碱脱胶法优化提取蚕丝素蛋白及其构象光谱.pdf

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1、第32卷第2期广西师范大学学报：自然科学版VoI．32NO．22014年6月JournalofGuangxiNormalUniversity：NaturalScienceEditionJun．2O14碱脱胶法优化提取蚕丝素蛋白及其构象光谱程蕾，辛伟彪，刘祉序，王卓渊，沈星灿(1．广西师范大学药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室，广西桂林541004；2．广西师范大学科技处，广西桂林541004)摘要：采取碱脱胶法对广西产桑蚕茧脱胶条件进行优化，利用苦味酸胭脂红法和扫描电镜对蚕丝脱胶程度进行检测，结果表明，蚕丝在脱胶浴比为l：200，脱胶30min的条件下，其表面丝胶可脱除

2、效果最好。将蚕丝脱胶所得丝素蛋白分别溶解在CaC1。EtOHH。O、LiBr—HO和LiBr—EtOH—H。O3种溶剂中获再生蚕丝素蛋白溶液。在相同条件下，采用红外光谱、拉曼光谱对比研究蚕丝素蛋白的构象，结果表明碱脱胶法得到的天然丝素蛋白以p一折叠构象为主，再生丝素蛋白溶液构象以无规卷曲为主。对比3种溶剂对蛋白构象的影响，结果表明：溶剂中Ii比ca对丝素蛋白的二级结构扰动更显著，倾向破坏蚕丝素蛋白的B一折叠构象，且溶剂中加入适量乙醇会进一步促进金属离子对丝素蛋白构象的影响。关键词：碱脱胶法；蚕丝素蛋白；红外光谱；拉曼光谱；构象中图分类号：TQ321．4；Q512．6文献标识码：

3、A文章编号：1001—6600(2014)02—0088—07蚕丝是由熟蚕结茧所吐的天然长纤维，主要由蚕丝素蛋白和丝胶所组成。丝胶包裹在丝素蛋白的外面，对丝素蛋白起到胶粘和保护作用。丝素蛋白是蚕丝的主要组成部分，约占总质量的7OE1]。丝素蛋白是一种高性能的天然蛋白材料，近来应用于生物医用材料、医药、食品、精细化工等诸多方面，备受关注。蚕丝素蛋白的应用通常要先除去丝胶，该过程称为脱胶。常用的脱胶方法包括：马赛热皂法、碱脱胶法、酶脱胶法、尿素脱胶法及水脱胶法等]。其中碱脱胶法具有工艺流程简单和成本较低的特点]。针对蚕丝的碱脱胶法，优化脱胶工艺的调控因素，获得最佳条件，对蚕丝素蛋白

4、的提取与应用具有参考价值。丝素蛋白含有70．5非极性氨基酸，29．5极性氨基酸，表现出较强的疏水性，较难溶于水。丝素蛋白的性能与其构象密切相关，含有酶、酸及碱溶剂体系易引起丝素蛋白不可逆转性的构象破坏，因此，溶剂的选取将直接影响丝素蛋白提取与再生l9]。目前CaC1、LiBr等高浓度盐、盐一有机多元溶剂等是溶解丝素蛋白的常用中性溶剂。不同盐溶解的丝素蛋白在质量、相对分子质量、结构以及性能等方面都存在不同的差异。对比研究不同溶剂对丝素蛋白构象的影响，是研究和开发丝素蛋白基材料的重要基础。本文采用碱脱胶法提取蚕丝素蛋白，改变碱脱胶法的关键工艺参数(脱胶时间、脱胶次数、脱胶浴比)，利

5、用苦味酸胭脂红法和扫描电镜(SEM)考察广西产桑蚕茧脱胶效果，利用红外光谱和拉曼光谱，对比研究CaCI。-EtOH—H()、LiBr—HO和LiBr—EtOH—H()3种中性盐溶液中，再生蚕丝素蛋白构象的变化。1实验部分1．1材料、试剂和仪器无水碳酸钠、无水氯化钙、溴化锂、硝酸银、苦味酸、胭脂红等试剂均为分析纯；透析袋截留相对分子质收稿日期：2013-10—11基金项目：国家自然科学基金资助项目(21161003，21364002)；广西自然科学基金重点资助项目(2O12GxNsFDAo53O07)；广西药用资源化学与药物分子1二程重点实验室基金资助项目(CMEMR2012-A

6、I2)；广西医药产业人才小高地项目资助通信联系人：沈星灿(1974一)，女，湖南邵阳人，广西师范大学教授，博士。Email：xcshen@mailbox．gxnu．edu．cn第2期程蕾等：碱脱胶法优化提取蚕丝素蛋白及其构象光谱89量1200014000Du(国药集团化学试剂有限公司)。家蚕蚕茧(广西)。调温万用电炉(浙江上虞市通州实验仪器厂)；SHB1I循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)；78HW1型恒温电磁搅拌器(江苏中大仪器厂)；电子分析天平(德国Sartorius公司)；Quanta200PEG场发射环境扫描电子显微镜(美国FEI公司)；5DXB傅立叶红外分光

7、光度计(美国Nicolet公司)；InVia型显微共焦激光拉曼光谱(英国Renihaw公司)。．1．2碱脱胶法优化将干蚕茧剪开，把里面的蚕蛹除去并剪成O．5cm碎片，置于100℃烘箱内烘干6h后备用。称取0．5g蚕茧于烧杯中，加入lO0mLNa。CO。水溶液(0．05mol／L)，于100℃脱胶，用蒸馏水多次冲洗并取出脱胶蚕茧后，在100℃烘箱中烘干，称量，求出蚕丝脱胶的质量损失比率。固定NaCO。水溶液浓度，改变脱胶次数、脱胶时间、脱胶浴比(指精炼丝与精炼试剂的质量比)，以优化脱胶条件。1