蛋白质基表面活性剂丝蛋白酸钙的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种蛋白质基表面活性剂丝蛋白酸钙的制备方法，特别是一种利用氯化钙溶解蚕丝纤维制备蛋白质基表面活性剂丝蛋白酸钙的方法。该方法是利用氯化钙溶解蚕丝纤维，通过氯化钙的钙离子配位在丝蛋白的酪氨酸、丝氨酸的侧链羟基(-OH)处，形成螯合物，破坏了丝蛋白多肽链之间的次级键(主要是分子间力和氢键)，从而使丝蛋白分子间结合力下降，使蚕丝纤维发生溶胀、分纤、断裂，丝蛋白分子结构松驰，使丝纤维最终溶解成为丝蛋白酸钙。通过钙离子浓度的控制，控制丝蛋白酸钙HLB值，从而控制丝蛋白酸钙的表面活性展示。本发明专利技术制备得到的丝蛋白酸钙，实验结果表明不但符合食品添加剂的要求，安全卫生，而且其乳化和发泡性十分优秀和稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蛋白质基表面活性剂的制备方法，特别是一种利用氯化钙溶解蚕丝纤维制备蛋白质基表面活性剂丝蛋白酸钙的方法。
技术介绍
通过CaCl2或LiBr等溶解茧丝，最早是日本学者在研究蚕丝结构中，后来中国苏州大学的王建南等在研究蚕丝晶态结构中，浙江工程学院胡国梁等在研究丝蛋白凝胶中，福建师范大学黄曦和李敏在研究丝蛋白膜中采用过，但是利用此原理和技术用于研究和生产丝蛋白质基表面活性剂未见有文献报道。 蚕丝深加工过程中产生的副产物废茧废丝的合理开发利用是急待解决的迫切问题。目前，废茧废丝主要用于丝肽粉、丝棉被和絹纺材料的生产。因此，通过丝蛋白酸钙的制备，特别是丝蛋白酸钙的钙离子浓度与表面活性性能展示关联控制技术构建，为废茧废丝的开发利用另劈新径。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用氯化钙溶解蚕丝纤维制备蛋白质基表面活性剂丝蛋白酸钙的方法，该方法制备得到的丝蛋白酸钙，实验结果表明不但符合食品添加剂的要求，安全卫生，而且其乳化和发泡性十分优秀和稳定。解决上述技术问题的技术方案是一种，该方法是利用氯化钙溶解蚕丝纤维，通过氯化钙的钙离子配位在丝蛋白的酪氨酸、丝氨酸的侧链羟基处，形成螯合物，破坏了丝蛋白多肽链之间的次级键，从而使丝蛋白分子间结合力下降，使蚕丝纤维发生溶胀、分纤、断裂，丝蛋白分子结构松驰，使丝纤维最终溶解成为丝蛋白酸钙。该方法具体包括以下步骤 (1)取40 55%(W/V)氯化钙溶液，加热煮沸，然后按每100毫升氯化钙溶液加入5 30克茧丝计，向氯化钙溶液中加入茧丝，加热维持氯化钙溶液沸腾I 30分钟，沸腾过程保持氯化钙溶液浓度为40 55%(W/V)，冷却至室温后，用4-8层纱布过滤，收取滤液，即为丝蛋白酸钙溶液； (2)驱除步骤(I)中得到的丝蛋白酸钙溶液中多余钙离子，采用的方法是水透析、膜透析、离子交换、反渗透或电渗析，要求丝蛋白酸钙的钙含量控制在15 60mg/100g ； (3)驱除多余钙盐后，符合需要的丝蛋白酸钙溶液，经过浓缩、干燥后即得丝蛋白酸钙成品。步骤(2)中所述驱除步骤(I)中得到的丝蛋白酸钙溶液中多余钙离子，采用的方法是水透析，即将丝蛋白酸钙溶液装入分子量为8000 14000的透析袋中，置于流动的自来水中透析6 24小时，再用蒸馏水透析I 3小时。所述的茧丝是指蚕茧、蚕丝、废蚕茧和废蚕丝中的一种、两种、三种或四种。本专利技术的进一步技术方案是步骤(I)中，按每100毫升氯化钙溶液加入5 20克茧丝计，向氯化钙溶液中加入茧丝，加热维持氯化钙溶液沸腾10 20分钟。步骤(3)中所述的干燥是喷雾干燥或冷冻干燥。蚕丝主要由疏水氨基酸组成，通过广泛的氢键，使丝蛋白分子间和分子内紧密结合而不溶于大多数溶剂包括水、稀酸和稀碱。蚕丝蛋白含有两相的半结晶聚合物，包含结晶区和非结晶区。结晶区结构致密不易发生变化，非结晶区结构随着外界条件的改变易发生变化。本专利技术利用氯化钙溶液短时间处理桑蚕丝后，钙离子配位在酪氨酸、丝氨酸等的侧链羟基(-0H)处，形成螯合物，破坏了多肽链之间的次级键(主要是分子间力和氢键)，从而使分子间结合力下降，使纤维发生溶胀、分纤、断裂，分子结构松驰，使丝纤维最终溶解成为丝蛋白酸钙。加热处理可以加快蚕丝溶解过程。在溶解过程中，不仅非结晶区部分发生溶解，溶剂分子同时渗透到桑蚕丝的结晶区，使部分结晶区转化为非结晶区，即部分紧密有序的结构即结晶区转化为无序松散的结构即非结晶区。这样使得不溶于水的蚕丝转化成丝蛋白酸钙而溶于水。我们的实验结果还表明，随着溶煮时间的延长，丝蛋白分子会变得越来越小。通常，酸、碱或酶水解的水溶性丝蛋白或肽，几乎没有表面活性性能，但是由于钙离子化处理改变了丝蛋白或肽的亲水/亲油平衡值(HLB值)，致使丝蛋白酸钙表现十分稳定优秀的乳化和发泡性能。因此，通过钙离子浓度的控制，控制丝蛋白酸钙HLB值，从而控制丝蛋白酸钙的表面活性展示。本专利技术采用高浓度氯化钙水溶液(40-55%，W/V)，在加热煮沸的状态下，使桑蚕茧或丝溶解而成。由于溶煮时间延长，丝蛋白分子会变得越来越小，因此，根据实际需要，溶煮 时间控制在1-30分钟之间。鉴于常规酸、碱或酶水解得到的水溶性丝蛋白或肽，几乎没有表面活性性能，同时由于高浓度氯化钙有苦味，因此在保持丝蛋白酸钙的优秀表面活性性能前提下，尽可能地通过透析或其它脱盐技术或装备驱除多余钙离子，丝蛋白酸钙的钙含量应控制在20-60mg/100g。驱除多余钙盐后，符合需要的丝蛋白酸钙溶液，经过浓缩、喷雾干燥或冷冻干燥后即得丝蛋白酸钙成品。本专利技术制备得到的丝蛋白酸钙，实验结果表明不但符合食品添加剂的要求，安全卫生，而且其乳化和发泡性十分优秀和稳定，可以广泛应用于食品、药品、化工、日化行业，应用前景广阔。另外，本专利技术可以采用蚕丝深加工过程中产生的副产物废茧废丝作为原料，变废为宝，为废茧废丝的开发利用开劈了新的途径。具体实施例方式本专利技术之一种，是利用氯化钙溶解蚕丝纤维，通过氯化钙的钙离子配位在丝蛋白的酪氨酸、丝氨酸的侧链羟基处，形成螯合物，破坏了丝蛋白多肽链之间的次级键，从而使丝蛋白分子间结合力下降，使蚕丝纤维发生溶胀、分纤、断裂，丝蛋白分子结构松驰，使丝纤维最终溶解成为丝蛋白酸钙。下面，通过具体的实施例对本专利技术之的技术特征作进一步的说明。实施例I取12克茧丝逐步浸泡于沸腾的45% (W/V)的100毫升氯化钙水溶液中，继续加热维持沸腾10分钟。期间，根据实际水分挥发损失的量，直接在氯化钙溶液中补充适量的水分，以维持氯化钙水溶液浓度为45% (W/V)左右。冷却至室温后，用4-8层(最佳选择是8层)纱布过滤，收取滤液，即为丝蛋白酸钙溶液。将丝蛋白酸钙溶液装入分子量为8000-14000的透析袋，在微流动的自来水中透析6h，再用蒸馏水透析2h。在此基础上制得的可溶性丝蛋白酸钙溶液，经过浓缩、喷雾干燥或冷冻干燥后即得丝蛋白酸钙成品。用凯氏定氮法测定其蛋白质含量，用EDTA滴定法检测钙离子含量。然后对乳化、起泡等性质进行分析。实施例2 取12克茧丝逐步浸泡于沸腾的45% (W/V)的100毫升氯化钙水溶液中，继续加热维持沸腾10分钟。期间，根据实际水分挥发损失的量，直接在氯化钙溶液中补充适量的水分，以维持氯化钙水溶液浓度为45% (W/V)左右。冷却至室温后，用4-8层纱布过滤，收取滤液，即为丝蛋白酸钙溶液。将丝蛋白酸钙溶液装入分子量为8000-14000的透析袋，在微流动的自来水中透析12h，再用蒸馏水透析2h。在此基础上制得的可溶性丝蛋白酸钙溶液，经过浓缩、喷雾干燥或冷冻干燥后即得丝蛋白酸钙成品。用凯氏定氮法测定其蛋白质含量，用EDTA滴定法检测钙离子含量。然后对乳化、起泡等性质进行分析。实施例3 取12克茧丝逐步浸泡于沸腾的45% (W/V)的100毫升氯化钙水溶液中，继续加热维持沸腾10分钟。期间，根据实际水分挥发损失的量，直接在氯化钙溶液中补充适量的水分，以维持氯化钙水溶液浓度为45% (W/V)左右。冷却至室温后，用4-8层纱布过滤，收取滤液，即为丝蛋白酸钙溶液。将丝蛋白酸钙溶液装入分子量为8000-14000的透析袋，在微流动的自来水中透析18h，再用蒸馏水透析2h。在此基础上制得的可溶性丝蛋白酸钙溶液，经过浓缩、喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白质基表面活性剂丝蛋白酸钙的制备方法，其特征在于：该方法是利用氯化钙溶解蚕丝纤维，通过氯化钙的钙离子配位在丝蛋白的酪氨酸、丝氨酸的侧链羟基处，形成螯合物，破坏了丝蛋白多肽链之间的次级键，从而使丝蛋白分子间结合力下降，使蚕丝纤维发生溶胀、分纤、断裂，丝蛋白分子结构松驰，使丝纤维最终溶解成为丝蛋白酸钙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李军生，邓海连，邓塔，阎柳娟，
申请(专利权)人：广西工学院，柳州杨生科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：