全 文 ：广东蚕业 3 8 (3) :9 2一 犯
蚕蛹蛋 白提取工艺条件的筛选
— 氢氧化钠提取蚕蛹蛋白的方法初探
陈芳艳 , 纪平雄 2 张文远
( 1华南农业大学蚕丝科学系 2 华南农业大学理学院 )
摘要 : 本试验以蚕蛹为原料 , 用石油 醚浸出法提取蛹油制备脱脂蛹 , 然后以 氢氧化
钠的稀溶液为溶 .hJ , 采用正交实验法提取蚕蛹蛋 白 , 并对蚕蛹蛋 白的质量进行了检测 。
研究结果表明 ; 提取蚕蛹蛋 白的最佳条件为 : 温度 75 ℃ , 浴比 :l or , 时间 h6 , p H 8 . 5 ,
在最佳条件 下所制得的蛹蛋白得率为 20 . 52 % ; 对各种不 同条件 下所制备的蚕蛹蛋 白的
颜 色和气味进行 了比较 , 发现温度对颜 色和 气味影响较大 , p H 值和提取时间对颜 色和
气味也会产生影响 。 蚕蛹蛋 白含水率为 12 . 6 % , 粗蛋白 的含量主 67 . 0 % , 蚕蛹蛋 白淡
揭 色 、 略带些气味 。
关键词 : 蚕蛹 蚕蛹蛋 白 氢氧化钠稀溶液 提取方法
蚕蛹是一种具有极大潜力的天然蚕 白
质资源 。 我国蚕蛹资源极为丰富 , 每年仅
缥丝厂下脚料就有 20 万吨 以上 〔’ J 。 作为
世界第一的蚕丝生产大国 , 我国在每年蚕
丝生产的同时还获得大量蚕蛹 , 为蚕蛹资
源的综合利用创造 了有利的条件 。 蚕蛹蛋
白质占鲜蛹重 量的 14 % 一 巧% , 占干蛹
重量 的 45 % 一 50 % , 占脱脂蛹 干 重 的
so %左右 。 蛹蛋白质中含有 18 种氨基酸 ,
其中 8 种人体必需氨基酸占全部氨基酸的
科 . 1 % , 且比例适宜 , 符合 FA ol W H O 标
准 , 容易吸收利用 , 是一种较为理想的优
质蛋白比 3诀 同时可为生化制药及食用蛋
白提供廉价的原料 。
但是采用传统的提取方法提取的蚕蛹
蛋白带有蚕蛹异味且为暗褐色 , 限制了它
的开发和利用 。 目前绝大部分的蚕蛹都是
作为饲料 , 其使用价值远没有得到充分的
利用 。 陈芳艳等川 采用 30 % 乙醇生理盐
水为溶剂提取蚕蛹蛋白 , 得到色泽浅且基
本无异味的蛹蛋白 , 但其蛋白得率低 。 本
文探索采用氢氧化钠的稀溶液来提取蚕蛹
蛋白 , 旨在保证产品质量的前提下提高蚕
蛹蛋白的得率 , 使提取方法经济可行 。
1 材料与方法
1
.
1 材料与试剂
湿蚕蛹 (广东省佛山市南海区南海丝
厂提供 ) ; 考马斯亮蓝 G 一 25 0 (上海聚源
生物有限公司 , 进 口分装 ) ; 牛血清白蛋
白 ; 石油醚 ; 氢氧化钠 ; 磷酸 ; 所用试剂
均为分析纯 。
1
.
2 方法
1
.
2
.
1 脱脂蛹的制备
湿蚕蛹首先去除死蚕 、 杂质等 , 然后
用 自来水反复冲洗 , 直至洗涤液的 PH 值
成中性 。 在 70 一 90 ℃ 温度下 烘干 , 得到
干蛹 。 然后采用石油醚萃取法从干蛹中提
取蛹油制备脱脂蛹 。 并计算脱脂蛹得率 。
1
.
2
.
2 蚕蛹蛋白的制备
将脱脂蛹粉碎成脱脂蛹粉 , 然后称取
广 东 蚕 业 第 8 3卷
9组各 1飞脱脂蛹粉置于 20 5耐 三角瓶中 ,
按照正交实验的要求设计实验 , 分别加人
p H值为 .7 5 , 8 . 5 , 9 . 5 的溶液 , 控制温度
分别为 25 ℃ (常温 ) 、 5 0℃ 、 75 ℃ ; 浴 比
即脱脂蛹质量 ( g ) : 抽提剂 (mL ) 二 1 :
5
、
l : 10
、
l : 15 ; 时 l’u 2 h 、 h4 、 6 h ; 期间
不断搅拌 。 提取结束后 , 过滤 , 得棕褐色
滤液 。 用稀 Hcl 调节至 p H 4 . 5 , 此时立
即出现絮状沉淀 , 置于冰箱中静置 12 小
时后 , 用尼龙布过滤 , 并用丙酮脱水后真
空抽干 , 得蚕蛹蛋白 , 并计算蚕蛹蛋白得
率 。
1
.
2
.
3 蚕蛹蛋白的含水率测定
将蛹蛋白称重后 , 置于已洗净并烘干
称重后的称量瓶中 , 于 105 ℃的烘箱中烘
至恒重后 , 称重 , 计算含水率 。
1
.
2
.
4 蛋白质含量测定
按 B ar df( 〕砂 5」法 , 并以牛 血清白蛋白
为标准蛋白质 。
2 结果与分析
2
.
1 脱脂蛹的制备
以石油醚为萃取剂 , 采用索氏提取器
来提取蛹油 , 脱脂蛹的含量约占干蛹含量
的 70 % , 蛹油含量约占 30 % , 说明蛹油
已提取得较为完全 。 所得到的脱脂蛹颜色
较脱脂前浅 , 气味也较脱脂前淡 。
2
.
2 蚕蛹蛋 白的提取
采用不同声 值的氢氧化钠稀溶液为
溶剂提蛹蛋白 , 选择时间 、 浴比 、 温度 、
声值四个工艺条件作为试验因子 , 每个
因子三个水平 , 做正交试验 , 并计算蛹蛋
白得率 , 结果见表 1 :
运用 F 测验 以及邓肯 氏新 复极 差
法风 7〕对实验结果 (表 l) 进行分析 , 结
果如表 2 一 7 :
表 l 不同提取条件下蛹蛋白的提取率 单位 : h , 而 v , ℃ , g , % 。
处理 时间 温度 声值 蛹蛋白 蛹蛋白得率 颜色 气味
2 2
7
.
5 0
.
5卯
8
.
5 1
.
97 3
9
.
5 1
.
370
9
.
5 1
. 《叉犯
7
.
5 2
.
(兀巧
8
.
5 0
. 斜 5
8
.
5 1
. 盯6
9
.
5 0
. 别 9
7
.
5 1
. 肠?
5
. 卯
19
.
73
13 70
10
、田
加 O5
8
.
45
19
.
76
8
.
49
14
.
67
十 +
+ + 十
+ 十
+ + 十
+ 十
十 十
2507
10巧:5
(注 : + 分别表示蛹蛋白颜色的深浅以及气味的刺激性程度 , 一 表示无味 )
表 2 不同抽提条件对蛹蛋白抽提 l 影响的方差分析
变异来源 fD 蕊 MS F OF 。
温度 2 , 6 1 . 6夕铭7 0 . 82岌科 6 . 4 7夕坦 , 5 . 14
p H值 2 , 6 0双刃幻 0 . 2汉兑
浴比 2 , 6 0 . 32 14 1 0 . 1以刀0
0F l0
10
、兑
蚕蛹蛋白提取工艺条件的筛选
时间
总变异
2
,
6 0
.
03 587 0
.
0 1794
8 2
.
42 398
表 3 不同温度 (凡 )对粗蛋白提取且的影响效果
水平 平均值 十 / 一 SE
3 (75 ℃ )
2 ( 5() ℃ )
l ( 2() ℃ )
1
.
7837 + / 一 0
.以 3
1
.
48 27
+ /
一
0
.
13 9
0
.
76 13 + l
一
0
.
11 3
表 4 不同叫值 (凡 )对粗蛋白提取 , 的影响效果
水平
2 (8
.
5 )
l (7
.
5 )
3 ( 9
.
5 )
平均值 十 /一 SE
1
.
59 8 + /一 0
.
1 5 8
1
.
354 + /一 0 1 88
1
.
m 6
+ /一 0
.
0’7 7
表 5 不同浴比《凡 )对粗蛋白提取 t 的影响效果
水平
2 ( l
:
10 )
3 ( l
: 15 )
l ( l
: 5 )
平均值 十 /一 SE
1
.以刃 十 /一 0 . 2《 )5
1
.
22 7十 l 一 0
.
1驯 )
1
.
19 1+ /一 0
.
170
表 6 不同时间《X , )对粗蛋白提取 t 的影响效果
水平
3 ( 6h )
2 (4 h )
l ( Zh )
平均值 十 l 一 SE
1
.
43 0
十 / 一 0
.
202
1
.
28 6 + /
一
0
.
18 1
1
.
3 11 + l 一 0
.
163
用氢氧化钠溶液提取蚕蛹蛋白 , 结果
(见表 2 一 6) 表明 , 温度对抽提效果的影
响最为显著 。 其影响为 : 随着抽提温度的
升高 , 蚕蛹蛋白就越易溶解出来 , 并且得
率越高 。 在 75 ℃时溶解出来的蛹蛋白要
高于 5 0℃和 25 ℃时溶解 出来的蛹蛋白 。
且 50 ℃时约为 25 ℃的两倍 , 而 75 弋溶解
出来的蛹蛋 白只 比 加℃ 的高出一点点 ,
说明在温度不是很高时 , 升高温度蛹蛋白
得率会大大增加 , 当温度升高到一定程度
时 , 继续升高温度 , 蛹蛋白得率却增加不
大 。 所以 , 温度对蛹蛋白得率的影响在低
温时要比高温大 。 温度对蛹蛋白的颜色和
气味的影响表明 : 随着温度升高 , 蛹蛋白
的颜色和气味加重 , 温 度越高 , 颜色越
深 。
州值对抽提效果的影响次之 , 表 (4
一
7) 表明 声 值和蛹蛋白得率不成线性
关系 , 最佳 声 值为 8 . 5 ; 浴比对抽提效
果的影响又次于 p H 值 , 但也不成线性关
系 , 最佳浴 比为 1 : 1;0 时间对蛹蛋白得
率的影响最不显著 , 但蛹蛋白得率仍随抽
提时间的上升而增加 。
提取蚕蛹蛋白的最佳条件组合为 (表
3 一 6) : 温度 75 ℃ 、 叫值 8净 、 . 浴 比 :1
10
、 时间 h6 。 按理论最佳条件 , 再取 3 5 9
干蛹粉重新抽提 , 结果得到 7 . 18 2 9 粗蛋
白 , 蛹蛋白得率为 20 . 52 % , 大大高于上
述平均值 。
2
.
3 蚕蛹蛋白的质量检测
采用感观鉴别法来鉴别蚕蛹蛋白的颜
色和气味 , 并测定了蚕蛹蛋白的含水率以
及用考马斯亮兰法测定了粗蛋白含量 。 结
果表明 : 制得的蛹蛋白为淡褐色 , 几乎无
蛹臭味 , 粗蛋 白质含量较高达 67 % , 含
水率较低为 12 . 6 % , 该样品质量较好 。
3 讨论
提取蛹 油的方法 , 目前主要有离心
法 、 压榨法和浸出法 (萃取法 ) 三种 。 本
实验采用石油醚萃取法来提取蛹油制备脱
脂蛹 , 脱脂蛹的含量约 占干蛹含量 的
7 0%
, 蛹油含量约 占 30 % , 与文献报道
的结果相近 8j[ , 说明蛹油 已提取较完全 。
脱脂后蚕蛹的颜色和气味都较之前淡 。
蚕蛹蛋白的提取方法有很多种 , 如透
广 东 蚕 业 第 8 3卷
析法 , 等电点沉淀去 , 盐析法 , 有机溶剂
法 s1[ 。 本实验采用等电点沉淀法来提取蚕
蛹蛋白 , 对提取温度 、 时 间 、 浴 比及 p H
值等重要的抽提因素进行了试验 、 分析和
确定 。
研究表明抽提温度对蚕蛹蛋白质的得
率影响最大 , 随着抽提温度的升高 , 蛹蛋
白得率越高 , 这是因为温度越高 , 蛹蛋白
越易溶解出来 。 通过对不同温度平均数差
异显著性分析还表明 : 在 75 ℃ 下 , 蛹蛋
白得率要大于 50 ℃和 25 ℃时的蛹 蛋白得
率。 使温度越高 , 所制备的蛹蛋白颜色也
越深 , 气味越浓 , 品质较差 。 温度过高还
会增加燃料的消耗 , 增加生产成本 。 因
此在实际抽提时应注意控制好抽提温度 ,
为了获得较高的得率 , 可以考虑在保证产
品质量的前提下提高抽提温度 。
p H值对抽提率的影响次之 , 蚕蛹蛋
的抽提的最佳声 值为 8 . 5 。 从实验可以
看出 , 在最适 pH 值下的蛹蛋白得率要远
高于其他 p H值 , 这是因为蛋白质分子在
等电点时净电荷为零 , 减少了分子间的静
电斥力 , 因而容易聚集而沉淀 , 此时溶解
度最小 。
浴比对抽提率的影响较小 , 以 1 : or
为最佳浴比。 大于或小于该浴比 , 蛹蛋白
得率都较小 , 这可能是因为浴比太小 , 不
利于蛹蛋白的溶解 , 而浴比过大 , 又不利
于蛹蛋白的沉淀 。 生产上应控制好浴比 ,
因浴比决定工厂设备规模 , 投料比例及生
产成本 。
时间对蛹蛋白得率的影响最不显著 ,
随着时间的延长 , 蛹蛋白得率增加并不
大 , 这说明蛹蛋白只需要较短的时间即可
溶解出来 。 在实验生产中 , 为了降低生产
成本 , 提高生产效率 , 可考虑选择较短的
抽提时间 。
根据邓肯氏新复极差法对实验结果的
分析表明 , 理论上抽提蚕蛹蛋白的最佳提
取条件组合为 : 温 度 75 ℃ 、 p H 值 8 . 5 、
浴比 1 : 10 、 时间 6 h 。 按此条件重做实验 ,
蛹蛋白得率为 20 , 52 % 。
蚕蛹蛋白的含水率 12 . 6 % , 略高于
资料报道 的 10 % 圈 , 因此在实验中应 注
意将水分进一步抽干 。 粗蛋 白含量 为
67 %
。 蚕蛹蛋白淡褐色 , 略带蚕蛹异味 。
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