基本信息
- 项目名称：
- 亚硫酸钠法提取蚕蛹蛋白质研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 目前蚕蛹蛋白质的提取多采用碱法提取。在碱法提取蚕蛹蛋白质的报道中，由于蚕蛹蛋白为球蛋白，目前碱法提取蚕蛹蛋白多采用强碱高温长时间浸提法以获得较高的浸提率。但不容忽视的是，强碱高温长时间的浸提会使提取的蚕蛹蛋白质臭味浓、颜色较深，而且强碱高温长时间浸提还会造成蛋白质的过度降解，对其加工功能特性、使用范围造成影响和限制。因此，探索开发一种全新的高效率、无污染、无有害物质产生的提取方法显得很有必要。
- 详细介绍：
- 蚕蛹蛋白质是一种优质的全价蛋白，其中常见氨基酸占总氨基酸质量分数的 34.57%。人体不能合成，必须由外界供给的8种必需氨基酸，在蚕蛹蛋白质中含量均较高，总量达 14.59%，占总氨基酸的 42.20%，必需氨基酸与非必需氨基酸质量比为 0.73，与 FAO/WHO 提出的必需氨基酸约占总氨基酸的40%，必需氨基酸与非必需氨基酸之比约为 0.6 的参考蛋白质模式非常接近。因此，蚕蛹是一种很好的蛋白质新来源，对弥补蛋白质资源不足有重要意义。安康市年产蚕蛹1700-2000t，基本上未加工利用。通过对蚕蛹蛋白质提取技术的研究，设计优化提取新技术，以期达到指导生产，综合利用缫丝副产品——蚕蛹，延长蚕桑产业链，提高蚕农收入，促进当地经济的可持续发展的目的。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 作为安康重要支柱产业的蚕桑产业，蚕蛹是蚕茧缫丝后的主要副产品，具有很高的应用价值，而目前尚未得到很好地开发利用。蚕蛹中蛋白质占鲜重14 %～15 %，占干重 45 %～50 %，且主要为优质球蛋白。本研究以脱脂蚕蛹为原料，采用亚硫酸钠溶液为提取溶剂，通过单因素试验和正交试验确定提取蛋白质的优化条件，并与NaOH法进行比较，以期为蚕蛹的开发利用提供科学依据和技术。
科学性、先进性及独特之处
- 本研究采用亚硫酸钠溶液为提取溶剂，通过单因素试验和正交试验探讨了提取蚕蛹蛋白质的优化条件，该方法目前尚未见报道。使用亚硫酸钠提取蚕蛹蛋白的方法是一种简便、可行、提取率较高的方法。研究方法科学合理，结果客观，为蚕蛹蛋白质的开发利用提供了科学依据。
应用价值和现实意义
- 蚕蛹是一种具有很高开发利用价值的自然资源，而作为安康支柱产业的蚕茧在加工后，主要作为饲料使用，资源利用率不高。蚕蛹中富含蛋白质，而且是优质球蛋白。蚕蛹蛋白质含有多种氨基酸,组成合理,比例均衡。本研究选用碱性较弱又具有还原性的亚硫酸钠作为提取试剂，并优化其提取蚕蛹蛋白的条件，以避免蛋白在浸提过程中产生不良的理化变化。得到的产品呈灰白色,且无异味,可为蚕蛹蛋白的进一步开发利用提供参考。
学术论文摘要
- 本研究以脱脂蚕蛹为原料，采用亚硫酸钠溶液为提取溶剂，通过单因素试验和正交试验确定提取蛋白质的优化条件。结果表明，影响蛋白质提取率最大的因素是亚硫酸钠溶液浓度，其次是提取温度，再次是料液比，而提取时间的影响最小。优化后的提取方案是亚硫酸钠溶液浓度为1%、提取温度90℃、提取时间120min、料液比1:14。在此条件下进行一次提取，提取率可达22%以上，进行二次提取，提取率可达30%以上。
获奖情况
- 已被核心期刊《食品研究与开发》录用，2011年9月刊出。
鉴定结果
- 属实
参考文献
- [1].王延华,邢如新,游潮.蛋白质理论与技术[M].北京:科学出版社,2009. [2].[英]D.惠特福德.蛋白质结构与功能[M].北京：科学出版社，2008. [3].刘文卿.实验设计[M].北京:清华大学出版社,2005. [4].刘振学,黄仁和,田爱民.实验设计与数据处理[M].北京:化学工业出版社,2005. [5].吴谋成.功能食品研究与应用[M].北京:化学工业出版社,2004. [6].[日]菅原洁,副岛正美.蛋白质的定量法[M].北京:农业出版社,1981. [7].胡滨,陈一资,胡惠民.食用蚕蛹蛋白的开发研究[J].食品科技,2007,8:184. [8].闵建华,李建科,陈婷.蚕蛹蛋白提取工艺优化的研究[J].陕西师范大学学报(自然科学版),2009,37(2):90. [9].粟晖,李军生,刘柳,等.蚕蛹蛋白的水解工艺研究[J].食品工程,2008,(11):116. [10].王伟,何国庆,金英哲,等.蚕蛹蛋白的综合利用现状分析和开发前景展望[J].食品与发酵工业,2006,32(9):112.
同类课题研究水平概述
- 蚕蛹是一种优质的动物蛋白资源，蚕蛹蛋白具有很高的营养价值，氨基酸种类齐全，必需氨基酸含量符合 FAO/WHO 模式。我国是世界上最大的养蚕国，蚕蛹产量非常可观，通常缫制 1 吨生丝可得 1 吨干蚕蛹。同时随着蚕丝业的进一步发展，蚕蛹的产量将会更大。家蚕是最易于繁殖的经济昆虫, 蚕蛹是极具潜力的天然蛋白质资源。近年来，我国蚕蛹蛋白质的开发利用研究取得了长足进展，在营养保健食品、医药化工、生物防治等领域的应用研究呈现出良好的发展态势。因此综合开发利用蚕蛹蛋白质具有重要意义与广阔前景。 由于蚕蛹中的脂肪含量较高及其特殊的气味和颜色，蚕蛹蛋白质提取技术主要是集中在对蚕蛹的脱脂、脱色及除臭方面。周小华报道的制备蚕蛹分离蛋白工艺是:将脱脂蚕蛹粉用8倍0.5%-1.0%NaOH在80-85℃提取蛋白质5h，换热后用卧式螺旋离心机3000 r/min分离蚕蛹甲壳素，以碟式分离机分离残余油脂，蚕蛹蛋白液后用稀硫酸或稀盐酸调节pH值为4.0，稍静置后沉淀用卧式螺旋离心机3000 r/min分离蚕蛹粗分离蛋白。粗分离蛋白在特定条件下用氧化剂脱色并酰化修饰后，用纯净水反复洗涤并离心，最后进行喷雾干燥，获得白色或浅色蚕蛹蛋白质粉。吴建一等采用溶剂浸出整蛹脱脂除臭提取法，将脱脂蚕蛹经减压蒸馏除出蚕蛹表皮的溶剂，再用臭氧除臭、脱色，然后对蚕蛹漂洗、磨浆、过滤得到蛋白浆滤液，离心分离浓缩或超滤浓缩，真空干燥(喷雾干燥)，得低脂无臭蚕蛹蛋白粉，含蛋白质 91%。闵建华等采用碱溶酸沉法提取蚕蛹蛋白，按照如下工艺条件：pH值为 10.0，固液比为 1:12，提取温度为 60℃，提取 90min，提取率可达到 48.22%。然后在pH值为 4.4时进行酸沉，将沉淀水洗至中性，并用 2mol/L NaOH 溶液调pH至中性复溶后冷冻干燥，得到的分离物中蛋白含量为95.2%。蔡雄辉报道了以聚乙烯醇(PVA)为膜材料，以聚乙二醇(PEG)为致孔剂配制铸膜液，凝固浴为去离子水，利用相转化法制备超滤膜用于分离蚕蛹蛋白。在PVA浓度为5%时，膜截留率在 PVA/PEG-1000=12 时达 83.47%；在PVA浓度为 10%时，膜截留率在 PVA/PEG-1000=3 时达 83.76%；在PVA浓度为 15% 时，其截留率比较高，虽没有超过80%，但比较稳定。
