柞蠶繭殼的中性蛋白酶精煉工藝方法
【專利摘要】一種柞蠶繭殼的中性蛋白酶精煉工藝方法，預(yù)處理采用正壓法前處理工藝或皂堿法前處理工藝；中性蛋白酶脫膠：預(yù)處理柞蠶繭殼100份，浴比1∶10~15；中性蛋白酶：以5萬單位中性蛋白酶計(jì)，5~7份；水溫40~45℃，pH值6.5~7.5，脫膠至檢測蠶絲纖維的殘膠率為3%~5%。蠶絲在蛋白酶的作用下，絲膠肽鍵水解斷裂成氨基酸和多肽而除去，絲素不受影響,尤其預(yù)處理采用高溫高壓蒸煮預(yù)處理,節(jié)約能源,沒有化學(xué)品的污染,精干綿手扯強(qiáng)力大、纖維蓬松柔軟有光澤，無生、滑皮繭。脫膠的污水含有絲膠蛋白和少量中性蛋白酶制劑，經(jīng)蛋白絮凝劑沉淀，進(jìn)行脫水，干燥處理，得到的絲膠蛋白可以粗加工成有機(jī)肥料，既改善了環(huán)境，又增加了社會(huì)效益。
【專利說明】柞蠶繭殼的中性蛋白酶精煉工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柞蠶繭殼脫膠工藝方法，具體說涉及一種中性蛋白酶脫膠工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柞蠶絲是由絲膠和絲素組成，絲膠包裹著絲素，絲素占84%，絲膠占12%~16%左右，含有2.5%左右的蠟質(zhì)色素和無機(jī)物，絲膠、絲素都是由蛋白質(zhì)和氨基酸組成，絲膠包裹在絲素外層，正常利用蠶絲紡紗、織布需要將絲膠脫掉，這個(gè)脫膠過程叫精煉。最傳統(tǒng)的精煉方法就是皂堿法，皂堿化學(xué)脫膠的原理是利用絲膠和絲素對(duì)于堿的穩(wěn)定性、敏感性差異不同而除去絲膠，絲膠較絲素易被水解溶于水中，經(jīng)過洗滌除去。傳統(tǒng)的皂堿化學(xué)方法脫膠工藝，主要缺點(diǎn)是脫膠不勻，除油效果差，絲纖維的強(qiáng)度損失大，耗水，耗能，污染環(huán)境，蠶絲纖維PH值為擴(kuò)11，為堿性，是一類資源高消費(fèi)的工藝。二十世紀(jì)八十年代，人們開始對(duì)新型的酶制劑脫膠工藝進(jìn)行研究，2709堿性蛋白酶用于蠶絲脫膠相對(duì)成熟。由于絲膠四層結(jié)構(gòu)，越貼近絲素內(nèi)層，結(jié)構(gòu)越緊密，所以在蛋白酶脫膠之前，要進(jìn)行滲透、膨潤預(yù)處理。在當(dāng)時(shí)，這種預(yù)處理仍采用少量的皂堿預(yù)處理，2709堿性蛋白酶，需要在堿性的練液環(huán)境中，才能發(fā)揮有效作用。所以這種脫膠方式只是在脫膠效果，降低能源消耗做出一定的貢獻(xiàn)，由于堿液的使用，仍對(duì)環(huán)境造成很大污染，達(dá)不到生態(tài)、環(huán)保清潔生產(chǎn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有蠶絲脫膠工藝方法上的不足，本發(fā)明提供一種脫膠均勻，除油效果好，絲纖維的強(qiáng)度損失小，蠶絲纖維PH值為中性，節(jié)能和無污染環(huán)境的蠶絲的中性蛋白酶精煉工藝方法。
[0004]解決上述問題的具體技術(shù)措施是:一種柞蠶繭殼的中性蛋白酶精煉工藝方法，包括預(yù)處理，其特征是:
(I)預(yù)處理
預(yù)處理采用正壓法前處理工藝或皂堿法前處理工藝；
a.正壓法前處理工藝:
投料:以質(zhì)量份計(jì)，柞蠶繭殼100份；水1000-1100份；
蒸汽壓力:0.10~0.25兆帕；
時(shí)間:40~90min ；
沖洗:將預(yù)處理的柞蠶繭殼取出，在常溫下用水沖洗5~10 min ;脫水7min。
[0005]b.皂堿法前處理工藝:
投料:以質(zhì)量份計(jì)，柞蠶繭殼100份；水2500-3000份；純堿5份；硅酸鈉3.75份；中性皂2.5份；
溫度:95~100。。；
時(shí)間:12(T240min ；沖洗:將預(yù)處理的柞蠶繭殼取出，在常溫下用水沖洗1(T15 min ；
脫水7min。
[0006](2)中性蛋白酶脫膠
投料:上述預(yù)處理柞蠶繭殼100份；
浴比:1: 10~15 ；
中性蛋白酶:以5萬單位中性蛋白酶計(jì)，5~7份；
水溫:控制在4(T45°C ； pH 值:6.5~7.5 ；
脫膠至檢測蠶絲纖維的殘膠率為3%~5%。
[0007]本發(fā)明的有益效果:蠶絲在蛋白酶的作用下，絲膠肽鍵水解斷裂成氨基酸和多肽而除去，絲素不受影響，尤其預(yù)處理采用高溫高壓蒸煮，節(jié)約能源，沒有化學(xué)品的污染，精干綿手扯強(qiáng)力大、纖維蓬松柔軟有光澤，無生、滑皮繭。由于脫膠下來的污水只有絲膠蛋白和少量中性蛋白酶制劑，沒有任何化學(xué)品，經(jīng)過蛋白絮凝劑沉淀，刮起絲膠蛋白凝聚物，進(jìn)行脫水，干燥處理，得到的絲膠蛋白可以粗加工成有機(jī)肥料。既改善了環(huán)境，又增加了社會(huì)效益，如進(jìn)行精細(xì)加工成純度很高的絲肽、蠶絲氨基酸，在食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0008]蛋白酶脫膠原理:絲素、絲膠都是蛋白質(zhì)，但是兩者在化學(xué)組成結(jié)構(gòu)和極性上是不相同的，絲素含有較多的非極性氨基酸，結(jié)晶度較高，性質(zhì)穩(wěn)定。絲膠中蛋白質(zhì)分子由大量含親水性基團(tuán)的極性氨基酸組成，結(jié)晶度較絲素低。蠶絲的蛋白酶脫膠就是利用絲素和絲膠這種結(jié)構(gòu)特性不同而除去絲膠保留絲素，在蛋白酶的作用下，絲膠肽鍵水解斷裂成氨基酸和多肽而除去，絲素不受影響。而且絲膠與酶的活性中心的結(jié)合是可逆的，這種結(jié)合使得蛋白質(zhì)特定肽鍵因彎曲變形而被活化，更易于受到水分子的攻擊，形成氨基和羧基斷裂成小分子多肽或氨基酸溶解在水中。據(jù)此原理，可用于蠶絲復(fù)練。
[0009]中性蛋白酶:中性蛋白酶是由枯草芽孢桿菌經(jīng)發(fā)酵提取而得的，屬于一種內(nèi)切酶，可用于各種蛋白質(zhì)水解處理。在一定溫度和PH值條件下，能將大分子蛋白質(zhì)水解為氨基酸等產(chǎn)物，可廣泛應(yīng)用于動(dòng)植物蛋白的水解。
[0010]實(shí)施例1
(1)預(yù)處理
柞蠶繭殼手工除雜去除雜質(zhì)，按正壓法進(jìn)行滲透處理，正壓法前處理工藝已另案申請(qǐng)發(fā)明專利。在高溫高壓罐中投入柞蠶繭殼24公斤，水240公斤，升溫，保持蒸汽壓力0.10兆帕，時(shí)間40min，降壓至常壓，打開高溫高壓罐取出柞蠶繭殼，冷卻至常溫。
[0011]沖洗:將預(yù)處理的柞蠶繭殼，在常溫下用水沖洗5 min。
[0012]正壓法處理時(shí)間由蒸汽壓力決定，蒸汽壓力越大，處理時(shí)間越短。當(dāng)超過0.25兆帕?xí)r，處理時(shí)間對(duì)結(jié)果影響不大，但耗能高，生產(chǎn)安全性差，故不宜采用超過0.25兆帕壓力。預(yù)處理效果，按常規(guī)采用感官鑒定方法。
[0013](2)蛋白酶脫膠
投入預(yù)處理過的柞蠶繭殼48公斤，加水480公斤，投入5萬單位中性蛋白酶(山東濰坊蘇柯漢生物有限公司)2.4公斤，中性蛋白酶的用量依據(jù)預(yù)處理的效果，預(yù)處理滲透好，中性蛋白酶用量可選低量。不同活性的中性蛋白酶，可依據(jù)活性以5萬單位中性蛋白酶為基數(shù)換算用量。水溫4(T45°C。溫度對(duì)中性蛋白酶的活性影響較大，溫度低于40°C酶的活性低，脫膠時(shí)間長，溫度高于45°C，蛋白酶失去活性。pH值6.5，是中性蛋白酶的活性最佳pH值范圍。時(shí)間120min，檢測蠶絲的殘膠率為4.3%，停止脫膠。
[0014]上述柞蠶繭殼中性蛋白酶脫膠后技術(shù)指標(biāo)達(dá)到現(xiàn)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn):
【權(quán)利要求】
1.一種柞蠶繭殼的中性蛋白酶精煉工藝方法，包括預(yù)處理，其特征是: (1)預(yù)處理 預(yù)處理采用正壓法前處理工藝或皂堿法前處理工藝； (2)中性蛋白酶脫膠
投料:上述預(yù)處理柞蠶繭殼100份；
浴比:1: 10^15 ；
中性蛋白酶:以5萬單位中性蛋白酶計(jì)，5~7份；
水溫:控制在4(T45°C ；
pH 值:6.5~7.5 ；
脫膠至檢測蠶絲纖維的殘膠率為3%~5%。
2.按權(quán)利要求1一種柞 蠶繭殼的中性蛋白酶精煉工藝方法所述的正壓法前處理工藝，其特征是: 投料:以質(zhì)量份計(jì)，柞蠶繭殼100份；水1000-1100份； 蒸汽壓力:0.10~0.25兆帕； 時(shí)間:40~90min ； 沖洗:將預(yù)處理的柞蠶繭殼取出，在常溫下用水沖洗5~10 min ； 脫水7min。
3.按權(quán)利要求1一種柞蠶繭殼的中性蛋白酶精煉工藝方法所述的皂堿法前處理工藝，其特征是: 投料:以質(zhì)量份計(jì)，柞蠶繭殼100份；水2500-3000份；純堿5份；硅酸鈉3.75份；中性皂2.5份； 溫度:95~100。。； 時(shí)間:12(T240min ； 沖洗:將預(yù)處理的柞蠶繭殼取出，在常溫下用水沖洗1(T15 min ； 脫水7min。
【文檔編號(hào)】D01C3/02GK103789846SQ201410022207
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】慕德明, 王寶賢, 徐友蘭, 張少華 申請(qǐng)人:丹東中天柞蠶生物科技有限公司