本發(fā)明涉及一種蠶蛹蛋白粉；具體涉及一種納米蠶蛹蛋白粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展和人們對生活質(zhì)量要求的不斷提高，蠶的各個變態(tài)期在食用、藥用、保健等方面的應用越來越廣泛，不僅使過去蠶生產(chǎn)的一些副產(chǎn)物乃至廢棄物得到開發(fā)利用，而且在某些方面所創(chuàng)造的產(chǎn)值遠遠高于養(yǎng)蠶繅絲本身。目前絕大部分蠶蛹基本上用作飼料和肥料，不僅資源利用率低，而且利用蠶蛹飼養(yǎng)的畜、禽、魚等肉質(zhì)帶有蛹腥味，嚴重影響了相關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)。因此，精制蠶蛹蛋白是一種較為理想的優(yōu)質(zhì)純天然全價蛋白質(zhì)，可作為食品添加劑和蛋白纖維原材料，同時也是制備生物活性多肽的優(yōu)良前體蛋白。

現(xiàn)有技術(shù)采用等電點以及有機溶劑實現(xiàn)蠶蛹蛋白脫臭，其中利用堿液溶解蛹蛋白再控制等電點沉淀的方式過程太長并且效果不佳；采用有機溶劑浸漬法只能去除親油的、低沸點的發(fā)臭物質(zhì)，脫色脫臭效果不理想。目前有關(guān)蠶蛹蛋白精制的報道中，多采用高溫長時間溶劑浸提以獲得較高的脫脂率，所使用脫脂溶劑毒性較強，且在蛋白中殘留較高；脫色脫臭不同程度地存在脫臭脫色不徹底、蛋白損失嚴重、蛋白結(jié)構(gòu)被破壞、過度降解和蛋白加工特性惡化等問題。

因此，很有必要重開思路，研發(fā)一套新的蠶蛹蛋白精制工序，不僅解決蠶蛹蛋白有色有味的問題，更重要的是得到納米級蛋白粉，真正實現(xiàn)蠶蛹蛋白粉的實際應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種納米蠶蛹蛋白粉及其制備方法，首次得到了納米級蛹蛋白粉，高效可被人體吸收，可作為食品級產(chǎn)品使用。

為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種納米蠶蛹蛋白粉的制備方法，包括以下步驟，

（1）脫脂蛹加入水中，然后進行破壁處理，得到處理液；

（2）向處理液中加入吸附劑進行吸附處理；然后壓濾處理，得到濾液；

（3）將中性蛋白酶加入濾液中進行酶解，得到酶解液；

（4）將酶解液經(jīng)過離子交換樹脂后再濃縮得到濃縮物；

（5）將濃縮物進行超重力處理后再進行冷凍干燥，得到納米蠶蛹蛋白粉。

上述技術(shù)方案中，步驟（1）中，脫脂蛹先經(jīng)過自來水洗再經(jīng)過純水洗，然后加入水中；所述破壁處理在45000～50000rpm的轉(zhuǎn)速下進行破壁處理，時間為30～40分鐘；在自來水洗后再利用純水洗進一步提高蠶蛹的潔凈度；本發(fā)明創(chuàng)造性的利用高速離心處理，實現(xiàn)對脫脂蛹細胞膜的破壁，在保證蠶蛹蛋白有效成分不被破壞的情況下，不僅利于韌性強的甲殼素的開裂，更使得蠶蛹蛋白細化，為后續(xù)處理打下基礎(chǔ)。

上述技術(shù)方案中，步驟（1）中，脫脂蛹與水的質(zhì)量比1∶20～30，合適的浴比可以取得良好的破壁效果，不僅去除雜質(zhì)，更使得蠶蛹蛋白細化均勻，從而結(jié)合酶解、超重力處理，獲得納米級食用型蠶蛹蛋白粉。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選破壁處理后再進行超聲處理，得到處理液；所述超聲處理的功率為500～800w，頻率30～50khz。本發(fā)明利用超聲處理可有效分離雜質(zhì)與蠶蛹蛋白，進一步提高吸附壓濾的效果，從而可以得到純凈的可使用蠶蛹蛋白粉。

上述技術(shù)方案中，步驟（2）中，吸附劑為活性炭；所述活性炭的加入量為處理液質(zhì)量的2～3%；所述吸附處理的溫度為80～85℃。壓濾可以采用板框壓濾器，利用硅藻土形成壓濾層。

上述技術(shù)方案中，步驟（3）中，所述中性蛋白酶為木瓜蛋白酶。本發(fā)明利用木瓜蛋白酶酶解脫脂蛹，用量為2000～3000活力單位/ml濾液，酶解溫度為45～50℃，酶解時間為6.5～8小時，ph值控制在6.5～7.5。本發(fā)明創(chuàng)造性的將中性蛋白酶加入蠶蛹蛋白液中，限制酶的用量以及酶解參數(shù)，對其酶解，可以降解分子量，并達到去臭的效果，解決了現(xiàn)有技術(shù)去臭不徹底的問題。

上述技術(shù)方案中，步驟（3）中，所述酶解在振動條件下進行，可以采用搖床振動，也可采用超聲波振動，還可以采用機械振動，攪拌振動亦可使用。本發(fā)明通過振動的設(shè)置，可以加長酶解時間以及提升酶解溫度，避免現(xiàn)有技術(shù)酶解溫度上升導致酶活性降低的問題，從而可以提高酶解效果，進而實現(xiàn)蠶蛹蛋白徹底脫臭的效果。

上述技術(shù)方案中，步驟（4）中，所述離子交換樹脂中，陰離子與陽離子的摩爾比為1∶2?？梢匀コ芤褐械闹仉x子，尤其是在限定比例的離子交換樹脂處理后，可以進一步提高脫色效果，樹脂市購，特別是在濃縮前進行離子交換樹脂處理可以提高處理效果，有效去除前道工序存在的微量雜質(zhì)。

上述技術(shù)方案中，步驟（4）中，所述濃縮物的固含量為50～70%；即濃縮物中固體物的質(zhì)量分數(shù)為50～70%。為最后進行超重力處理提供優(yōu)異的原料形態(tài)，達到最佳的處理效果，從而實現(xiàn)納米級蠶蛹蛋白粉的制備。

上述技術(shù)方案中，步驟（5）中，所述冷凍干燥的溫度為-30～-20℃，壓力為3～5pa，蒸發(fā)液層厚度2～5mm。

上述技術(shù)方案中，步驟（5）中，所述超重力處理的轉(zhuǎn)速為25000～40000rpm；濃縮物的流量為100～200ml/min。本發(fā)明首次利用超重力旋轉(zhuǎn)床，在超重力作用下，使得蠶蛹蛋白成核，形成納米級產(chǎn)品，解決了現(xiàn)有技術(shù)蠶蛹蛋白粉粒徑過大、不利于人體吸收等問題。

現(xiàn)有技術(shù)未見超重力對聚合物處理的報道，并且由于聚合物成核過程不存在反應性，而且聚合物本身韌性、粘度、成核性都較為特異，一般認為不適合利用超重力方法處理聚合物得到納米產(chǎn)品。本發(fā)明首先離心破壁處理，再超聲處理，接著利用酶解，然后制備限定固含量的濃縮物，最后利用超重力處理，從而制備納米級蠶蛹蛋白粉，取得了意想不到的技術(shù)效果。

本發(fā)明還公開了根據(jù)上述納米蠶蛹蛋白粉的制備方法制備的納米蠶蛹蛋白粉。

本發(fā)明首次制備出納米級蠶蛹蛋白粉，大概為96納米，而且白色無臭味，尤其是具有優(yōu)異的營養(yǎng)價值，內(nèi)含十八種均衡氨基酸，為全價蛋白，特別是含人體必需氨基酸含量占比超過40%；可以在制備口服材料或者外敷材料中應用。

本發(fā)明還公開了一種納米蠶蛹蛋白營養(yǎng)粉，其制備方法包括以下步驟，

（1）脫脂蛹加入水中，然后進行破壁處理，得到處理液；

（2）向處理液中加入吸附劑進行吸附處理；然后壓濾處理，得到濾液；

（3）將中性蛋白酶加入濾液中進行酶解，得到酶解液；

（4）將酶解液經(jīng)過離子交換樹脂后再濃縮得到濃縮物；

（5）將濃縮物進行超重力處理后再進行冷凍干燥，得到納米蠶蛹蛋白粉；

（6）將納米蠶蛹蛋白粉與小米粉、糯米粉、木糖醇配伍，制備納米蠶蛹蛋白營養(yǎng)粉。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1.本發(fā)明公開了一套新的蠶蛹蛋白精制工序，與現(xiàn)有技術(shù)步驟不同，不僅徹底解決蠶蛹蛋白有色有味的問題，更重要的是得到納米級蛋白粉，粒徑為96納米，能夠適應人體吸收，而且具有優(yōu)異的營養(yǎng)價值，真正實現(xiàn)蠶蛹蛋白粉的實際應用。

2.本發(fā)明創(chuàng)造性的利用超重力技術(shù)對蠶蛹蛋白濃縮物進行處理，在固含量為50～70%下，不僅可以得到納米級蠶蛹蛋白粉，而且避免營養(yǎng)成分的流失，最大程度實現(xiàn)蠶蛹蛋白的保健作用，可在制備口服材料或者外敷材料中應用。

3.本發(fā)明利用中性蛋白酶酶解蠶蛹，通過酶用量增加、酶解時間加長以及酶解溫度提升，可以實現(xiàn)蠶蛹蛋白分子量的降解，利于后序處理得到納米級蠶蛹蛋白粉，同時實現(xiàn)了徹底除臭的效果，這是本發(fā)明創(chuàng)造性的體現(xiàn)，也解決了現(xiàn)有技術(shù)除臭不力的問題；而且酶解方法沒有副作用。

4.本發(fā)明利用超聲處理，不是傳統(tǒng)的提高分散性，而是進一步破碎粒子，提高破壁處理的粉碎效果，從而提高了雜質(zhì)去除率并提高酶解處理效果。

5.本發(fā)明利用吸附劑活性炭并結(jié)合壓濾的方式，在前道工序破壁的基礎(chǔ)上，可以有效去除破壁的雜質(zhì)，保證蠶蛹蛋白粉的純度，利于生物利用性能。

6.本發(fā)明利用高速離心破壁實現(xiàn)了蠶蛹甲殼素的粉碎，并細化了蠶蛹，不僅利于甲殼素等柔韌性很強的雜質(zhì)的去除，而且為后續(xù)酶解提供基礎(chǔ)，利于酶解均勻性以及徹底性，從而使得得到的蠶蛹蛋白粉脫色除臭徹底。

7.本發(fā)明利用離子交換樹脂，并限定陰陽離子比，對酶解液進行處理，可以去除前道工序殘留的微量雜質(zhì)，并達到完全脫色的效果；然后在進行濃縮，從而可以得到脫色脫臭徹底的純凈的蠶蛹蛋白。

附圖說明

圖1為實施例一制備的蠶蛹蛋白粉的粒徑測試圖。

具體實施方式

實施例一

一種納米蠶蛹蛋白粉的制備方法，包括以下步驟：

（1）脫脂蛹先經(jīng)過自來水洗再經(jīng)過純水洗，然后加入水中，然后進行破壁處理，再進行超聲處理，得到處理液；破壁處理的轉(zhuǎn)速為50000rpm，時間為35分鐘；脫脂蛹與水的質(zhì)量比1∶25；超聲處理的功率為700w，頻率40khz；

（2）向處理液中加入吸附劑活性炭，于80℃進行吸附處理；然后壓濾處理，得到濾液；活性炭的加入量為處理液質(zhì)量的2%；

（3）將木瓜蛋白酶加入濾液中，在振動條件下進行酶解，得到酶解液；木瓜蛋白酶用量為2500活力單位/ml濾液，酶解溫度為48℃，酶解時間為7小時，ph值控制在7.5；

（4）將酶解液經(jīng)過離子交換樹脂后再濃縮得到固含量為60wt%的濃縮物；離子交換樹脂中，陰離子與陽離子的摩爾比為1∶2；

（5）將濃縮物進行超重力處理后再進行冷凍干燥，得到納米蠶蛹蛋白粉；冷凍干燥的溫度為-25℃，壓力為4pa，蒸發(fā)液層厚度3mm；超重力處理的轉(zhuǎn)速為30000rpm；濃縮物的流量為150ml/min。

附圖1為上述蠶蛹蛋白粉的粒徑測試圖，可以看出，本發(fā)明制備的蠶蛹蛋白粉為納米級，峰值為96納米，徹底解決了現(xiàn)有蠶蛹蛋白粉粒徑大的問題，高效可被人體吸收，可作為食品級產(chǎn)品使用。

上述蠶蛹蛋白粉脫臭率達到100%，脫色率達到99.3%，蠶蛹蛋白回收率達到98.6%，外觀為白色，無臭味。

實施例二

一種納米蠶蛹蛋白粉的制備方法，包括以下步驟：

（1）脫脂蛹先經(jīng)過自來水洗再經(jīng)過純水洗，然后加入水中，然后進行破壁處理，再進行超聲處理，得到處理液；破壁處理的轉(zhuǎn)速為45000rpm，時間為30分鐘；脫脂蛹與水的質(zhì)量比1∶30；超聲處理的功率為500w，頻率50khz；

（2）向處理液中加入吸附劑活性炭，于80℃進行吸附處理；然后壓濾處理，得到濾液；活性炭的加入量為處理液質(zhì)量的2%；

（3）將木瓜蛋白酶加入濾液中，在振動條件下進行酶解，得到酶解液；木瓜蛋白酶用量為3000活力單位/ml濾液，酶解溫度為50℃，酶解時間為6.5小時，ph值控制在7.5；

（4）將酶解液經(jīng)過離子交換樹脂后再濃縮得到固含量為50wt%的濃縮物；離子交換樹脂中，陰離子與陽離子的摩爾比為1∶2；

（5）將濃縮物進行超重力處理后再進行冷凍干燥，得到納米蠶蛹蛋白粉，為納米級，峰值為98納米，蠶蛹蛋白粉脫臭率達到100%，脫色率達到99.0%，蠶蛹蛋白回收率達到98.1%，外觀為白色，無臭味；冷凍干燥的溫度為-30℃，壓力為3pa，蒸發(fā)液層厚度2mm；超重力處理的轉(zhuǎn)速為40000rpm；濃縮物的流量為100ml/min。

實施例三

一種納米蠶蛹蛋白粉的制備方法，包括以下步驟：

（1）脫脂蛹先經(jīng)過自來水洗再經(jīng)過純水洗，然后加入水中，然后進行破壁處理，再進行超聲處理，得到處理液；破壁處理的轉(zhuǎn)速為50000rpm，時間為40分鐘；脫脂蛹與水的質(zhì)量比1∶30；超聲處理的功率為800w，頻率30khz；

（2）向處理液中加入吸附劑活性炭，于85℃進行吸附處理；然后壓濾處理，得到濾液；活性炭的加入量為處理液質(zhì)量的3%；

（3）將木瓜蛋白酶加入濾液中，在振動條件下進行酶解，得到酶解液；木瓜蛋白酶用量為3000活力單位/ml濾液，酶解溫度為50℃，酶解時間為6.5小時，ph值控制在6.5；

（4）將酶解液經(jīng)過離子交換樹脂后再濃縮得到固含量為70wt%的濃縮物；離子交換樹脂中，陰離子與陽離子的摩爾比為1∶2；

（5）將濃縮物進行超重力處理后再進行冷凍干燥，得到納米蠶蛹蛋白粉，為納米級，峰值為97納米，蠶蛹蛋白粉脫臭率達到100%，脫色率達到99.2%，蠶蛹蛋白回收率達到98.2%，外觀為白色，無臭味；冷凍干燥的溫度為-20℃，壓力為5pa，蒸發(fā)液層厚度5mm；超重力處理的轉(zhuǎn)速為40000rpm；濃縮物的流量為200ml/min。

實施例四

一種納米蠶蛹蛋白粉的制備方法，包括以下步驟：

（1）脫脂蛹先經(jīng)過自來水洗再經(jīng)過純水洗，然后加入水中，然后進行破壁處理，再進行超聲處理，得到處理液；破壁處理的轉(zhuǎn)速為45000rpm，時間為30分鐘；脫脂蛹與水的質(zhì)量比1∶20；超聲處理的功率為500w，頻率30khz；

（2）向處理液中加入吸附劑活性炭，于80℃進行吸附處理；然后壓濾處理，得到濾液；活性炭的加入量為處理液質(zhì)量的2%；

（3）將木瓜蛋白酶加入濾液中，在振動條件下進行酶解，得到酶解液；木瓜蛋白酶用量為2000活力單位/ml濾液，酶解溫度為50℃，酶解時間為8小時，ph值控制在6.5；

（4）將酶解液經(jīng)過離子交換樹脂后再濃縮得到固含量為60wt%的濃縮物；離子交換樹脂中，陰離子與陽離子的摩爾比為1∶2；

（5）將濃縮物進行超重力處理后再進行冷凍干燥，得到納米蠶蛹蛋白粉，為納米級，峰值為98納米，蠶蛹蛋白粉脫臭率達到100%，脫色率達到99.3%，蠶蛹蛋白回收率達到98.4%，外觀為白色，無臭味；冷凍干燥的溫度為-30℃，壓力為5pa，蒸發(fā)液層厚度3mm；超重力處理的轉(zhuǎn)速為25000rpm；濃縮物的流量為200ml/min。

實施例五

一種納米蠶蛹蛋白粉的制備方法，包括以下步驟：

（1）脫脂蛹先經(jīng)過自來水洗再經(jīng)過純水洗，然后加入水中，然后進行破壁處理，再進行超聲處理，得到處理液；破壁處理的轉(zhuǎn)速為50000rpm，時間為40分鐘；脫脂蛹與水的質(zhì)量比1∶30；超聲處理的功率為800w，頻率50khz；

（2）向處理液中加入吸附劑活性炭，于80℃進行吸附處理；然后壓濾處理，得到濾液；活性炭的加入量為處理液質(zhì)量的3%；

（3）將木瓜蛋白酶加入濾液中，在振動條件下進行酶解，得到酶解液；木瓜蛋白酶用量為2000活力單位/ml濾液，酶解溫度為50℃，酶解時間為7小時，ph值控制在7.5；

（4）將酶解液經(jīng)過離子交換樹脂后再濃縮得到固含量為60wt%的濃縮物；離子交換樹脂中，陰離子與陽離子的摩爾比為1∶2；

（5）將濃縮物進行超重力處理后再進行冷凍干燥，得到納米蠶蛹蛋白粉，為納米級，峰值為97納米，蠶蛹蛋白粉脫臭率達到100%，脫色率達到99.4%，蠶蛹蛋白回收率達到98.3%，外觀為白色，無臭味；冷凍干燥的溫度為-30～-20℃，壓力為3～5pa，蒸發(fā)液層厚度2～5mm；超重力處理的轉(zhuǎn)速為25000～40000rpm；濃縮物的流量為100～200ml/min。

當今世界對食品中氨基酸對人體維持平衡作用十分重視，只有近似平衡的氨基酸組成才可利于人體生理平衡的調(diào)節(jié)，對補充代謝消化起著極其重要的作用。本發(fā)明的納米蠶蛹蛋白粉含有十八種氨基酸，各種氨基酸的比例均衡，是全價蛋白，尤其是本發(fā)明的納米蠶蛹蛋白粉含有人體必需氨基酸的比例占到氨基酸總量40%以上，其營養(yǎng)價值可與雞蛋、牛奶媲美，并符合聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織規(guī)定的氨基酸模式，按質(zhì)量比100∶220∶68∶21將納米蠶蛹蛋白粉與小米粉、糯米粉、木糖醇配伍，制備納米蠶蛹蛋白營養(yǎng)粉；具有重要的營養(yǎng)價值以及現(xiàn)實的應用意義。