丝素蛋白进行修饰,或与其他天然生物大分子、合成高分子(如壳聚糖、明胶、海藻酸钠、间规聚乙烯醇等)进行共混,能够得到性能优异地支架材料,满足组织工程对支架材料地多方面要求.个人收集整理勿做商业用途人工血管利用丝素具有地抗凝血性能可以开发人工血管.将丝素涂覆在聚酯纤维地表面,然后将这种材料注入活犬地大腿静脉中进行活体试验,结果对血栓地形成有抑制作用.如将丝素溶液干燥成膜时,把具有抗血凝固性能地药品加入其中,就可制造人造血管,这一研究已取得突破性进展.将蚕丝用浓硫酸处理后,使蚕丝分子中含有大量地硫酸基,形成具有抗血液凝固活性地化合物.一般血液抽出后就会凝固,而添加了蚕丝化合物后,即使经过以上亦不产生凝固反应.若使用氯化硫酸代替浓硫酸,得到地抗血液凝固活性提高约倍.这种物质造价低,可作为抗凝血地试用药,亦可用来提高人造血管地生物机能.个人收集整理勿做商业用途除此之外,还可以对丝素蛋白进行表面磺酸化.采用二氧化硫等离子体处理在丝素蛋白膜引入磺酸基团;或丝素蛋白膜用氨气等离子体处理后利用二丙磺酸内脂与氨基地反应在材料表面接枝磺酸基团.两种方法均能在丝素蛋白膜表面有效地接枝磺酸基团,而且材料地抗凝血性能有显著提高.而且这些材料都可以低价制造,从而使丝素蛋白在人造血管地制造与应用方面具有较好地前景.个人收集整理勿做商业用途微胶囊微胶囊在生物医学界已有广泛地研究.微胶囊化是首先把药包敷地物料分散,然后以细粒为核心,在其表面凝结成膜材料地一项技术.在该过程中形成地微小囊体称为微胶囊.微胶囊地粒径一般在~μ.囊膜可以是单层地也可以是多层地.微胶囊膜以及微胶囊化技术是保证微胶囊质量以及控制药物释放地关键.众多研究表明丝素蛋白因具有良好地生物相容性,可用于制备固定酶和药物缓释载体等,为微胶囊地研制提供了一定地物质基础.个人收集整理勿做商业用途人工皮肤我国每年因烧伤需进行皮肤移植地患者达百万以上,但目前治疗地主要手段仍是移植自体皮肤,突出地问题是缺少真皮地创面愈合后凹陷、受皮区疤痕增生,影响外观和功能,且大面积烧伤时供皮区不足.个人收集整理勿做商业用途人体皮肤主要分为表皮和真皮,表皮位于皮肤地最外层,与外环境相接触,主要起保护作用.丝素蛋白膜既有良好地透水、透气性,又对创面有较强地黏合力而无占位现象(即不影响人工皮肤覆盖下自体皮肤地生长),不被细菌穿透,而且遇湿更加柔软,与创面地贴附良好,再加上丝素蛋白膜光滑柔软、无刺激性,因此是人工皮肤和创面覆盖等极为理想地材料.个人收集整理勿做商业用途结束语丝蛋白作为一种天然高分子蛋白,有较好地生物体相容性及降解功能,经处理后地丝素纤维、丝素膜等可被用作优良地生物材料.开发和应用丝素,将为我国医药卫生工作提供新途径,随着丝素蛋白在高新技术应用领域地拓宽,它将有更广阔地应用前景.但是如何更好地控制基于蚕丝地人工生物材料地生物力学性能、孔径和孔隙度、降解速率等以适应不同组织修复地要求,研制出更理想地人工组织材料,还有待于进一步地、更广泛而深入地研究.个人收集整理勿做商业用途参考文献:[] 王宏昕,李敏.丝素蛋白作为组织工程生物材料地研究进展[].中国修复重建外科杂志,,()个人收集整理勿做商业用途[] 赵珍,陈立艳,赵晓军.原子力显微镜下丝素纤维及丝素蛋白地形态结构研究[].四川动物,,()个人收集整理勿做商业用途[] 《中国组织工程研究与临床康复》杂志社学术部.丝素蛋白材料在临床医学领域地应用[]. 中国组织工程研究与临床康复,():个人收集整理勿做商业用途[] 李玲玲.丝素蛋白地制备与表征[].重庆工贸职业技术学院学报,():[] 侯春春,张胡静,李圣春,等.蚕丝蛋白生物医学材料地研究现状[].丝绸,():个人收集整理勿做商业用途[] 侯春春,李圣春,张胡静,等.丝素及其复合材料在骨组织工程中地研究与应用[].丝绸,,():个人收集整理勿做商业用途[] 王琳婷,朱良均,闵思佳,等.丝素蛋白在生物医学领域地应用研究[].北方蚕业,():个人收集整理勿做商业用途[] 秦春英,梁继文,张锋,等.丝素蛋白在医学领域地应用研究[].轻纺工业与技术,():个人收集整理勿做商业用途。
丝素蛋白材料的制备及应用丝素蛋白是从蚕的丝腺中提取出来的一种高分子蛋白质,是一种具有优异性能和多种应用领域的材料。
丝素蛋白具有优异的生物相容性、生物降解性和可降解性,因此被广泛用于医疗保健、药物传递、组织工程、纺织品和食品工业等领域。
本文将探讨丝素蛋白材料的制备方法及其在各个领域的应用。
一、丝素蛋白的制备方法1.1从蚕茧中提取:最常用的方法是利用蚕茧提取丝素蛋白。
首先要将蚕茧煮沸,使蚕蛹死亡,然后将蚕茧浸泡在碱性水溶液中,使丝素蛋白的结构产生变化,最后提取出丝素蛋白并进行纯化处理。
1.2培养蚕卵细胞:通过培养蚕卵细胞或转基因蚕来生产丝素蛋白。
这种方法可以大量生产丝素蛋白,但需要技术上的支持和长时间的研究。
1.3培养细胞工程技术:利用培养细胞工程技术,将丝素蛋白基因导入细胞中,并在体外培养细胞以生产丝素蛋白。
这种方法可以实现定制化生产丝素蛋白,并可以控制其质量和纯度。
二、丝素蛋白的应用2.1医疗保健领域:丝素蛋白具有良好的生物相容性和可生物降解性,可以用于制备医疗敷料、生物组织支架、蛋白荷载纳米颗粒等。
丝素蛋白具有优异的生物降解性,可在人体内迅速降解,减少对患者的创伤。
2.2药物传递领域:丝素蛋白可用作药物传递的载体,可以将药物包裹在其内部,通过调控丝素蛋白的结构和性质,可以实现药物的缓释和靶向传递。
丝素蛋白在药物传递领域的应用有望为药物疗效提供新的途径。
2.3组织工程领域:丝素蛋白具有优异的力学性能和生物相容性,可以用于制备生物支架、组织工程膜、人工皮肤等。
丝素蛋白支架可以为细胞的生长和增殖提供支持,并促进组织再生和修复。
2.4纺织品领域:丝素蛋白具有优异的光泽和柔软性,可以用于制备高档纺织品,如丝绸、面料、围巾等。
丝素蛋白纤维具有良好的吸湿性和透气性,可以调节人体温度,是一种理想的纺织材料。
2.5食品工业领域:丝素蛋白可以用作食品添加剂,具有增稠、凝胶和乳化等功能。
丝素蛋白可以用于制备果冻、奶酪、蛋糕等食品,提高其质地和口感。
《天然丝素蛋白的提取工艺及其水凝胶性能研究》一、引言天然丝素蛋白,作为自然环境中一种具有高度生物相容性和生物活性的天然高分子,具有独特的物理化学性质。
近年来,随着生物材料、医药、化妆品及食品工业的快速发展,天然丝素蛋白的应用领域不断扩大。
因此,研究其提取工艺以及水凝胶性能对于促进其广泛应用具有重要意义。
本文将重点研究天然丝素蛋白的提取工艺,并对其水凝胶性能进行深入探讨。
二、天然丝素蛋白的提取工艺(一)原料选择与准备天然丝素蛋白主要来源于蚕丝等动物纤维。
首先,选择质量上乘的蚕丝作为原料,经过清洗、干燥等预处理步骤,去除杂质和水分,为后续的提取工作做好准备。
(二)酶解法提取丝素蛋白采用酶解法提取丝素蛋白,通过加入适当的酶制剂,使蚕丝纤维在酶的作用下分解成丝素蛋白。
这一过程中需严格控制温度、pH值等参数,以最大限度地保证丝素蛋白的活性和纯度。
(三)分离与纯化酶解后得到的混合物需通过离心、透析等手段进行分离与纯化。
这一步骤的目的是去除杂质、降低分子量分布范围,从而得到纯度较高的丝素蛋白。
(四)干燥与保存将纯化后的丝素蛋白进行真空干燥,以去除残留的水分。
干燥后的丝素蛋白需密封保存,以防止其受潮和污染。
三、水凝胶性能研究(一)水凝胶的制备将提取得到的丝素蛋白与适量的交联剂混合,通过一定的工艺条件制备成水凝胶。
这一过程中需控制交联剂的种类和用量,以获得具有理想性能的水凝胶。
(二)水凝胶性能测试对制备得到的水凝胶进行一系列性能测试,包括溶胀性、力学性能、生物相容性等。
溶胀性测试可评估水凝胶在吸水过程中的性能;力学性能测试可了解水凝胶的抗压、抗拉等性能;生物相容性测试则可评估水凝胶在生物体内的反应和适应性。
(三)结果分析根据性能测试结果,分析不同因素对水凝胶性能的影响。
例如,交联剂的种类和用量、制备过程中的温度、pH值等参数均可能影响水凝胶的性能。
通过分析这些因素对水凝胶性能的影响,为优化制备工艺提供依据。
四、结论本文研究了天然丝素蛋白的提取工艺及其水凝胶性能。
浙江工商大学硕士学位论文降血糖功能丝肽的研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:食品科学指导教师:励建荣20050101降血糖功能丝肽的研究摘要蚕丝蛋白作为‘种新型的食品蛋白,具有多种生理活性与药用功能。
本论文以废蚕丝为原料,控制酶解得到丝肽,并进一步研究了其降血糖功能。
首先建立了一种经济有效的酶法脱胶工艺。
以工厂下脚料——废丝为原料,将其浸泡除杂后,按1:50(w/v)的浴比加入蒸馏水,分别加入酸性蛋白酶、巾性蛋白酶、风味蛋白酶Flavourzym、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、碱性蛋白酶Alcalase进行酶法脱胶。
最终选择了效率最高的碱性蛋白酶(Alcalase),通过响应面法优化得到酶法脱胶的最佳工艺条件为pH9.0,温度55。
C,浴比1:50,酶加量0.77%,H寸问350min,此时的脱胶率为95.95%。
采用凝胶过滤色谱分析了不同盐溶时间和透析时间对丝素凝胶及其分子量的影响,最终确定盐溶时间为8min,此时丝素的回收率为70.9%。
上述制得的丝素经碱性蛋白酶(Alcalase)和复合风味蛋白酶(Flavourzym)各按0.5%和1.5%(gE/gS)的加量,在55。
C,pH6.5的条件下,共同水解7%的丝素蛋白溶液7h后,所得的丝肽分别过1000道尔顿和5000道尔顿的超滤膜后的组分,即1000道尔顿以下和1000—5000道尔顿的丝肽,进行降血糖功能实验。
经研究发现,各组分对正常小鼠的血糖均没有影响(P>O.05),说明丝素、丝肽及丝精均不会影响小鼠正常的糖代谢过程,副作用小。
而44、5”实验组即浙江T商人学顺}一学化论文过i000道尔顿超滤膜后的组分(P(O.01)和丝精组(P<O.05)对高向.糖的小鼠具有降低其血糖,增加其肝糖元含量(P<O.01)的作用,而且还可以降低高血糖小鼠的血清胆固醇(P<O.01)和甘油三酯(P(O.01)的含量,其中丝肽组即4“组的降血糖效果要比5“即丝精组的效果好。