基于離子液體的蠶蛹蛋白溶解分離研究.pdf

1、蠶蛹蛋白是從廢棄蠶蛹中提取的一種天然蛋白質(zhì)，具有合理的氨基酸配比、良好的生物活性及生物相容性，在生物醫(yī)藥、紡織、食品、化妝品等領(lǐng)域具有良好的發(fā)展態(tài)勢?，F(xiàn)有蠶蛹蛋白提取技術(shù)存在酸堿用量大、腐蝕性強(qiáng)、對環(huán)境污染大、蛋白質(zhì)收率低、脂肪含量高等不足，因此，開發(fā)一種更清潔高效且產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足需求的蠶蛹蛋白分離新技術(shù)十分必要。
　　本研究以廉價(jià)易得的蠶蛹粉為原料，建立了基于離子液體的蠶蛹蛋白提取流程，為蠶蛹蛋白提取新工藝的開發(fā)提供了一定的科

2、學(xué)基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容及成果如下：
　　（1）首先確定了產(chǎn)物的分析方法，并對傳統(tǒng)分離工藝進(jìn)行了驗(yàn)證以及初步改進(jìn)。研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)方法制得的蠶蛹蛋白收率僅為45％左右，蠶蛹蛋白中的脂肪含量高達(dá)7%。
　?。?）以蠶蛹粉為原料，對基于離子液體的蠶蛹蛋白制備工藝進(jìn)行了探索，結(jié)果證實(shí)離子液體可實(shí)現(xiàn)蠶蛹蛋白的溶解再生?？疾炝巳芙鈺r(shí)間、溫度、再生劑種類、離子液體含水量對蠶蛹蛋白溶解再生的影響，采用FT-IR、XRD、TGA等分析儀器對原料蠶

3、蛹粉及再生物的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了表征。綜合考慮再生蠶蛹蛋白的收率、純度、蛋白含量及脂肪含量等因素，最優(yōu)工藝條件為：溶解溫度90℃，溶解時(shí)間24 h，乙醇做再生劑。在此溶解條件下，使用含水量在0.5%以下的[Amim]溶解再生蠶蛹蛋白，蛋白收率高達(dá)59.6%，且純度較高，脂肪含量低于0.5%。
　　（3）本研究對離子液體-蠶蛹蛋白構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了研究，對比了不同種類的離子液體對蠶蛹蛋白的溶解分離效果。研究發(fā)現(xiàn)，離子液體的陰、陽離子結(jié)構(gòu)均

4、會(huì)影響蠶蛹蛋白的溶解分離，當(dāng)陰離子為相同的Cl-時(shí)，溶解分離效果順序?yàn)椋篬Emim]Cl>[Bmim]Cl>[Amim]Cl>[Hmim]Cl>[Omim]Cl，說明咪唑陽離子側(cè)鏈長度越短，蠶蛹粉的溶解率和蠶蛹蛋白的收率越大，[Amim]Cl因側(cè)鏈較短并含有碳碳共軛雙鍵，也具有較好的效果；選擇陽離子為相同[Emim]+的離子液體，研究陰離子的影響規(guī)律，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，對蠶蛹粉溶解效果最好的為[Emim]OAc，但溶解率大并不代表蠶蛹蛋白收

5、率大，陰離子的影響規(guī)律按照蠶蛹蛋白的收率大小排序?yàn)椋篘Tf2-　?。?）通過SEM、FT-IR、13C NMR、XRD、TGA等表征對再生蠶蛹蛋白的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進(jìn)行了表征，結(jié)果說明，再生蠶蛹蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)沒有被破壞，即離子液體對蠶蛹粉的溶解為物理過程

6、；蠶蛹蛋白晶型控制區(qū)在溶解過程中被破壞，但部分的α-螺旋和β-折疊二級(jí)結(jié)構(gòu)在再生階段沒有重建，造成再生蠶蛹蛋白結(jié)晶度的降低，α-螺旋結(jié)構(gòu)的比例降低，β-折疊和無定型卷曲結(jié)構(gòu)的比例增加；與蠶蛹粉相比，再生蠶蛹蛋白的熱穩(wěn)定性均有所提高。
　?。?）在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對離子液體溶解再生蠶蛹蛋白的機(jī)制進(jìn)行了推測：離子液體的陰、陽離子分別與蠶蛹蛋白肽鍵結(jié)構(gòu)中-NH-上的H及C=O上的O結(jié)合，通過破壞蠶蛹蛋白分子間的氫鍵而使蠶蛹粉溶解；在溶